小鼠肺内气管移植（IPTT）模型对于研究肺移植后闭塞性气道疾病（OAD）具有重要价值。该模型可深入揭示同种异体移植后气道闭塞过程中肺特异性的免疫学和血管生成行为，且具有高度可重复性。本文中，我们描述了IPTT的操作步骤及其预期结果。
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摘要
摘要
小鼠肺内气管移植（IPTT）被用作肺移植后闭塞性气道疾病（OAD）的模型。该模型最初由我们团队报道，因其技术可重复性高，且适用于研究免疫学行为和治疗干预措施，现已被广泛应用于OAD的研究。
在IPTT模型中，将啮齿类动物的气管移植物通过胸膜直接植入受体肺组织内。该模型不同于异位气管移植（HTT）模型，后者将移植物移植至皮下或网膜部位；也不同于原位气管移植（OTT）模型，后者以供体气管替代受体自身的气管。
成功实施IPTT模型需要具备高级的麻醉和外科手术技能。麻醉技能包括对受体进行气管插管、设置合适的通气参数，以及在麻醉恢复后适时拔管。外科手术技能对于将移植物精确放置于肺内，以及有效闭合脏层胸膜以防止漏气和出血至关重要。通常，学习该技术的过程大约需要2个月。
与HTT和OTT模型不同，在IPTT模型中，同种异体移植气道在相应肺微环境中发生气道闭塞。这使得研究人员能够研究肺移植后气道闭塞所涉及的肺特异性免疫和血管生成过程。此外，该模型的独特之处还在于其可形成三级淋巴样器官（TLOs），这在人类肺移植受体中同样可见。TLOs由T细胞和B细胞群体组成，其特征是存在高内皮微静脉，可介导免疫细胞的募集；因此，TLOs可能在移植物的接受与排斥过程中发挥关键作用。我们得出结论：IPTT模型是研究肺移植受体中气道闭塞发展所涉及的肺内免疫和促纤维化通路的有力工具。
引言
肺移植已被确立为治疗终末期呼吸系统疾病患者的有效方法。然而，肺移植受者的中位生存期仅为约6年，移植后第一年以上的死亡主要原因在于闭塞性细支气管炎（OB）的发生，这是一种阻塞性气道疾病（OAD）1。
已采用多种动物模型来研究阻塞性气道病（OAD）的发病机制。其中一种模型是异位气管移植（HTT）模型。2在此模型中，将气管移植物植入受体的皮下组织或网膜中。移植物因缺血导致气管上皮细胞丢失，随后发生同种反应性淋巴细胞浸润及供体上皮细胞凋亡。成纤维细胞和肌成纤维细胞迁移至气管周围，分泌细胞外基质。最终导致气道管腔完全纤维性闭塞。该异体气管移植模型技术操作简便，可提供 体内 环境，且具有高重复性。
另一种用于研究气道闭塞病（OAD）的模型是大鼠原位气管移植（OTT）模型，该模型将气管移植物植入受体气管中，以维持生理通气功能3。在此模型中，缺血导致供体上皮细胞耗竭，随后由受体来源的上皮细胞在气管内取代，形成通畅的气道，并伴有轻度纤维化。尽管这些模型有助于理解肺移植后气道闭塞的发生机制，但在模拟肺实质微环境方面仍存在局限性。
我们研究团队引入了大鼠肺内气管移植（intrapulmonary tracheal transpl....
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方案
所有动物的处理均遵循加拿大动物护理委员会《实验动物护理与使用指南》中规定的要求。实验方案已获得多伦多综合医院研究所（University Health Network）动物护理委员会的批准。
1. 供体手术
注意：本实验以 BALB/c 小鼠作为供体示例。所有操作必须采用无菌技术进行。
- 手术前，记录每只小鼠的体重。
- 使用 CO2 室处死小鼠。
- 确认死亡后，将小鼠置于仰卧位，并用胶带固定四肢。
- 用 70% 异丙醇对术区进行消毒。
注意：如当地动物伦理委员会建议且有必要，可剪除切口部位的毛发。 - 从腹部中线开始，沿中线切开皮肤，向上延伸至颈前部。
- 通过小心牵开脂肪垫、将胸骨舌骨肌向两侧移动，并分离气管周围结缔组织以暴露气管。使用镊子在气管与食管之间创建间隙。
- 抬起剑突并剪开膈肌。
- 抬起胸骨，插入止血钳以确保从胸骨到颈部区域的通路清晰。夹住两侧肋骨，并剪开胸骨，向上延伸穿过颈部肌肉。
- 移除胸腺以及任何阻碍气管的脂肪或肌肉组织，以暴露气管分叉处。
- 剪断左右主支气管，并小心地将气道与食管分离。
- 剪断喉部并将其移除。
- 用无菌生....
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结果
根据我们的经验，熟练掌握该模型通常需要约2个月的培训。一旦达到熟练水平，供体操作通常需要15分钟，而受体操作则大约需要30分钟。对于熟练的操作者，预期死亡率为0%。
在图4A中，气管异体移植物出现纤维母细胞组织完全阻塞，上皮细胞明显被破坏。相反，在图4B中，气管同系移植物保持通畅，上皮细胞得以保留。
图5展示了一例肺组织，其中已移植气管同种异体移植物，可见淋巴样聚集物的存在。
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讨论
小鼠IPTT手术包含若干关键步骤。在麻醉过程中，首要的关键步骤是气管插管。必须将小鼠保持在适当高度，使其四肢接触桌面，以便观察声带并立即进行插管。此外，需仔细调节呼吸潮气量和呼气末正压（PEEP）。通常情况下，对于体重为25–30 g的小鼠，500 µL的潮气量和2 cmH2O的PEEP已足够。然而，体型较大的受体小鼠可能会出现"呃逆"现象，提示存在缺氧。此时，可能需要增加潮气量、PEEP，并暂时夹闭呼气管以促进肺复张。如果呃逆持续存在，应调整气管插管的深度。最后，气管插管的拔管时机至关重要，必须确认受体小鼠的呼吸频率，以确保其已充分恢复。若未做到这一点，可能导致拔管后死亡。
关于手术操作，移植气管的准确定位至关重要。必须模拟合适的进针方向，以准确放置气管移植物（图3G）。如果进针路径过浅，气管移植物可能穿透胸膜；而插入过深则可能导致肺血管穿孔并引发严重出血。另一个关键步骤是确保插入部位的严密封闭，需使用不锈钢夹将插入同种异体气管移植物后的胸膜切口牢固固定（
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披露
本文作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
作者感谢 Jerome Valero 对本文稿的编辑。 图1 和 图3I,J,L 使用 BioRender.com 创建。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| BALB/cJ | 杰克逊实验室 | 8-10 周，25-30 克 | 雄性，供体 |
| BD 1 mL 注射器 | 贝克顿·迪金森 | 309659 | |
| BD PrecisionGlide 针头 Aiguile BD PrecisionGlide | 贝克顿·迪金森 | 305122 | |
| Bovie Change-A-Tip 豪华高温电凝笔 | Bovie | DEL1 | |
| C57BL/6J | 杰克逊实验室 | 8-10 周，25-30 克 | 雄性，受体 |
| Dumont #5/45 镊子 | F·S·T | 11251-35 | |
| Ethicon Ligaclip 多夹施夹器 | Ethicon | LX107 | |
| 超细 Graefe 镊子 | F·S·T | 11150-10 | |
| Glover 蛙嘴钳 | Integra | 320-127 | |
| Halsted-蚊式止血钳 | F·S·T | 13009-12 | |
| Horizon 钛夹结扎夹 | Teleflex | 001201 | |
| Leica M651 显微外科手术手动显微镜 | Leica | ||
| 带弹簧锁的 Magnetix 固定器 | CD+ LABS | ACD-001 | |
| 显微外科剪刀 | Jarit | 277-051 | |
| 小动物及围产期大鼠呼吸机 Model 687 | 哈佛 | 55-0001 | |
| Perfadex Plus | XVIVO | 19850 | |
| 钝头牵开器头 - 2.5 mm | CD+ LABS | ACD-011 | |
| 小动物手术台 | CD+ LABS | ACD-003 | |
| Surgipro 蓝色 24" CV-1 锥形双针缝线 | Covidien | VP702X | |
| Systane 软膏 | Alconn | 1444062 | |
| System Elastomer | CD+ LABS | ACD-007 | |
| Terumo Surflo 静脉导管，20 G x 1 英寸 | Terumo Medical Corporation | SR-OX2025CA | |
| VMT 台式手术台 | benson | 91803300 |
参考文献
- Chambers, D. C., et al. The International Thoracic Organ Transplant Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Thirty-fifth adult lung and heart-lung transplant report-2018; Focus theme: Multiorgan Transplantation. J Heart Lung Transplant. 37 (10), 1169-1183 (2018).<....
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重印与许可
