このプロトコルは、雌豚の開腹 術を介して クローン化されたブタの胚を移植するために使用される外科的技術の適用を説明しています。
このプロトコルは、雌豚の開腹 術を介して クローン化されたブタの胚を移植するために使用される外科的技術の適用を説明しています。
このプロトコルは、クローン化されたブタの胚を卵管に移植するための外科的技術を実証することを目的としています。これは、生物医学研究のための遺伝子組み換えブタの製造に広く使用されている方法です。9匹の雌豚は、体細胞核移植(SCNT)によって生成されたクローン胚を2日目に最大4細胞の段階で卵管に移すためにホルモン同期と開腹術を受けました。妊娠診断は、移植手術の30日後に超音波検査 によって 行われました。手術を受けた9頭の雌豚のうち6頭は、超音波検査で妊娠の兆候を示しました。しかし、超音波検査で評価した胎児の発育に進行がなかったため、雌豚は生物学的物質の収集と生殖器系の評価のために60日後に剖検を受けました。癒着は、子宮角、卵巣、卵管に観察されました。安楽死させた雌豚のうち2雌豚の子宮内腔から、妊娠期間が12〜20日の1つと4つの胚構造が得られました。生きた子豚がいないにもかかわらず、これはおそらくクローンブタ胚の移植効率が低いことに起因すると考えられます。これは、移植された胚の数や質などのさまざまな要因に影響されますが、提示された外科的技術は迅速かつ安全であることが証明されました。
ブタは、解剖学的、生理学的、遺伝的にヒトと類似しているため、生物医学研究の優れた実験モデルです1。これらの動物は、ヒトに移植されたときに拒絶反応のリスクが低い臓器、細胞、または組織を生成することを目的として、異種移植に関連する研究でよく使用されてきました。異種移植研究は、ヒト移植のための臓器供給を増やし、患者の待機リストを減らすことを目的としています2。
異種移植用のブタの生産には、遺伝子編集されたブタ細胞からのクローンの生産など、いくつかのステップが含まれます。遺伝子組み換えクローン胚の in vitro 生産後、胚は同期した発情周期で雌ブタの生殖器系に移され、新しい概念の受容と妊娠のための子宮生理機能を準備します3。
ブタの胚移植は、非侵襲的または侵襲的な方法4で行うことができます。非侵襲的な方法の中には、外科的介入を必要としない経頸部移植があります。しかし、この方法は、後の発生段階(すなわち、桑実胚または胚盤胞の段階)での胚移植に限定されており、カテーテル挿入部位または胚の沈着を正確に決定することはできません5。腹腔鏡検査と開腹術は、胚移植の侵襲的な方法と考えられています。腹腔鏡検査は侵襲性が低いですが、特定の高価な機器が必要であり、その効率は、生殖構造の操作の難しさや使用されるカテーテルの種類などのさまざまな要因により、大幅に異なります(20%未満から80%以上まで)4,6。したがって、腹腔鏡による移植は、開腹術による外科的移植方法と比較して、まだ効率が悪いです 4.
開腹 術による 雌豚の胚移植手術は、比較的簡単で迅速な手順であり、通常は約30分かかります。ただし、吸入麻酔器と専門チームを備えた手術センターで行う必要があります。商業豚(ランドレース、ラージホワイト、またはそれらの交雑種など)の場合、雌豚を持ち上げるためのホイストや、動物のかなりの体重(約130〜150 kg)のために、広くて頑丈な手術台などの特別な機器が必要です。
手術を成功させるためには、胚の発生段階を事前に評価する必要があります。最大4個の細胞の胚を子宮管に移すことが推奨されます。桑実胚や胚盤胞など、4細胞を超える段階の胚は、子宮角7,8に移植する必要があります。
世界中の研究グループが遺伝子組み換えクローンブタ胚の作製と外科的移植を行っていますが、ビデオを通じてこの手順を実証する明確に定義されたプロトコルはまだありません。この手法では、卵管の正確な位置に胚を正確に沈着させる必要があり、卵管のオスチウムの局在化と胚を含むピペットの導入が含まれるため、このアプローチは妊娠の成功にとって非常に重要です。この手法は、手順全体の説明ビデオを通じてより理解できます。したがって、この記事は、クローン胚を雌豚の卵管に移植するための開腹手術を実証することを目的としています。これは、異種移植またはその他の関連目的に使用される遺伝子組み換えブタの将来の生産に不可欠な前提条件です。
この研究は、サンパウロ大学の獣医学部および動物科学部の研究における動物使用に関する倫理委員会によって承認されました(プロトコル番号6088030523)。ブラジルのサンパウロ州イトゥ市にあるÁgua Branca核養豚農場の生後7ヶ月齢の雌豚9雌豚を、2回目の発情検出の直後に使用した9。本試験で使用した試薬および機器の詳細は、 資料表に記載されています。
1.動物の調理
2.外科的処置
3. 術後ケア
4. 妊娠の超音波検査による妊娠診断
5.動物の安楽死
注:超音波検査で妊娠期間に対応するサイズと外観の胎児を示さなかった雌豚を安楽死させます。
この記事は、クローン胚を雌豚の卵管に移植するための開腹手術を実証することを目的としています。すべての動物は適切な麻酔面に留まり、麻酔回復中の術中の事故や合併症はありませんでした。雌豚は、手術終了後に立ち上がるのに平均して2〜3時間かかりました。
すべての外科的処置は、平均して44分続きました。9雌豚が手術を受け、雌豚1隻あたり平均185個のクローン胚が移植され、合計1,664個の胚が両側に移植されました(表1)。卵巣の局在化、それらの外部化、および胚を含むトムキャットカテーテルの卵管の口への導入は、手術の最も繊細な瞬間に対応していました。すべての雌豚の卵巣は手術中に検査され、すべてが最近排卵した出血性卵胞を示し、排卵発生直後に胚移植を行うことを目指した発情同期プロトコルで期待されたものと一致しました。すべての処置は術中の事故なしに行われました。
手術後に激しい痛みの徴候を示した動物はおらず、手術後の各雌豚について術後3日間にわたって行われた痛みのスケール(0から18の範囲)で平均痛みスコアは0.33、0.33、3.67、1.33、0.33、1.33、4.67、2.00、および0.33でした(表2)。手術後 12日目に 皮下液貯留 (漿液腫) を示したのは、手術された雌豚のうち 1 つだけで、手術創の近くに感染と炎症の兆候が見られました。超音波ガイドによる40 mm x 1.6 mmの針で体液を排出した後、炎症領域に冷湿布を毎日30分間7日間適用し、セフチオファー(3回の筋肉内注射、注射間隔72時間の間隔)および2%メロキシカム(0.4 mg / kg SID、筋肉内、3日間)を投与した後、創傷は瘻孔し、残りの粘液膿性の内容物を排出しました。 その結果、動物は完全に改善されます。他の手術された雌豚は、手術後6日目から 10日目にのみ 行われた創傷洗浄のために交換または取り外す必要なく、5日間外科用包帯と一緒に残りました。
雌豚2、8、および9では、子宮内腔に体液の蓄積と胚小胞形成は観察されませんでした(図1A)。したがって、これらの動物の妊娠診断は陰性と見なされました。他の雌豚は、子宮内液の蓄積と胚小胞の形成を示し、明確に定義された無響の丸みを帯びた構造として視覚化されました(図1B-D)。レシピエント雌ブタのうち2つにおいて、妊娠32日目の胚小胞内の初期発生期の胚構造に対する高エコー領域を特定することが可能でした(図1E、F)。
妊娠診断が陰性であったか、妊娠が進行しなかった後、雌豚を安楽死させ、生殖器系を分析しました。卵巣、卵管、および子宮角の領域での癒着は、雌豚1、2、3、および4で多かれ少なかれ観察され、卵巣嚢胞は雌豚8で観察されました(図2)。ギルト3の子宮からは、妊娠期間が約12〜20日と適合する4つの胚構造が取得され、ギルト7からは1つの構造が得られた(図3)。胚組織断片の分析では、胚死または流産を引き起こす可能性のあるパルボウイルス、 レプトスピラ 属、 エリシペロトリックス・ルシオパチー、およびブタ・サーコウイルス2型および3型(PCV2/PCV3)の検出は陰性でした。

図1:外科的処置の30日後における胚レシピエントの雌豚の子宮の超音波画像 (A)雌豚2の子宮は内部に液体が存在しず、妊娠診断が陰性であることを特徴づける。金箔1(B)、金箔3(C)、および金箔4(D)の妊娠子宮には、体液が入った胚小胞が含まれています(アスタリスク)。ギルト3(E)とギルト7(F)の妊娠子宮は、胚小胞の内部に高エコー構造(矢印)を示しており、妊娠32日で胎児が形成されたことを示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:生殖器系の分析。 金箔1(A)、金箔2(B)、金箔3(C)、金箔4(D)、金箔5(E)、金箔6(F)、金箔7(G)、金箔8(H)、金箔9(I)の剖検後の子宮、卵巣、卵管の画像。矢印は子宮角、卵巣、卵管の癒着を強調し、矢印は卵巣嚢胞を強調しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:妊娠診断。 金箔3(A-D)および金箔7(E)から取り出された初期段階の胚は、超音波検査で陽性の妊娠診断と胚小胞内の高エコー構造を示します。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
表1:雌豚ごとに移植された胚の数と種類、診断された妊娠、および手術された雌豚の剖検後に得られた胚の数。この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
表2:痛みの兆候の提示に関して、手術された各雌豚に割り当てられた値。この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
記載されている外科的方法は、クローンブタまたは遺伝子組み換えクローンブタの生産に取り組む他の研究グループによって以前に行われており、この技術の実施後の出生の報告があります15,16,17,18,19,20。さまざまな細胞株から産生されたSCNT胚の妊娠率と出生率は約20%〜30%(2017年以降の264回の移植のうち)の範囲であり、1腹あたり平均3.2±〜0.4頭の子豚が生まれます3,21。この技術の効率の低さには、レシピエントの雌ブタに使用される同期プロトコル、レシピエントの雌ブタと移植された胚のステージとの間の同期、胚の沈着の部位、SCNTに使用され、生成された胚の品質、核ドナー体細胞の品質と細胞のステージ、および移植された胚の数など、いくつかの要因が関連している21。
本研究によれば、記載された手術は、雌豚のクローン胚(最大4細胞段階)の外科的移植を行うのに効果的、迅速、安全であることが証明され、その結果、陽性の超音波検査妊娠診断と剖検後の子宮内腔内の胚構造の視覚化、妊娠期間の約12〜20日で.SCNT胚を雌豚の卵管に移すための別の侵襲性の低い方法には、腹腔鏡検査が含まれます。ただし、この手法の効率は、構造の解剖学的構造、使用されるカテーテルの種類、および胚沈着部位などのさまざまな要因により、20%未満から80%以上まで大幅に異なります4,6,23,24,25,26,27。腹腔鏡検査により2-4匹の割球ブタ胚をインファンジブルムを介して6頭の雌ブタに移植したところ、Wieczorek et al.4は手術後28-31日で妊娠陽性を達成せず、この結果はカテーテルの卵管への挿入の困難さ、卵管へのカテーテル挿入の困難さ、およびカテーテルによるインフロンディブラム穿孔の発生に関連していました。したがって、開腹術による雌豚の卵管への胚移植の方法が依然として最も効率的であるように思われます。
雌ブタの胚移植のための開腹術に関連する外科的リスクは小さいです。しかし、麻酔中の悪性高体温症の可能性に注意することが重要であり、これはランドレースおよびラージホワイト品種の商業豚によく見られます28。この場合、手術された雌豚はいずれも麻酔中に悪性高体温症の臨床徴候を示さなかった。皮下領域の大きな血管からの軽度の局所出血のリスクもありますが、止血鉗子や吸収性縫合糸による縫合で簡単に止めることができます。メスで刺し傷を刺したり、ハサミで alba線 を伸展したりする際に、膀胱や腸管ループなどの腹腔の臓器を誤って切開する可能性も発生する可能性があります。この場合、外科医は、下層構造の切断や裂傷を避けるために、白濁線の切開および腹部の筋肉の縫合中に細心の注意を払う必要があります。
外科医の手先の器用さは、卵巣の適切な操作と慎重な外部化に不可欠であり、卵巣茎の血管の破裂を回避します。卵巣の位置を特定するのが難しい場合は、子宮角の1つを特定し、その延長をたどって、卵巣近くの子宮卵管接合部で子宮角の先端に到達することから手順を開始することができます。これらの臓器の過度の操作による卵巣および子宮の癒着を避けるように注意する必要があります。手術中にこれらの構造を乳酸リンゲル液または生理食塩水で39°Cで水和すると、癒着形成を防ぐのに役立ちます29。子宮管の操作、特に線毛の領域では、伸張や破裂を避けるために非常に繊細に行う必要があります。子宮の過度の操作を避け、手術時間を短縮するために、子宮管の1つだけへの片側胚移植を行うことができるが、特に子宮管の1つの偶発的な破裂または正しい位置での胚の沈着について疑問がある場合には、両側移植がより安全で有利であり得る。さらに、片側移動16,30と比較して、妊娠率と出産子豚の数が増えるため、両側移動がより推奨されます。嚢胞の存在は、発情への定期的または不規則な復帰と関連しており、卵巣嚢胞を有する女性の最大10%が無腸に残っています。これは、ストレス、ホルモンプロトコルの使用、または遺伝的遺伝31,32などのさまざまな原因に関連しています。私たちの場合、ホルモンメーカーが熱同期のために推奨する用量と投与時間に従っているにもかかわらず、濾胞性嚢胞が発生しました。
線毛の開口部によって子宮管の口を見つける方法を知ることは、適切な場所に胚を正しく沈着させるために基本的に重要です。胚の沈着位置に関する間違いを避けるために、溶液(水など)で満たされたトムキャットカテーテルが食肉処理場の標本の子宮管の口を通過する際に、事前のトレーニングを行うことをお勧めします。ピペットを正しい位置に導入すると、溶液を注入したときに子宮管の体積が増加するのを観察することができます。胚とともに移動する体液の量が少なければ少ないほど、妊娠の可能性が高くなることは注目に値します33。外科医が子宮管の口を見つけるのが非常に難しいと感じた場合、卵管にポケットを作り、それを通してカテーテルを挿入することが可能です。この最後の方法はより速く、卵管の操作が少なくて済みますが、外科医は血管を避け、カテーテルが卵管の内腔内に正しく挿入されていることを確認する必要があります。
この外科的処置による術後感染のリスクは低いですが、動物が飼育されている場所の清潔さ、外科的処置の期間、適切な時間包帯の維持、予防的抗生物質療法や抗炎症薬などの薬の正しい処方などの要因によって発生する可能性があります。手術された雌豚の1つで観察された感染の発生に関する最も説得力のある仮説は、動物が麻酔後に起きた直後に包帯が脱落することに関連しています。この雌豚の外科的創傷の毎日の洗浄は、生理食塩水に浸したガーゼとピアソン軟膏の局所塗布で行われましたが、そのような手順は上昇汚染を防ぐのに十分ではなく、部位での冷水塗布、ドレナージ、全身抗生物質療法、およびさらに3日間の抗炎症治療が必要でした。皮下感染があっても、この雌豚は超音波検査で妊娠の兆候を示しました。
以前の手術ではナイロン糸と外科用ステープルを使用して皮膚を閉じた後、ステッチを抜く際のストレスを軽減し、糸やステープルが残らないように、エチルシアノアクリレート接着剤を使用することを選択しました。糸やステープルの存在は、膿疱形成を伴う小さな局所炎症を促進します。エチルシアノアクリレート接着剤は、すでに外科手術で安全に使用されており、効果的で、毒性がなく、殺菌性があることが証明されています34,35。すべての動物は、外科的処置の直後に包帯が脱落した雌豚を除いて、合併症なしに優れた創傷治癒を示しました。
著者のいずれも利益相反を開示していません
サンパウロ大学獣医学部の馬動物病院および反芻動物病院(FMVZ/USP)、ブラジル・サンパウロ、FAPESP(助成金2022/11459-3、サンパウロ研究財団)、EMS Pharma、CNPq(助成金405254/2022-9)、ブラジル・サンパウロ州イトゥのÁgua Branca養豚病院に感謝いたします。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.25mL ストロー | ジェネリック | - | サージカル材料 |
| 1mLシリンジ | デスカーパック | 341001 | 手術材料 |
| 10mLシリンジ | デスカーパック | 324601 | 手術材料 |
| 20mLシリンジ | デスカーパック | 324801 | 手術材料 |
| 3mLシリンジ | デスカーパック | 324201 | 手術材料 |
| 5 mLシリンジ | Descarpack | 324401 | 外科材料 |
| 60 mL シリンジ | Descarpack | 323201 | 外科材料 |
| 9 mm 気管内チューブ | Rusch | 112482-000090 | 外科材料 |
| Allis 鉗子 | ジェネリック | - | 外科器具 |
| Amox LA | JA Saúde 動物 | MAPA登録:8.781 / 2004 | 医薬品 |
| バクハウス鉗子 | ジェネリック | -手術器具 | |
| カテーテル 20G | Descarpack | 362401 | 静脈内アクセス用カテーテル |
| Cetamin | Agener União | MAPA登録:SP-000292-5.000011 | 麻酔剤 |
| 導電性臨床ゲル | RMC | ANVISA登録:80122200013 | 手術材料 |
| ジピロンD-500 | ゾエティス | MAPA登録:SP0000728-46 | 医薬品 |
| 使い捨てメス n.22 | ウィルテックス | ANVISA登録:10150470565 | 手術器具 |
| 使い捨て滅菌スポンジブラシ | リオキミカ | 7.89778E+12 | 外科用無菌 |
| Easy-Scan:Go | IMV | ESCG01 | Ultrasound |
| Endozime AW Plus | Ruhof | 34514 | 手術器具用洗剤 |
| フェンタニル (Fentanest) | Cristália | ANVISA登録:1029800810159 | 麻酔薬 |
| ゴセットリトラクター | ジェネリック | - | 手術器具 |
| ハルステッド-蚊止血鉗子 | ジェネリック | - | 手術器具 |
| ヒーリング軟膏-ウンギントピアソン | ピアソンSA | MAPA登録:SP0000094-16 | 医薬品過 |
| 酸化水素溶液 | リオキミカ | ANVISA登録:218690015 | 外科材料 |
| イソフルオラン | Biochimico | ANVISA登録:100630222 | IV |
| 点滴セット伸筋 | ジェネリック | - | 流体療法 |
| IVマクロ点滴セット | Descarpack | 410301 | 輸液療法 |
| ラクトファー(セフチオファー) | オウロフィーノSA | MAPA登録:SP0000051-50 | 医薬品 |
| Laringoscope | - | - | 手術器具 |
| Maxicam 2% | Ourofino SA | MAPA登録:SP0000051-69 | 医薬品 |
| マイクロポア接着剤5 cm x 10 cm | ジェネリック | 1530 | 手術材料 |
| ミダゾラム | ・ヒポレイバー | ANVISA登録 1134301430035 | 薬 |
| マルチウェイIV輸液セット | デスカーパック | 413201 | 輸液療法 |
| 針 40 mm x 1.2 mm | デスカーパック | 353601 | 医薬品や麻酔薬を塗布するための滅菌針。 |
| 針 40 mm x 1.6 mm | Wiltex | ANVISA登録: 10150470664 | 医薬品や麻酔薬を適用するための滅菌針。 |
| ニードルホルダー | 汎用 | - | 手術器具 |
| ナイロン 2 縫合糸 trhead | シャロン メディカル | N502CTI40 | 手術材料 |
| 普通ペン | 一般 | - | メモを取るための普通ペン |
| 液 0.9% 500 mL 袋 | JP Farma | MS:1.0491.0070 | 輸液療法 |
| ポリグリコール酸 2 縫合糸 | アトラマット | G4099-75H | 外科材料 |
| 塩化カリウム | Samtec | ANVISA登録:1559200010139 | 非経口薬 |
| 手続き用手袋 | デスカーパック | 122401 | 個人用保護具(PPE) |
| プロポフォール(プロビブ) | ユニ&アチルド;o Quíマイカ | ANVISA登録:1049714490057 | |
| リンガー乳酸溶液500mL袋 | ファルマ | MS:1.0491.0061 | 流体療法 |
| リオヘックス0.5%クロレキシジンアルコール溶液 | リオキミカ | 218690356 | 外科無菌 |
| リオヘックス2%クロレキシジン溶液と界面活性剤 | リオキミカ | 218690356 | 外科無菌 |
| 頭皮21G | Descarpack | 421201 | 外科材料 |
| 、一般的な | 個人用 | 保護具(PPE) | を覆います |
| 、クレマーANVISA | 登録を圧縮します:10071150065 | 外科材料 | |
| 滅菌ガーゼパッド | Procitex | ANVISA登録:80245210083 | 外科材料 |
| 滅菌外科用ドレープ140cm×90cm | ヴェンクリ | 7010003 | 外科用材料 |
| 滅菌外科用ドレープ 150 cm x 190 cm | PolarFix | F00208 | 手術材料 |
| 滅菌手術用手袋 | Mucambo | CA: 39.317 | 個人用保護具 (PPE) |
| 聴診器 | 汎用 | 手術用器具 | |
| サージカルキャップ | Descarpack | 93201 | 個人用保護具 (PPE) |
| 手術用ガウン | Descarpack | 231101 | 個人用保護具(PPE) |
| サージカルマスク | デスカーパック | 110701 | 個人用保護具(PPE) |
| 手術用ハサミ 鈍器-鈍器 | ジェネリック | - | 手術器具 |
| シャープシャープ | ジェネリック- | 手術器具 | |
| 手術用ステープラー | Tradevet | - | 外科材料 |
| Tekbond 瞬間接着剤 | Tek ボンド | 78072720030 | 外科材料 |
| 温度計 | ジェネリック | - | 外科用機器 |
| 三方活栓 | Solidor | 374 | 外科材料 |
| トラマドール ヒドロクロライド | Agener União | MAPA登録:SP-000292-5.000002 | |
| 透明フィルムドレッシング | SkinupperANVISA | 登録:82307460014 | 外科材料 |
| 防水接着剤10 cm x 4.5 cm | ジェネリック | 364828 | 外科用材料 |
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