げっ歯類におけるヘテロトピック心臓弁移植のための簡略モデル

サマリー

このプロトコルは、心臓弁のアロア活性の研究を可能にするために、腎嚢の下に大動脈弁小葉を移植するための簡単で効率的な方法を記載している。

要約

小児で成長することができる心臓弁置換術のための緊急の臨床的必要性があります。心臓弁移植は、抗凝固を必要とせずに体細胞成長が可能な耐久性のある心臓弁を提供する可能性を秘めた新しいタイプの移植として提案されている。しかし、心臓弁移植の免疫生物学は未踏のままであり、この新しいタイプの移植を研究するための動物モデルの必要性を強調している。腹部大動脈への異所性大動脈弁移植のための以前のラットモデルが記載されているが、技術的に困難で費用がかかる。この課題に対処するために、心臓弁移植免疫生物学を研究するための実用的でより直接的な方法として、げっ歯類における腎嚢下移植モデルが開発された。このモデルでは、単一の大動脈弁小葉が収穫され、腎嚢下腔に挿入される。腎臓は容易にアクセスでき、移植された組織は、血管新生され、様々な組織サイズを収容することができる嚢下空間に確実に収容される。さらに、1匹のラットが3つのドナー大動脈小葉を提供することができ、1つの腎臓が移植組織に複数の部位を提供できるため、所与の研究に必要なラットは少なくて済みます。ここで、移植技術が記載されており、心臓弁移植の移植免疫学の研究において重要な一歩を踏み出した。

概要

先天性心不全は、ヒトにおいて最も一般的な先天性障害であり、毎年1,000人の生児のうち7人が罹患しています¹。様々な機械的および生体補綴弁が日常的に移植される成人患者とは異なり、小児患者は現在、弁置換のための良い選択肢がない。これらの従来のインプラントは、レシピエント小児において成長する可能性を有さない。その結果、心臓弁インプラントを子供が成長するにつれて連続して大きなバージョンと交換するために病的な再手術が必要であり、罹患した子供はしばしば生涯に最大5回以上の開心手術を必要とする^2,3。研究によると、介入や死亡からの自由度は、年長の子供よりも乳児にとって著しく貧弱であり、人工心臓弁を有する乳児の60%が最初の手術から3年以内に再手術または死亡に直面している^{ことが示されています4}。したがって、小児患者において機能を成長させ維持することができる心臓弁を送達することが緊急に必要とされている。

何十年もの間、成長する心臓弁置換術を提供する試みは、組織工学と幹細胞に集中してきました。しかしながら、これらの弁を診療所に翻訳する試みは、これまでのところ失敗している⁵、^6、<....

プロトコル

この研究は、国立衛生研究所の実験動物のケアと使用に関するガイドに従って、動物研究委員会によって承認されました。

1. モデル動物(ラット)に関する情報

1. すべての外科的処置に最大20倍の倍率を有する手術用顕微鏡( 材料表を参照)を使用してください。
2. 実験の必要に応じて、同系株(ルイス・ルイスなど)または同種異系株(ルイス・ブラウン・ノルウェーなど)を移植に使用します。
3. 実験的な質問に適した5〜7週齢および体重100〜200gのラットを使用する。

2.毛皮の除去、皮膚の準備、麻酔

1. すべての操作を無菌条件下で実行します。
   注:このステップは、専用の外科的スペースで、滅菌条件下で行われます。
2. ラットを麻酔誘導室に入れ、酸素中の5%イソフルランで麻酔を誘導する。手順全体を通して酸素中の3.5%イソフルランで麻酔を維持します。
3. ドナー手術のために、毛皮バリカンを使用してラットの毛皮を臍から胸骨の切り込みまで取り外します。レシピエント手術のために、肋骨から骨盤までの後腋窩線の手術野にわたって毛をクリップする。次に、外科用消毒剤で皮膚を準備する。
4. 処置を開始する前に麻酔の外科的平面を得る。ラットのつま先を鉗子でしっかりと圧縮して、麻酔の十分な深さを....

結果

実験計画のグラフィカルな描写がラットモデルのために提供される(図1)。さらに、ドナーの心臓から解剖された大動脈根および移植用に準備された個々の大動脈弁リーフレットも図2に示す。次に、移植用腎嚢下の大動脈弁小葉の位置の代表的な画像を図3Aに示し、レシピエントラット内の3、7、および28日後(図3B〜D)に、移植組織の位置特定および回収の容易さを実証する。

大動脈弁小葉は、同系動物における異所性移植後も本来のアーキテクチャを保持しており、同種異系移植における免疫応答を比較するためのベースラインとしてのこのモデルの有用性を実証している。具体的には、ヘマトキシリンとエオジン(H&E)染色による組織学により、7日後の同系移植における弁小葉は構造的に無傷であり、浮腫性腫脹の徴候はない.......

ディスカッション

重要性と潜在的なアプリケーション
機械的および生体補綴式心臓弁は、弁置換を必要とする成人患者において日常的に使用されているが、これらの弁は成長する可能性を欠いており、したがって、小児患者にとって最適ではない。心臓弁移植は、先天性心疾患の新生児および乳児に心臓弁置換術を成長させるように設計された実験的手術である。しかし、従来の心臓移植の移植免疫生物学とは異なり、この新しいタイプの移植の移植免疫生物学は、まだほとんど探求されていない。ここでは、大動脈弁小葉の嚢下腎移植のためのユニークなラットモデルが記載されており、心臓弁移植の移植免疫生物学の研究において重要な一歩を踏み出した。

腎嚢下腔は、心臓弁の移植免疫生物学を研究するのに最適な環境を提供する。移植された組織は、循環免疫細胞²⁰へのアクセスを有する十分に血管化された場所に確実に収容される。さらに、膵臓、肝臓、腎臓、および他の細胞型22、²³

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
0.9% クロルダイナトリウム、USP	Baxter	NDC 0338-0048-04
4-0 Polyglactin 910	Ethicon	J415H
7.5% Povidone-Yoodine	CareFusion	29904-004
70% ETOH	フィッシャー サイエンティフィ	BP82031GAL
麻酔誘導室	ハーバード装置	75-2030	気密性誘導室ラット麻酔
器	ハーバード装置	75-0238	可動麻酔システム パッシブ清掃
麻酔マスク	ハーバード装置	59-8255	ラット麻酔マスク
ブラウンノルウェーラット (BN/Crl)	チャールズ川	ひずみコード 091	オス、5-7 週間、100-200 g
ブプレノルフィン塩酸塩、0.3 mg/mL	PAR 医薬品	NDC 42023-179-05	0.03 mg / kg、皮下投与
電気バリカン	WAHL	79434
電気加熱パッド	ハーバード装置	72-0492	36-38 °Cに維持。C
ヘパリン	エージェント ファーマシューティカル	NDC 25021-400-10	100U/100g 左心房への注射
インスリン注射器、1 mL	フィッシャー サイエンティフィック	14-841-33
アイリス鉗子湾曲	ワールド プレシジョン インスツルメンツ	15917
アイリス鉗子ストレート	ワールド プレシジョン	15916
イソフルラン、USP	ピラマルクリティカルケア	NDC 66794-017-25	酸素中の5%アイソフルランスで誘導され、酸素中の3.5%イソフルランで維持されます
ルイスラット(LEW / Crl)	チャールズリバー	ひずみコード004	男性、5-7週間、100-200 g
マイクロ鉗子	ワールド精密機器	500233	デュモン#5
マイクロハサミ	ワールドプレシジョンインスツルメンツ	501930	スプリング式バンナスハサミ
ニードルドライバー	ワールド精密機器	500226	ライダー ニードルドライバー
手術用顕微鏡	AmScope	SM-3BZ-80S	3.5x - 90x 実体顕微鏡
ペトリ皿	フィッシャー 科学	FB0875714
ワセリン眼科軟膏	Dechra	NDC 17033-211-38
スキンステープル	Ethicon	PXR35	Proximate 35
滅菌綿棒	ピューリタン	25-806 1WC
滅菌ガーゼスポンジ	フィッシャーサイエンティフィック	22-037-902
手術用ハサミ	ワールド精密機器	1962C	メッツェンバウム はさみ
ウィスコンシン大学 バッファー (サーベーター B)	S.A.L.F S.p.A.	6484A1	4 °Cで保存。ハ

ック 付き ズ インプレシジョン