この詳細なプロトコルは、 消化段階から 精製を経て膵島の最終的な機能評価まで、成体ブタの膵島の分離の方法論的ステップをカバーしています。この概要は、研究機関における成体ブタ島隔離のガイドラインとして活用できます。
この詳細なプロトコルは、 消化段階から 精製を経て膵島の最終的な機能評価まで、成体ブタの膵島の分離の方法論的ステップをカバーしています。この概要は、研究機関における成体ブタ島隔離のガイドラインとして活用できます。
1型糖尿病(T1DM)は、膵臓β細胞の自己免疫破壊によって引き起こされ、その結果、インスリンの産生がほとんどまたはまったくなくなります。膵島移植は、従来のインスリン療法と比較した場合、糖代謝制御の改善、合併症の進行の減少、低血糖エピソードの減少により、T1DMの治療に重要な役割を果たします。第III相臨床試験の結果は、T1DMにおける膵島同種移植の安全性と有効性も実証されました。しかし、膵臓ドナーの不足により、その広範な使用は限られています。ブタのような小島の供給源としての動物は、別の選択肢を提供します。ブタの膵臓の構造はマウスや人間の膵島とは異なるため、ブタの膵島隔離手順は依然として困難です。細胞移植によるT1DMの治療のための臨床現場への代替ブタ膵島供給源(異種)の翻訳は非常に重要であるため、ブタ膵島を単離するための費用対効果が高く、標準化され、再現性のあるプロトコルが緊急に必要とされています。この原稿では、ブタ島を非ヒト霊長類に移植することに成功した以前のプロトコルに基づいて、成体のブタ島を分離および精製するための簡略化された費用対効果の高い方法について説明します。これは、COBE 2991 Cell Processorなどの専用機器を使用しない初心者向けガイドになります。
1型糖尿病(T1DM)は、ベータ細胞の自己免疫破壊によりインスリン産生がほとんどまたはまったくなくなる深刻な疾患です1,2,3。T1DM患者のかなりのグループは、インスリン療法で血糖不安定性を安定させることができず、生命を脅かす低血糖エピソードを経験します。膵島移植は、成功すれば、それを達成することができます。世界中で1,500人以上の糖尿病患者が膵島移植に成功しており、膵臓移植よりもリスクが低く、長期的な結果の成功が示されています4。
インスリン療法と比較して、膵島移植は合併症の進行を抑える効果が良好です5。第III相臨床試験の結果は、T1DMにおける膵島同種移植の安全性と有効性も実証されました6,7。膵島移植は、生命を脅かす低血糖エピソードを経験するT1DM患者に現在利用可能な最良の治療選択肢である可能性があります。
しかし、ヒトの同種ドナー膵島が不足しているため、膵島移植の広範な使用が制限されています8,9。したがって、代替として動物島を使用することが望ましい10。ブタは、前臨床異種移植における膵島細胞のドナーとして選択されており、1)利用可能性、2)ヒトとの代謝類似性、3)かなり大きなベータ細胞塊、および4)ヒトとの免疫学的適合性を改善するための遺伝子工学の可能性により、臨床への潜在的な翻訳が可能です11。
膵島の高純度と生存率は、異種移植の成功のための重要なステップです。しかし、成体ブタのドナーから膵島を分離する手順は、マウスやヒトの膵島とは異なる膵臓自体の構造のために困難である12。一般的に言えば、ブタ膵島の形状はコンパクトではありません12。ヒトやげっ歯類の膵島と比較して、ブタの膵島はより簡単に解離します12。しかし、膵島細胞の外層の自発的な解離は、長い培養時間を伴うため、膵島サイズ10の大幅な減少につながります。
膵島の隔離プロセス中に、ドナーの年齢、温かい虚血時間、酵素活性、酵素注射13,14による膨張など、多くの要因が膵島の品質に影響を与えます。多くの先行研究がブタ膵島隔離の方法を提供していたが、研究者にとって効果的な指導としての詳細なステップバイステップのビデオプロトコルは存在しない10,15,16,17,18,19,20,21,22,23。
この目的のために、この詳細なプロトコルは、臓器の回収から膵島の分離後の機能評価まで、すべての分離ステップをカバーし、適用を容易にするためのプロセスのシンプルで理解しやすい概要を提供することを望んでいます。このプロトコルは、以前に公開された方法に10,11の変更を加えた方法に基づいています。
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動物に関するすべての手続きは、深セン第二人民病院の動物施設管理および使用委員会によって承認され、すべての国内規制に従っています。このプロトコルでは、市場から購入したデュロック-ランドレース-ヨークシャーの豚(生後~6ヶ月)を膵臓ドナーとして使用しました。採取した膵臓の重量は22.50g±123.63gであった。実験中は、防護服、マスク、手袋、帽子などの個人用保護具を着用します。
1. 培地の準備
2.膵臓の回収
3. 以下の実験のためにバイオセーフティキャビネットを3つ用意します。
4.膵臓のクリーニング
5.膵臓の消化
6.膵島の浄化
7. 膵島等価物(IEQ)と膵島文化のカウント
8. 膵島の品質評価
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バイオセーフティキャビネットの準備を 図1に示します。3つの独立した操作スペースが設定されています。バイオセーフティキャビネット#1には、腎臓洗面器、手術器具、膵臓トリミング用のビーカーがセットされています(図1A)。バイオセーフティキャビネット#2には、ウォーターバス、ペリスタルティックポンプ、再循環チューブ付きチューブスタンド、および膵島消化用の消化チャンバーが設置されています(図1B)。バイオセーフティキャビネット#3には、酵素調製、膵島精製、および次の手順のための使い捨てフィルターと遠心分離チューブがセットされています(図1C)。
膵臓(酵素灌流前と酵素灌流後)を 図2に示します。コラゲナーゼV型溶液は、膵臓の頭部から膵管 を介して 膵臓全体に灌流されます。コネ...
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ブタを膵島の供給源とする膵島異種移植は、ヒトの膵島の不足を克服するための有望なアプローチです。成体ブタ島の分離は困難ですが、いくつかのグループは、一貫して膵島を成功裏に分離するためのプロトコルを確立しました10,11。いずれの方法であっても、膵島の生存率と機能特性を実証し、製品の高い品質を確認する必要があります。このプロトコルは、理解しやすく、再現しやすいように、ビデオ形式で公開された10,11に基づいています。
以前の報告と我々の経験によれば、成体ブタ島13,14の分離を成功させるためには、いくつかのパラメータが重要である。重要なパラメータには、(1)ドナー豚の年齢...
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著者らは、利益相反を報告していません。
私たちは、異種移植システム全体の設定を支援してくれたDavid K. C. Cooper教授(Center for Transplantation Sciences, Massachusetts General Hospital)に感謝します。Xingling Hu氏(Shenzhen Second People's Hospital)、Xiaohe Tian氏(カリフォルニア大学バークレー校)、Bo Zhou氏(ボストン大学)の有益な議論と提案に感謝します。この研究は、中国の国家重点研究開発プログラム(2017YFC1103701、2017YFC1103704)、広東省の高レベル病院建設のための特別基金(2019)、および深センの三明医学プロジェクト(SZSM201812079)からの助成金によって支援されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.22 以上m 500 mL 使い捨てフィルター | コーニング | 431097 | |
| 1 L プラスチック ブルー キャップ ボトル | セルトランス | YKBH1 | |
| 10 mL, 25 mL 使い捨てピペット | CORNING | 4488 | |
| 150 mm ペトリ皿 | BIOLGIX | 66-1515 | |
| 1x HBSS ベーシック | GIBCO | C14175500BT | |
| 200 mL 円錐形 遠心分離機ボトル | ファルコン | ||
| 50 mL 遠心チューブ | NEST | 602052/430829 | |
| 500 mL Ricordi Chamber | Biorep | 600-MDUR-03 | |
| 500 ミクロンメッシュ | Yikang | YKBE | |
| 6 ウェルプレート | COSTAR | 3511 | |
| 血管カテーテル (16G, 18G, 20G) | BD | 682245, 383005, 383012 | |
| 麻酔器 | RWD | R620-S1 | |
| 麻酔薬A:ルミニング(2.5–5 mg/kg) | Huamu, China | Animal Drugs GMP (2015) 070011777 | |
| 麻酔薬 B: プロポフォール (2–3 mg / kg) | シグマアルドリッチ | S30930-100g | |
| ビーカー(500 mL、1000 mL) | Shuniu | SB500ml、SB1000ml | |
| 血糖値計 | Sinocare | 2JJA0R05232 | |
| 血糖値テストストリップ | Sinocare | 41120 | |
| Calcein/PI細胞生存率アッセイキット | Beyotime | C2015M | |
| CMRL 1066 | サーモフィッシャー科学 | 11530037 | |
| コラゲナーゼ V | Sigma Aldrich | C9263 | |
| CyQUANT細胞増殖アッセイキット | Molecular Probes | C7026 | |
| 消化管 | Celltrans | YKBAO | |
| 使い捨て採血針 | FKE | 20153152149 | |
| Dithizone | Sigma | Aldrich D5130 | |
| ドレープ | Xinwei | 20182640332 | |
| フラットシャーシ | Jinzhong | R0B010 | |
| 硬膜外カテーテル | Aoocn | No. 20163661148 | |
| ヘパリンナトリウム | Chinawanbang | 99070 | |
| HEPES | GIBCO | 15630-080 | |
| Histopaque 1077 | Sigma Aldrich | 10771-100ml | 1077 ポリスクロース溶液 |
| Histopaque 1083 | Sigma Aldrich | 10831-100ml | 1083ポリショ糖溶液 |
| Histopaque 1119 | Sigma Aldrich | 11191-100ml | 1119 ポリショ糖溶液 |
| 輸液 | BOON | 20163660440 | |
| Iodophor | LIRCON | Q / 1400ALX002 | |
| イソフルラン | Rwdls | R510-22-16 | |
| No. 0-2 縫合 | Jinhuan | No. 20142650770 | |
| No. 22 外科用ブレード | Lianhui | 2011126 | |
| ペニシリン/ストレプトマイシン | GIBCO | 15140-122 | |
| 蠕動ポンプ | LongerPump | BT300-2J | |
| 豚血清 | Kangyuan | 20210601 | |
| RPMI-1640 中 | GIBCO | C1875500BT | |
| サンプリングシリンジ | Yikang | YKBB0 | |
| メス | Jinzhong | J11030 | |
| 窒化ケイ素ビーズ | Celltrans | YKBI0 | |
| ストレート血管鉗子 | Jinzhong | J31120 | |
| ストレートサイドジャー | Nalgene | 2118-0001 | |
| 組織鉗子 | Jinzhong | J41010 | |
| ティッシュハサミ | |||
| 歯付き鉗子 | |||
| タオル鉗子 | Shinva | 154285 | |
| Vacutainer採血チューブ | Sanli | 20150049 | |
| ウォーターバス | YihengHWS-12 |
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