このプロトコルは、膵島の分離と精製のためのブタ膵臓の調達に関するステップバイステップのガイドを提供します。
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このプロトコルは、膵島の分離と精製のためのブタ膵臓の調達に関するステップバイステップのガイドを提供します。
膵島移植は、I型糖尿病の新たな治療法です。ただし、ドナーのマッチングと利用可能性によって制限されます。ブタ島異種移植は、同種移植の有望な代替手段を提供し、オンデマンドで機能的な膵島の大規模生産の可能性を秘めています。単離された膵島の収量と生存率は、ドナー膵臓の品質と調達方法、特に温虚血時間の持続時間に非常に影響を受けやすいです。臓器の保存とその後の膵島の収量と生存率を改善するために、ブタ膵臓の外科的灌流と切除のためのプロトコルを開発しました。このプロトコルは、直接腎下大動脈カニューレ挿入と臓器灌流を採用して、温虚血時間を最小限に抑え、広範な外科的専門知識を持たないオペレーターの手順を簡素化します。その後、大動脈を介した膵臓の動脈灌流により、微小血管系から停滞した血液が洗い流され、それによって血栓症と組織への酸化的損傷が減少します。この原稿は、ブタ膵臓の外科的灌流と切除、続いて膵島の分離と精製のための詳細なプロトコルを提供します。
1型糖尿病は、膵臓ベータ細胞の自己免疫破壊によって引き起こされます1。その結果、患者は外因性インスリンに依存しており、高血糖および低血糖のエピソードを伴う高リスクの血糖変動に置かれます2。膵島同種移植は、I型糖尿病の潜在的な治療法です。ただし、膵臓臓器ドナーの利用可能性が限られていることは、この手順の広範な採用に対する主要な障壁であり続けています2,3。ブタのドナーからの膵島の異種移植は、これらの動物が容易に入手できるため、有望な代替手段です。ブタ膵島分離の最適化とスケーリングは、進行する膵島異種移植にとって重要です。
いくつかのブタ膵臓調達技術が以前に発表されていますが、これらの手順の多くは、心臓死または放血の誘発後の膵臓切除術について説明しています4,5,6,7,8,9,10。これらの技術の主な欠点の 1 つは、心臓死の時点から保存液の動脈内および/または管内注入の開始までの間に発生する変動する温存虚血時間 (WIT) です。WIT を 10 分間行うだけでも、膵島の収量と生存率に悪影響を及ぼします5.WIT を最小限に抑えるには、保存液による膵臓の迅速な灌流が必要です。腹部臓器の調達中、大動脈カニューレ挿入とそれに続くウィスコンシン大学(UW)溶液による体内灌流は、血液の除去、血管内血栓症の予防、虚血性損傷からの保護、および細胞損傷の最小化に重要です11,12。
以前の研究では、ブタの膵臓の調達中に、UW溶液による腹腔幹と上腸間膜動脈の低圧フラッシングにより、膵島の収量と純度が向上することが示されています4。しかし、ブタの膵臓の調達について以前に発表された方法には、開放型大動脈カニューレ挿入術が含まれており、これは特に小型のブタにとって技術的に困難な場合があります13,14,15。この原稿では、ブタ膵臓の外科的灌流と調達、続いて膵島の分離と精製のための視覚補助具を添付した詳細なステップバイステップのプロトコルを紹介します。膵臓隔離中の大動脈カニューレ挿入のこの新しい技術は、WIT を最小限に抑え、膵臓の調達を無血フィールドで行えるようにするために特別に開発されました。
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動物が関わるすべての手続きは、ワシントン大学医学部比較医学部門の動物施設管理・使用委員会(IACUC)によって承認されています。この手順には、35〜35 kgの成体ヨークシャー豚が理想的です。ただし、このプロトコルは、実験の状況に応じてさまざまなサイズのブタに適合させることができます。手術室のセットアップでは、すべての手順を無菌的に実行する必要があります。
1.術前の準備と麻酔
2.後腹膜の手術セットアップと露出
3. 後腹膜解離
4. 胸腔内解離術
5. 腎下大動脈カニューレ挿入術、内臓隔離術、灌流
6. 膵臓全摘術
7.膵管カニューレ挿入
8. 膵臓の灌流と膨張
9.膵臓の消化
10. 膵臓組織の採取
11. 連続勾配法による膵島浄化
12. 膵島の評価と染色
13. 膵島の細胞培養
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手術のセットアップと正中線開腹術を 図1に示します。開腹術の切開は、泌尿生殖器の開口部を避けるために湾曲させる必要があります(図1B)。リトラクターをセットアップするときは、OmniまたはBookwalterリトラクターのポストをテーブルの左下隅に取り付けます。理想的なリトラクションには、右腹壁に2枚、左腹壁に2枚、右結腸と小腸に1〜2枚を滅菌タオルで包んだリトラクターブレードが含まれます(図1C)。体壁、内臓、または可鍛性リトラクターブレードは、アシスタントの空き状況とオペレーターの好みに応じて使用できます。OmniまたはBookwalterリトラクターが利用できない場合は、1-2個の自己保持型Balfourリトラクターを使用して、両側の腹壁を引っ込めることができます。その後、助手は滅菌タオルで包まれた右結腸と小腸にリトラクションを適用することができます。
図2...
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ブタドナーを使用した膵島異種移植は、I型糖尿病の治療のための有望な戦略です。膵島の分離は困難であり、最終的な膵島の生存率と収量は、臓器調達中に遭遇する低血圧および組織虚血に非常に敏感である16,17。膵臓の調達と保存を最適化するために、このプロトコルは、大動脈カニューレ挿入、内臓分離、および膵島分離前のブタ膵臓の調達中の灌流の新しい方法を提示します。
ブタ島の分離の成功は、ドナー膵臓の最適な調達と保存にかかっています。組織内の残留血液は膵臓微小血管系の補体活性化と血栓症を引き起こし、膵島の収量と生存率を低下させる可能性があるため、膵臓組織からのすべての血液の除去は、膵島の分離を最適化するために重要です4,18。以前の技術には、動脈内フラッシング 13,14,15,19 を伴う腎下大<...
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著者らは、利益相反を報告していません。
この原稿は、Mid-America Transplant Foundationからの臨床イノベーション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 |
|---|---|---|---|
| 1 M NaOH、100 mL | Millipore Sigma | 1310-73-2 | |
| 10x HBSS、500 mL (15 から 30 °;C) | サーモフィッシャー | 14065056 | |
| 1x D-PBS、500 mL | サーモフィッシャー | 14200075 | |
| 1x HBSS、1 L | サーモフィッシャー | 14025076 | |
| 250 mL コニカルチューブ | ミリポアシグマ | CLS430236-6EA | |
| アムホテリシン B [50 mg] | ミリポアシグマ | PHR1662 | |
| 消毒剤 ポビドン ヨウ素 10% | ミリポアシグマ | 25655-41-8 | |
| BioRad Gradient Former | BioRad | 395 | |
| 塩化カルシウム二水和物 | Thermo Fisher | 10035-04-8 | |
| COBE Cell Processor | Ebay | 317690 | |
| 消化回路リザーバー、Gibco ボトル、1 L | サーモフィッシャー | 10341001 | |
| ジメチルスルホキシド (DMSO) | Thermo Fisher | 85190 | |
| ジチゾン | Thermo Fisher | 60-10-6 | |
| グラジエントフォーマー接続キット | BioRad | 1652008 | |
| ヘパリン [1000 U/mL] | 救急医療製品 | 0409-2720-01 | |
| HEPES緩衝液(1 m)、100 mL | サーモフィッシャー | 15630080 | |
| ヒト血清アルブミン25%、100 mL | セルプロゲン | HSA2001-25-1 | |
| イソフルラン | コベトラス | アイテム#:11695067772 | |
| ケタミン | パターソン | アイテム#:07-894-8462 | |
| リベラーゼ(100 mg) | ミリポアシグマ | 5401020001 | |
| LIVE/DEAD生存率/細胞毒性キット | サーモフィッシャー | L3224 | |
| リンパ液 1.1 培地 500 mL | Cedarlane Labs | CL5020 | |
| マスターフレックス LS 16 チューブ | マスターフル | 96419-16 | |
| マスターフレックス 蠕動ポンプ | マスターフレックス | 07522-30 | |
| ペンストレップ (2 mg/mL) | セルプロゲン | PS-30-002 | |
| プルモチーム(1 mg/mL、2.5 mL/バイアル) | Dornase Alfa | 8931278 | |
| Recovery Medium, PIM(R) | Prodo Laboratories, Inc. | PIM-R001GMP | |
| RPMI 1640 | Millipore Sigma | R8758-1L | |
| 標準培地 (株) PIM(S) | Prodo Laboratories, Inc. | PIM-S001GMP | |
| Tzed™(チレタミン、ゾラゼパム)注射C | パターソン | アイテム#:07-894-6240 | |
| ウィスコンシン大学(UW)ソリューション、3 L | グローバル移植ソリューション | 1000-0046-06 | |
| ウォーターバス | シグマアルデリッヒ | CLS6783-1EA | |
| キシラジン | パターソン | アイテム#:07-891-6165 |
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