本方案提供了用于胰岛分离与纯化的猪胰腺获取的逐步操作指南。
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本方案提供了用于胰岛分离与纯化的猪胰腺获取的逐步操作指南。
胰岛移植是治疗1型糖尿病的一种新兴疗法,但其应用受到供体匹配和可获得性的限制。猪胰岛异种移植为同种移植提供了一种有前景的替代方案,有望实现按需大规模生产具有功能的胰岛。所分离胰岛的产量和存活率高度依赖于供体胰腺的质量以及获取方法,尤其是热缺血时间的长短。为了改善器官保存效果以及后续胰岛的产量和存活率,我们开发了一种猪胰腺的手术灌注与切除方案。该方案采用直接的肾下腹主动脉插管和器官灌注,既能最大限度地缩短热缺血时间,又可简化操作流程,适用于外科经验有限的操作人员。通过主动脉对胰腺进行后续动脉灌注,可冲洗微血管系统中的滞留血液,从而减少血栓形成和组织的氧化损伤。本文提供了一套详细的猪胰腺手术灌注与切除操作方案,并包括后续的胰岛分离与纯化步骤。
1型糖尿病是由自身免疫系统对胰腺β细胞的破坏所引起的1。 因此,患者需依赖外源性胰岛素,易发生血糖波动,并出现高血糖和低血糖事件2。同种异体胰岛移植是治疗1型糖尿病的一种潜在治愈方法;然而,胰腺器官供体的稀缺性仍是该技术广泛推广应用的主要障碍2,3。来自猪的异种胰岛移植是一种有前景的替代方案,因为这些动物来源充足。猪胰岛的分离技术优化与规模化生产对于推动异种胰岛移植的发展至关重要。
尽管已有多种猪胰腺获取技术被发表,但这些手术方法大多描述的是在诱导心脏死亡或放血后进行的胰腺切除术4,5,6,7,8,9,10。这些技术的一个主要缺点是,在心脏死亡至开始动脉内和/或导管内灌注保存液之间,存在不稳定的热缺血时间(WIT)。即使仅10分钟的WIT也会对胰岛的产量和活性产生负面影响5。为最大限度缩短WIT,需迅速使用保存液对胰腺进行灌注。在腹部器官获取过程中,经主动脉插管后使用威斯康星大学(UW)溶液进行体内灌注,对于清除血液、防止血管内血栓形成、保护组织免受缺血损伤以及减少细胞损伤至关重要11,12。
既往研究表明,在猪胰腺获取过程中,通过乌威溶液(UW溶液)对腹腔干和肠系膜上动脉进行低压灌注,可提高胰岛的得率和纯度4。然而,以往发表的猪胰腺获取方法均涉及开腹主动脉插管,该操作技术难度较高,尤其在体型较小的猪中更具挑战性13,14,15。在本论文中,我们提供了一套详细的分步操作方案,并配有相应的可视化辅助图示,涵盖猪胰腺的手术灌注与获取过程,继而进行胰岛的分离与纯化。该胰岛分离过程中采用的新型主动脉插管技术,旨在最大限度地减少热缺血时间(WIT),并使胰腺获取过程在无血视野下完成,从而提高胰岛分离的得率和活性。
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所有涉及动物的操作均须经华盛顿大学医学院比较医学部机构动物护理和使用委员会(IACUC)批准。成年约克夏猪,体重范围为35至35 kg,是本操作的理想选择;然而,可根据实验的具体情况对不同体型的猪进行方案调整。整个操作应在手术室环境中以无菌方式进行。
1. 术前准备与麻醉
2. 手术准备及腹膜后腔的暴露
3. 腹膜后解剖
4. 胸腔内解剖
5. 肾下腹主动脉插管、内脏隔离与灌注
6. 全胰腺切除术
7. 胰管插管
8. 胰腺的灌注与扩张
9. 胰腺的消化
10. 胰腺组织的采集
11. 使用连续梯度法纯化胰岛
12. 胰岛评估与染色
13. 胰岛细胞培养
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手术设置及正中剖腹手术如图1所示。剖腹切口应呈弧形,以避开泌尿生殖道开口(图1B)。安装拉钩时,应将Omni或Bookwalter拉钩的支架固定在手术台左下方角落。理想的牵拉方式包括:使用两个拉钩片牵开右侧腹壁,两个拉钩片牵开左侧腹壁,以及1-2个拉钩片用于牵开包裹在无菌毛巾中的右半结肠和小肠(图1C)。可根据助手情况和术者偏好,选用腹壁、内脏或可塑性拉钩片。若无Omni或Bookwalter拉钩,可在两侧使用1-2个自持式Balfour拉钩牵开腹壁。助手则可手动牵拉包裹在无菌毛巾中的右半结肠和小肠。
如图2所示,腹膜后分离可结合钝性与锐性分离技术进行。虽然需要对肾下腔静脉(IVC)和腹主动脉实现周向控制,但该分离无需继续向下至分叉处。手术的胸腔内部分技术难度最高(图3),因为胸腔内或肝...
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使用猪作为供体的胰岛异种移植是治疗1型糖尿病的一种有前景的策略。胰岛分离具有挑战性,最终胰岛的活力和得率极易受到器官获取过程中出现的低血压和组织缺血的影响16,17。为了优化胰腺的获取与保存,本方案提出了一种新的主动脉插管、内脏隔离及灌注方法,用于胰岛分离前猪胰腺的获取过程。
猪胰岛分离的成功依赖于供体胰腺的最佳获取与保存。彻底清除胰腺组织中的全部血液对于优化胰岛分离至关重要,因为组织中残留的血液可导致补体激活及胰腺微血管血栓形成,从而降低胰岛的产量和活性4,18。以往的技术还包括经肾下腹主动脉插管进行动脉内灌注13,14,15,
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作者声明无利益冲突。
本手稿得到了中西部移植基金会临床创新资助的支持。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 1 M NaOH,100 mL | Millipore Sigma | 1310-73-2 | |
| 10x HBSS,500 mL(15 至 30 °C) | Thermo Fisher | 14065056 | |
| 1x D-PBS,500 mL | Thermo Fisher | 14200075 | |
| 1x HBSS,1 L | Thermo Fisher | 14025076 | |
| 250 mL 圆锥形离心管 | Millipore Sigma | CLS430236-6EA | |
| 两性霉素 B [50 mg] | Millipore Sigma | PHR1662 | |
| 10% 聚维酮碘消毒剂 | Millipore Sigma | 25655-41-8 | |
| BioRad 梯度形成器 | BioRad | 395 | |
| 氯化钙二水合物 | Thermo Fisher | 10035-04-8 | |
| COBE 细胞处理仪 | Ebay | 317690 | |
| 消化回路储液瓶,Gibco 瓶,1 L | Thermo Fisher | 10341001 | |
| 二甲基亚砜(DMSO) | Thermo Fisher | 85190 | |
| 双硫腙 | Thermo Fisher | 60-10-6 | |
| 梯度形成器连接套件 | BioRad | 1652008 | |
| 肝素 [1000 U/mL] | Emergency Medical Products | 0409-2720-01 | |
| HEPES 缓冲液(1 M),100 mL | Thermo Fisher | 15630080 | |
| 人血清白蛋白 25%,100 mL | Celprogen | HSA2001-25-1 | |
| 异氟烷 | Covetrus | 货号:11695067772 | |
| 氯胺酮 | Patterson | 货号:07-894-8462 | |
| Liberase(100 mg) | Millipore Sigma | 5401020001 | |
| LIVE/DEAD 活力/细胞毒性检测试剂盒 | Thermo Fisher | L3224 | |
| Lympholyte 1.1 培养基,500 mL | Cedarlane Labs | CL5020 | |
| Masterflex LS 16 泵管 | Masterfle | 96419-16 | |
| Masterflex 蠕动泵 | Masterflex | 07522-30 | |
| 青霉素-链霉素(2 mg/mL) | Celprogen | PS-30-002 | |
| Pulmozyme(1 mg/mL,2.5 mL/瓶) | Dornase Alfa | 8931278 | |
| 复苏培养基,PIM(R) | Prodo Laboratories, Inc. | PIM-R001GMP | |
| RPMI 1640 | Millipore Sigma | R8758-1L | |
| 标准培养基,PIM(S) | Prodo Laboratories, Inc. | PIM-S001GMP | |
| Tzed™(替拉明和唑拉西泮)注射液 C | Patterson | 货号:07-894-6240 | |
| 威斯康星大学(UW)溶液,3 L | Global Transplant Solutions | 1000-0046-06 | |
| 水浴锅 | Sigma Alderich | CLS6783-1EA | |
| 赛拉嗪 | Patterson | 货号:07-891-6165 |
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