マウス肺内気管移植:肺移植後の閉塞性気道疾患を調査するためのモデル

サマリー

マウス肺内気管移植(IPTT)モデルは、肺移植後の閉塞性気道疾患(OAD)の研究に有用です。同種移植後の気道閉塞における肺特異的な免疫学的および血管新生挙動に関する洞察を高い再現性で提供します。ここでは、IPTTの手順と期待される結果について説明します。

要約

マウス肺内気管移植(IPTT)は、肺移植後の閉塞性気道疾患(OAD)のモデルとして使用されます。私たちのチームによって最初に報告されたこのモデルは、その高い技術的再現性と免疫学的行動と治療的介入の調査への適合性により、OADの研究に使用されています。

IPTTモデルでは、げっ歯類の気管移植片が胸膜からレシピエントの肺に直接挿入されます。このモデルは、移植片を皮下または大網に移植する異所性気管移植(HTT)モデルや、ドナーの気管がレシピエントの気管を置き換える同所性気管移植(OTT)モデルとは異なります。

IPTTモデルの実装を成功させるには、高度な麻酔および外科的スキルが必要です。麻酔スキルには、レシピエントの気管内挿管、適切な換気パラメータの設定、麻酔からの回復後の適切なタイミングでの抜管が含まれます。手術技術は、肺内に移植片を正確に配置し、空気漏れや出血を防ぐために内臓胸膜を効果的に密閉するために不可欠です。一般的に、学習プロセスには約2か月かかります。

HTTおよびOTTモデルとは対照的に、IPTTモデルでは、同種移植片気道は関連する肺微小環境で気道閉塞を発症します。これにより、研究者は肺特異的な免疫学的および血管新生を研究することができます 肺移植後の気道閉塞に関与するプロセス。さらに、このモデルは、ヒトの肺同種移植片にも見られる第三次リンパ器官(TLO)を示すという点でもユニークです。TLOはT細胞集団とB細胞集団で構成され、免疫細胞の動員を指示する高い内皮細静脈の存在を特徴としています。したがって、それらは移植片の受容と拒絶に重要な役割を果たす可能性があります。IPTTモデルは、肺移植同種移植片における気道閉塞の発症に関与する肺内免疫およびプロフィブロシス経路を研究するための有用なツールであると結論付けています。

概要

肺移植は、末期呼吸器疾患の患者に対する有効な治療法として確立されています。しかし、ヒト肺移植レシピエントの生存率中央値は約6年にとどまり、閉塞性気道疾患(OAD)の一種である閉塞性細気管支炎(OB)の発症が移植後1年目以降の主な死因となっています¹。

OADの根底にあるメカニズムを調査するために、いくつかの動物モデルが利用されています。そのようなモデルの 1 つが異所性気管移植 (HTT) モデル² です。このモデルでは、気管移植片がレシピエントの皮下組織または大網に移植されます。虚血による気管移植片上皮細胞の喪失が起こり、その後、ドナー上皮細胞のアロレ活性リンパ球浸潤およびアポトーシスが起こります。線維芽細胞と筋線維芽細胞は気管の周りを移動し、細胞外マトリックスを生成します。最後に、気道内腔の完全な線維性閉塞が起こります。HTTモデルは技術的に単純で、 in vivo 環境を提供し、高い再現性を提供します。

OADを研究するための別のモデルは、ラット同所性気管移植(OTT)モデルであり、気管移植片をレシピエントの気管に挿入して生理学的換気を維持し^ます3。このモデルでは、虚血によってドナー上皮細胞が枯渇すると、気管内のレシピエント上皮細胞に置き換わり、中等度の線....

プロトコル

すべての動物は、カナダ動物管理評議会が「実験動物の飼育と使用に関するガイド」に定めたガイドラインに従って処理されました。実験プロトコルは、トロント総合病院研究所の動物管理委員会、大学ヘルスネットワークによって承認されました。

1.ドナー手術

注:BALB/cマウスは、実験のドナーの例として使用されています。すべての手順は、滅菌技術を利用して実行する必要があります。

1. 手順の前に、各マウスの重量を記録します。
2. CO2チャンバーを使用してマウスを安楽死させます。
3. 死亡が確認されたら、マウスを仰臥位に置き、手足をテープで固定します。
4. 70%イソプロピルアルコールで殺菌して手術部位を準備します。
   注意: 必要に応じて、地元の動物倫理委員会の推奨に従って、切開部位から毛皮を切り取ります。
5. 中腹部から子宮頸部前部まで、皮膚を正中切開します。
6. 脂肪パッドを慎重に引っ込め、ストラップの筋肉を横方向に動かし、気管を周囲の結合組織から分離して、気管にアクセスします。鉗子を使用して、気管と食道の間にスペースを作ります。
7. 剣状骨を持ち上げ、横隔膜を切断します。
8. 胸骨を上げ、止血剤を挿入して胸骨から首の領域への明確な経路を確保しま....

結果

私たちの経験に基づくと、このモデルに習熟するには、通常、約 2 か月のトレーニングが必要です。習熟度が達成されると、ドナーの手続きには通常15分かかり、レシピエントの手続きには約30分かかります。訓練を受けたオペレーターの予想死亡率は0%です。

図4Aでは、気管同種移植片は線維芽細胞組織で完全な閉塞を示し、上皮細胞は目に見えて破壊されています。逆に、図4Bでは、気管アイソグラフトは特許のままであり、上皮細胞は保存されています。

図5 は、気管同種移植片が移植された肺を示しており、リンパ凝集体の存在を示しています。

ディスカッション

マウスのIPTT手順には、重要なステップが含まれています。麻酔に関しては、最初の重要なステップは気管内挿管です。マウスを適切な高さに保持し、足をテーブルの上に置いて声帯を視覚化し、即時挿管を容易にすることが不可欠です。さらに、慎重な呼吸量と呼気終末陽圧(PEEP)の調整が必要です。典型的には、500μLの呼吸量および2cmH2O_のPEEPは、体重25〜30gのマウスに十分である。しかし、より大きなレシピエントマウスは、酸素欠乏症を示す「しゃっくり」エピソードを経験する可能性があります。このような場合、呼吸量、PEEPを増やし、一時的に呼気管をクランプして肺を動員する必要がある場合があります。しゃっくりが続く場合は、気管チューブの深さを調整する必要があります。最後に、気管チューブ抜管のタイミングは重要であり、十分な回復を確実にするためにはレシピエントの呼吸数の確認が不可欠です。そうしないと、抜管後の死亡率につながる可能性があります。

外科的処置に関しては、移植された気管の適切な配置が重要です。気管移植片を正確に配置するには、適切な針の方向をシミュレートする必要が.......

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
BALB/cJ	ジャクソン研究所	8-10 週 25-30 g	男性、ドナー
BD 1 mL 注射器	ベクトン ディキンソン	309659
BD プレシジョングライド ニードル エギール BD PrecisionGlide	ベクトン ディキンソン	305122
Bovie Change-A-Tip Deluxe High-Temperture	Bovie	DEL1
C57BL/6J	ジャクソン研究所	8-10週 25-30 g	男性、レシピエント
デュモン #5/45 鉗子	F·S&ミッドドット;T	11251-35
Ethicon Ligaclip Multiple -Clip Appliers-Ethicon		LX107
Extra Fine Graefe Forceps	F·S&ミッドドット;T	11150-10
グローバー ブルドッグ クランプ	インテグラ	320-127
ハルステッド - モスキート止血剤	F·S&ミッドドット;T	13009-12
ホライゾンチタンライゲーションクリップ	テレフレックス	001201
ライカM651 顕微手術用手動手術用顕微鏡	ライカ
Magnetix スプリングロック付き固定具	CD+ LABS	ACD-001
顕微手術用シザー	Jarit	277-051
マウスと周産期ラットの人工呼吸器 モデル687	ハーバード	55-0001
Perfadex Plus	XVIVO	19850
リトラクター チップ ブラント - 2.5 mm	CD+ LABS	ACD-011
小動物テーブル	CD+ LABS	ACD-003
Surgipro Blue 24" CV-1 テーパー、ダブルアーム	Covidien	VP702X
Systane 軟膏	Alconn	1444062
システムエラストマー	CD+ LABS	ACD-007
テルモ サーフロー IV カテーテル 20G x 1 in	テルモ メディカル	SR-OX2025CA
VMT テーブル トップ	ベンソン	91803300