2015年5月17日
我们描述了一种小鼠主动脉移植术的实验方案。该方案的目的是提供一种可用于研究动脉中与同种免疫反应相关的病理过程及治疗策略的模型,以及由此引发的动脉改变,这些改变是导致器官移植失败的重要因素。
本实验的总体目标是在小鼠体内进行全程主动脉移植,以研究血管排斥反应和移植性动脉硬化。该过程首先从供体小鼠中获取一段腹主动脉,随后将该血管段原位移植至与供体遗传背景不同的同种异体受体小鼠的肾内主动脉部位。
在最后一步中,切除移植的血管片段,并分析移植性动脉粥样硬化的发生情况。最终,可通过测量内膜增厚程度和管腔狭窄程度,以及对组织进行免疫组织化学分析以检测免疫细胞的积聚情况,来评估移植性动脉粥样硬化的严重程度及免疫介导的同种移植物血管排斥反应。
通常,初次接触该操作的研究人员需要一定时间来熟悉显微外科技术,因为掌握该技术需要极高的操作灵巧性和大量的练习。然而,只要勤加练习,大多数研究人员均能够掌握该方法。接下来,由 Winnie 女士、一位技艺娴熟的神经外科医生,以及我实验室中一位出色的博士研究生 Adam Roso 演示该操作。首先,在手术显微镜下(放大倍数为 30 倍),将供体小鼠仰卧置于一块清洁的薄型有机玻璃板上,板外包裹无菌手术巾。
通过脚趾夹捏确认手术麻醉充分后,使用无菌剪刀从耻骨至ZipID突起处做一条单一的正中切口。接着,使用小型牵开器打开腹壁,暴露腹腔。然后使用无菌棉签轻轻将肠管向上并向动物左侧牵拉。
用生理盐水浸湿的纱布覆盖组织,将生殖器官向下移动,以暴露肾下主动脉和下腔静脉(IVC)。现在使用5号医用镊子在左肾动脉附近、靠近分叉处将主动脉与下腔静脉分离。然后使用10-0聚酰胺单丝缝线结扎靠近主动脉的小分支。
当供体主动脉和下腔静脉分离后,用生理盐水浸润血管,用湿润的纱布覆盖暴露的体腔,并将供体置于无菌区域备用。现在,将受体小鼠置于显微镜下,按前述方法分离受体主动脉与下腔静脉。随后,在目标血管段的近端和远端各放置一个4毫米的微血管夹,两者相距约5毫米。
接下来,使用各种管状发动机微型剪刀在腹主动脉上做一单一切口,并切除不超过0.5毫米的腹主动脉组织,以便容纳供体主动脉移植物。将供体重新置于显微镜下,按前述方法横切一段3至4毫米长的移植物。然后使用25号5/8针头用肝素化生理盐水冲洗切除的主动脉。
注意确保针尖不与血管接触,并将血管置于盛有肝素冰盐水的容器中,放在冰上。在切除后30分钟内,将供体主动脉移植物置于受体的原位,使移植物的解剖方向与受体一致。然后轻轻夹住血管的外膜,用5号镊子将其轻微翻转。
现在使用镊子将连接有10-0聚酰胺单丝缝线的针穿过血管壁全层,以将供体主动脉移植物固定在受体被切除的血管上,为连续缝合做好准备。定位:在移植物上下两端的9点钟位置放置固定缝线。然后从移植物上端的3点钟位置开始吻合。
用两条连续缝合线缝合切除的两端,并将缝线固定在固定缝线上。然后将移植物翻转,继续用连续缝合线缝合至血管的背侧部分,与起始处会合。
留置缝线。缝合时固定缝线,但不要对血管施加过大压力,并重复缝合操作完成下端吻合。吻合完成后。
松开远端微血管钳,使血液通过血管逆行流动。若未观察到出血,再松开近端血管钳。若未观察到血流阻塞,用镊子轻轻夹住固定缝线的一端,轻柔地牵开血管,以检查血管后壁。
如果在供体和受体血管中均观察到明显的脉动模式,则不应出现皱缩现象,使用棉签将肠管复位至腹腔内。最后,使用持针器和组织钳,以5-0聚丙烯缝线连续缝合关闭腹壁。采用皮下缝合方式,用相同的缝线关闭皮肤层。
可通过观察后肢的运动功能来评估手术是否成功。在移植后第30天,检测免疫介导的同种异体移植物血管损伤程度,定量分析移植主动脉节段中的内膜增厚和管腔狭窄情况。
确实如所观察到的,同种异体移植动脉节段出现明显的内膜增厚和管腔闭塞,而在同基因型(ISO)移植对照动脉节段中未观察到任何变化。此外,可通过免疫组织化学检测CD4+和CD8+ T细胞以及巨噬细胞的积聚情况,来评估白细胞向同种异体移植动脉的募集。正如预期,这三种免疫细胞均在供体动脉组织移植后于内膜中被检测到。
该技术为交通运输领域内的研究人员探索同种免疫介导的血管减少以及移植动脉硬化铺平了道路。
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本文介绍了一种用于小鼠主动脉移植的研究方案,旨在研究血管排斥反应和移植性动脉硬化。该手术包括将供体小鼠的一段腹主动脉移植到同种异体受体小鼠体内,以分析移植性动脉硬化的发生发展过程。
慢性血管排斥反应和移植性动脉硬化仍是器官移植长期成功的主要障碍,可导致晚期移植物失功和研发管线损耗。所述的小鼠主动脉移植模型可用于免疫介导血管损伤的机制性去风险研究及靶点验证,有助于提升临床前候选分子筛选的预测可靠性。该系统提供了一个具有转化相关性的平台,可在受控且可重复的条件下研究同种免疫通路并评估干预策略。
该模型通过在一个工作流程中实现假设验证、靶点去风险化以及对血管损伤的定量评估,架起了早期发现与临床前验证之间的桥梁。