ドナーの心臓保存戦略をテストするための ex vivo で分離された作業ラット心臓プロトコルについて説明します。この論文では、げっ歯類のドナー心臓の静的冷蔵で使用するためのプロトコルについて説明します。しかしながら、このプロトコルは、循環器死および脳死後のドナー心臓にも使用することができる。
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ドナーの心臓保存戦略をテストするための ex vivo で分離された作業ラット心臓プロトコルについて説明します。この論文では、げっ歯類のドナー心臓の静的冷蔵で使用するためのプロトコルについて説明します。しかしながら、このプロトコルは、循環器死および脳死後のドナー心臓にも使用することができる。
ドナーの心臓保存ソリューションの最適化は、臓器の回収、輸送、移植中のドナー心臓の虚血再灌流障害を軽減する上で重要な役割を果たしてきました。私たちの研究室からの以前の研究では、ドナーの心臓保存溶液にトリニトリン酸グリセリルとエリスロポエチンを追加すると、長期の低温保存後および循環器死後の心臓の提供における心臓の機能回復が大幅に改善できることが示されました。この補充プロトコルは、オーストラリア、ベルギー、および英国周辺の移植ユニットで臨床使用に実施されています。ここでは、 ex vivo 単離されたワーキングラット心臓(IWRH)灌流回路を使用してサプリメント戦略をテストするためのプロトコルを概説します。この方法論を使用すると、サプリメント戦略は、長期の低温静的保存、脳死後の提供、および循環死後のドナーの心臓保存のコンテキストでテストできます。大動脈血流、冠状動脈血流、心拍出量、脈圧、および心拍数によって測定される心臓機能回復は、特定の保存戦略がドナー心臓の虚血再灌流損傷を最小化できるかどうかを判断できる。
心臓移植の成功は、ドナーの心臓に用いられる保存方法に大きく左右されます。ドナーの心臓は、臓器の回収、輸送、および移植のプロセス全体を通じて虚血性損傷を受けます。ドナー臓器への虚血性損傷の程度は、適切なドナーの心臓保存戦略を選択することで軽減できます。冷静電保存(CSS)は、ドナーの心臓保存のための最も実現可能で一般的な方法であり続けています。ただし、CSSは必ずしもすべての心臓提供経路にとって最良の選択肢であるとは限りません。たとえば、循環死後 (DCD) 経路の提供によって調達された心臓は、常温機械灌流を使用して維持および生存率が評価されますが、脳死 (DBD) 経路後の提供によって調達された心臓は、CSS または低体温機械灌流を使用して保存できます。使用される保存戦略の別の重要な決定要因は、臓器の調達および輸送中に心臓が受ける温虚血(DCDの場合)または冷虚血(DBDの場合)の量です。
多くのセンターでは、虚血耐性を高め、移植後の心機能を改善するために、心臓保存液の追加薬理学的補給を使用しています。私たちの研究室のげっ歯類の研究では、エリスロポエチンと三硝酸グリセリルを心臓麻痺に補給すると、ドナー心臓の長期冷蔵保存後に心臓の機能回復が大幅に改善できることが示されました1,2。その後、これらの研究はドナーの心臓温存に関するブタ研究に進み、常温機灌流3,4,5を利用したDCD経路を介して調達された心臓の心臓麻痺溶液にエリスロポエチンとトリニトリン酸グリセリルを組み込むことにつながる前臨床の基礎を提供しました。現在、エリスロポエチンとトリニトリン酸グリセリルの補給は、CSS を組み込んだ臨床 DBD 心臓回復のためのオーストラリアの移植ユニットでも使用されています。以下に概説する単離されたワーキングラット心臓(IWRH)灌流プロトコルの全体的な目標は、実験室環境でドナーの心臓保存戦略をテストし、再灌流後にドナーの心臓機能を維持するための有効性をテストすることです。記載されている単離された作業ラット心臓プロトコルは、私たちの研究室内で20年以上にわたって使用されており、ドナーの心臓保存2,7,8,9を改善できる潜在的なサプリメントおよび/または戦略のスクリーニングに非常に有用であることが証明されています。
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すべての動物は、National Health and Medical Research Council(オーストラリア)のガイドラインに従って人道的なケアを受けました。すべての動物実験は、ガーバン医学研究所(オーストラリア、シドニー)の動物倫理委員会によって承認されました。
1. クレブス・ヘンセライト(KH)緩衝液の調製
2. 灌流回路の作製
3. ラボカルテ(データ分析)ソフトのセットアップ
4. ラットの心臓分離のための動物の調製
注:冷静静的保存のための非DBDおよび非DCD心臓のラット心臓分離および灌流の方法論を以下に概説します。灌流回路への心臓計装の方法は、どのドネーション方法を使用するかに関係なく、比較的類似しています。DBDとDCDラットの心臓提供のプロトコルの違いは、主に動物の麻酔が効いた時点から心臓が動物から切除されるまでに発生します。
5. 孤立した作動中の心臓灌流回路に心臓をカニューレで挿入する
6.心臓の冷静な貯蔵のための心臓麻痺の投与
7.冷静電気保存後の心臓再灌流
8. 機能回復の解析
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ベースライン灌流の結果により、初期実験 (事前保存) が成功したかどうかが決まります。ランゲンドルフモード中に表示される大動脈の流れは、14〜22 mL / minである必要があります。.ランゲンドルフフローは、大動脈の逆行性灌流により、流量計に負の値として表示されます。許容可能なランゲンドルフトレースの例を 図4Aに示します。
作業モードに切り替えたら、心臓が落ち着いたら、大動脈の流れは少なくとも30 mL / minである必要があります。.流れが最初に約50 mL / minに急増し、その後約25 mL / minに減少してから安定したベースライン大動脈流に戻るのは正常です。ベースラインパラメータが満足のいくもの(AF > 30 mL / min、CF 10-20 mL / min、HR 200-300 bpm)になったら、心臓を保存できます。適切なベースライン・トレースの例を 図 4B に示します。
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心臓のベースライン機能の敏感な性質を考えると、灌流装置を清潔で互換性のあるコンポーネントに保つように注意する必要があります。たとえば、正しいPVCチューブを使用する必要があります。シリコーンなどの一部のチューブ材料は、大動脈の流れと収縮性の低下に寄与する可能性がありますが、これはチューブを介した酸素の損失が原因である可能性があります。分離された作動性ラット心臓灌流回路が市販されていますが、これらのほとんどは主にランゲンドルフ灌流にのみ使用されます。一般に、機能測定は、ランゲンドフ灌流モデルでバルーンカテーテルを左心室に挿入して左心室拡張期血圧(LVDP)測定値を取得することで取得できます。ただし、Langendoff灌流システムで生の大動脈血流測定値と心拍出量を測定する能力は不可能です。IWRHプロトコルの主な利点は、心臓の追加介入(すなわち、バルーンカテーテル)を必要とせずに、大動脈血流および心拍出量の機能測定値を取得できることです。働くラット心臓灌流システムには商用オプションがあり、これらは個々の研究要件に合わせてカスタマイズできますが、これらのシステムは高価になる...
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著者には、開示すべき利益相反はありません。
ここで紹介する研究は、オーストラリア国立保健医療研究評議会(National Health and Medical Research Council Australia)、セントビンセントクリニック財団(St Vincent's Clinic Foundation)、およびNSW Health Cardiovascular Research Capacity Senior Investigator Grant(ニューサウスウェールズ州健康心臓血管研究能力上級研究者助成金)からP.S.マクドナルドに授与された助成金によって資金提供されています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 1.5 mL 無色エッペンドルフチューブ、1000 個/箱 | Bio Strategy Pty Ltd | 0030.125.150 | |
| 15 mL セント/チューブ (S) スリーブ/25 PP ctn/500 | Sigma-aldrich Pty Ltd | CLS430791-500ea | |
| BP トランスデューサ/ケーブルキット | ADInstruments | MLT1199 | データ収集 |
| ブリッジ アンプ | ADInstruments | FE221 | データ収集 |
| Carbogen 555G2 | BOC | BOC002 | |
| Checktemp1 温度 | Hanna Instruments | HI98509 | リグ建設 |
| クランプ ピンチ 1/4-7/16 PK 12 | トーマス サイエンティフィック | 2848Y40 | リグ建設 |
| クランプ W/エクステンション ステム Med. | トーマスサイエンティフィック | 8847T08 | リグ建設 |
| クランプW /エクステンションステムSM。 | Thomas Scientific | 8847T02 | リグ 建設 |
| 用クリップ、容器、60 g 圧力 | Coherent Scientific | 14121 | 手術用機器 |
| クローズド コネクター | Thomas Scientific | 8847E25 | リグ 建設 |
| Covidien Sofsilk 2-0 ブラック プレカット 45 cm 24 | 専門医療用品 | S195 | 外科用消耗品 |
| カスタムメイド 250 mL ジャケット付きデガッサー | カスタム吹きガラス製品Pty Ltd | N / A | リグ建設 |
| メイド750mLリザーバー | 吹きガラス製品Pty Ltd | N / A | リグ建設 |
| D - (+)-グルコース無水SigmaUltra | シグマアルドリッチPty Ltd | G7528-1Kg | ブスバッファ |
| デュアルチャネルコンソール | ADInstruments | TS402 | データ収集 |
| 三角フラスコ2 L を作るために; | |||
| フィルター マイクロファイバータイプ GF/C グラスファイバー 47 mm、100 | Bio-strategy Pty Ltd | 1822047 | |
| 鉗子、15 cm、0.3 mm、CRVD | Coherent Scientific | 14114 | 外科用機器 |
| 直径 2-70 mm の物体を保持するための 9 mm x 115 mm の長いアームを備えた 4 本爵クランプ。ビニールコーティング | されたMet-App Australia Pty Ltd | 1352 | 建設 |
| ヒーターサーキュレーター。デジタルソリッドステート制御。(1020ワット/240ボルト) | Thermoline Scientific | TU3 | Rig Construction |
| Heparin 5000 U/5 mL box 50 Pfizer 02112115 | Clffird Hallam Healthcare Pty Ltd | 1258693 | |
| Drugs Ilium Xylazil 20 INJ 50 mL | Cenvet Australia Pty Ltd | X5010 | Anaesthetic |
| Johns Hopkins Bulldog Clamp | Coherent Scientific | CS-WPI-14117 | |
| ケタミン 100 mg/50 mL | Provet (NSW) Pty Ltd | KETAI1 | 麻酔 |
| 薬マグネシウム硫酸塩七水和物 AR 500 g Chemsupply | Bio Strategy Pty Ltd | MA048-500g | クレブス バッファー |
| オス/メス ヒンジ付きアダプター | Thomas Scientific | 8847V08 | リグ 建設 |
| Masterflex L/S 精密チューブ、PPS、CRS ローター | 用イージーロード ヘッドJohn Morris | 1015164 | Rig Construction |
| Metzenbaum はさみ, 11.5 cm 湾曲 | Coherent Scientific | WPI-501748 | 手術器具 |
| Metzenbaum はさみ, 14.5 cm ストレート | Coherent Scientific | WPI-501252 | 手術器具 |
| 取り付け金具 F/2-HEADS SS | John Morris | 1014414 | ポンプヘッド用取り付けネジ |
| オープンサイドコネクター | Thomas Scientific | 8847E05 | Rig Construction |
| Paraformadehyde | Sigma-Aldrich | P6148-500G | サンプル処理 |
| 塩化カリウム (AnalaR NORMAPUR) 500 g | VWR Chemicals | 26764.26 | クレブス緩衝液リン酸カリウムを |
| モノ塩基性にするには | Sigma-Aldrich Pty Ltd | P5379-500g | Krebs Buffer |
| Powerlab 2/26、2チャンネルレコーダー+ Labchartソフトウェア | を作るには ADInstruments | ML826 | コンピュータハードウェアおよびソフトウェア |
| Precision XN Inline Flowsensor, 3.2 mm (1/8")ID ME4PXN-KR37 XF | ADInstruments | ME4PXN | Rig Construction |
| Scalpel with handle disposable #11 pkt/10 | BSN Medical (Aust) Pty Ltd | 73252-36 | |
| Swinnex 47 mm 5/PK | Merck Millipore | SX0004701 | Rig Construction |
| シリコンOリング5-329 10/PK | Merck Millipore | XX1104707 | Rig Construction |
| シングルビュレットクランプ | Thomas Scientific | 8847T32 | Rig Construction |
| スリップオンインレット フィルターポアサイズ10 & マイクロ;m (バブラー) | Sigma-aldrich | 59277 | リグ建設 |
| Sm. 360 回転コネクタ | トーマス・サイエンティフィック | 8847E35 | リグ建設 |
| 重炭酸ナトリウム | Sigma-Aldrich Pty Ltd | S6297 - 250g | クレブスバッファー |
| を作るには Swinnex フィルターホルダー、47 mm | メルクミリポア | SX0004700 | リグ建設 |
| 用シリンジ 1 mL ボックス/100 | ベクトンDickinson Pty Ltd | 302100 | |
| 直径 9 mm x 125 mm の長いアームと 5-80 mm を保持するためのツイン スクリューを備えた 3 つのプロング クランプ | Met-App Australia Pty Ltd | 1356 | リグ建設 |
| チューブ 流量計モジュール TS410 | ADInstruments | TS410 | データ収集 |
| チューブ PVC 6.35 mm ID x 9.52 mm OD 50ft ロール 15.24m、透明、DEHP フタル酸エステルフリー、食品グレードは REAC | サーモフィッシャー | NAL 8701-0600 | リグ建設 |
| チューブ PVC 7.94mm ID x 11.1mm OD 50ft ロール 15.24 m、透明、DEHP フタル酸エステルフリー、食品グレードは REAC | を満たしています サーモフィッシャー | NAL 8701-0900 | リグ建設 |
| チューブ PVC 9.52 mm ID x 12.7 mm OD 100ft ロール | サーモフィッシャー | NAL 8701-4120 | リグ建設 |
| バンナスはさみ、8.5 cm、ストレート、7 mm ブレード | コヒーレント サイエンティフィック | WPI-500-086 | 外科用機器 |
| ウォーターバス30リットル、吊り下げトレイ付き | Thermoline Scientific | TLWB-30 | リグ構造 |
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