静脈介在モデル：バイパスグラフト開存を研究するための適切なモデル
2017年1月15日
このビデオは、ラットの静脈介在手術後の筋内膜過形成の発症を研究するモデルを示しています。
この手順の全体的な目標は、ラット静脈介在モデルにおけるバイパス移植片の開存性を研究することです。この方法は、バイパス閉塞中の生物学的および生理学的プロセスの根底にある経路など、バイパス手術分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、外科的処置が簡単かつ迅速であり、in vivoでの新しい治療法やトラクトの研究に使用できることです。
この技術を実演するのは、当研究室のマイクロサージョンであるグリゴル・テディアシビリです。手術の前に、ラットの後足をつまんで反射神経がないことを確認して、麻酔の十分な深さを確認します。次に、麻酔下での乾燥を防ぐために、獣医用軟膏を目に塗ります。
次に、後ろ足を広げてテープで固定します。次に、ヘアトリマーで鼠径部の毛を剃り、続いてポビドンヨードと80%アルコールを使用してその部分を広く消毒します。これらの交互のスクラブを合計3回繰り返します。
次に、顕微鏡下で、鼠径線に沿って垂直切開を行います。次に、2つの鉗子を使用して皮下組織を穏やかに分離し、表在性上腹部静脈を大腿静脈の起点まで露出させます。静脈は壊れやすいため、これを非常に慎重に行ってください。
次に、2つのクランプを使用して表在性上腹部静脈を通る血流を止めます。次に、静脈の一部を採取します。孤立した静脈を慎重に持ち上げ、マイクロハサミを使用して血管を切断します。
次に、静脈セグメントを滅菌ガーゼの上に置きます。そこで、30ゲージの針を一端に慎重に滑り込ませ、静脈をヘパリンで洗い流します。次に、静脈を1%リドカインに移し、けいれんを防ぐために氷の上に保ちます。
次に、麻酔を5%イソフルランに増やして、ドナーラットを安楽死させます。次に、アナスタメーズの準備として、ドナーラットと同様にレシピエントラットをシェービングステップまで調製します。5%イソフルランを2〜3分投与した後、ドナーラットの腹部をalbaに沿って開き、横隔膜を切開し、心臓を摘出して循環を停止します。
レシピエントラットの手術の準備を続けます。ヘアトリマーで脚の内側を剃り、ポビドンヨードと80%エタノールを交互に3回スクラブして皮膚を消毒します。先に進む前に、麻酔を監視するために別のつま先つまみを実行してください。
次に、膝から鼠径部までの大腿骨中央切開を行います。顕微鏡下で、2つの鉗子を使用して大腿動脈を周囲から分離します。次に、2つのマイクロクランプを使用して血流を止め、近位クランプを最初に配置します。
次に、クランプされた大腿動脈の短い部分を切り取り、それを廃棄します。残りの動脈断端を短くして、静脈グラフトよりも1〜2ミリメートル大きい隙間を残します。次に、30ゲージの針からヘパリンで動脈の切り株を洗い流します。
外膜が血管の切り株をわずかに超えて突き出ている場合は、鉗子を使用して外膜を血管の端よりわずかに引っ張ってから、外膜の一部を取り除きます。次に、採取した静脈セグメントを動脈の切り株の間に正しい向きで配置し、ギャップサイズを調整して適切にフィットさせます。次に、最初に10-0プロレン縫合糸を使用して近位吻合を行います。
まず、各外側を縫合し、次に腹側にさらに3つの縫合糸を追加します。背側を3針縫って仕上げます。次に、同じ手法を使用して遠位血管を接続し、各外側の縫合糸から始まり、次に腹側に3つの縫合糸、次に背側で終了します。
吻合が完了したら、2つの1ミリリットル注射器にフィブリン接着剤成分をロードします。.次に、鉗子でグラフトを慎重に持ち上げ、グラフトの下に約100マイクロリットルのコンポーネント1を塗布し、続いて100マイクロリットルのコンポーネント2を塗布します。2 つのコンポーネントは、常に同じボリュームに追加する必要があります。
次に、グラフトを元の位置に戻し、グラフトの上に各コンポーネント100マイクロリットルを適用して、グラフトと吻合を完全に覆います。これにより、吻合部の機能不全や静脈グラフトの過剰膨張を防ぐことができます。次に、遠位クランプから始めてクランプを慎重に開きます。
次に、移植された静脈と移植片の遠位動脈に目に見える脈拍を確認して、手術が成功したことを確認します。皮膚を閉じる前に、閉鎖を妨げる可能性のある余分な接着剤をすべて取り除いてください。次に、5-0プロレン縫合糸を使用して皮膚層を閉じます。
ラットが目を覚ます前に、1キログラムあたり4〜5ミリグラムのカルプロフェンを皮下に注射します。動物が胸骨の横臥を維持するのに十分な意識を取り戻すまで、動物から目を離さないでください。次に、他の動物がいない家庭用ケージをラットに与えます。
次の3日間、飲料水にメタミゾールを提供し、ラットの回復を毎日チェックします。.完全に回復すると、ラットは他のラットと一緒に収容することができます。動物は手術からよく回復し、術後も良好な体調を示しました。
移植後の大腿動脈への静脈の統合と移植片の開存性が、デュプレックス超音波検査を使用して非侵襲的に確認されました。ルーク陽性ラットの静脈をルークネガティブラットに移植することにより、生物発光イメージングを使用して移植片の存在を監視しました。筋内膜過形成は、時間の経過とともに移植片で進行的に進行することがわかりました。
マッソントリクロームによる組織学的染色は、内部弾性薄板内での筋内膜形成を示しています。モデルが筋内膜過形成のダイナミクスを再現することを確認するために、管腔閉塞を測定しました。手術後7日から28日にかけて、移植片の開存性が徐々に失われることが認められ、これはモデルにうまく適合しています。
このテクニックを習得すると、適切に実行すれば20分で完了します。ご覧いただきありがとうございます、そしてあなたの実験に頑張ってください。
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概要
このビデオでは、ラットにおける静脈移行術後の筋内膜増殖の発達を研究するためのモデルを実演します。この手順は、バイパスグラフトの開存性と、バイパス閉塞時に関与する生物学的プロセスの調査を目的としています。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- 血管生物学
- 外科的手法
背景
- 内膜肥厚は血管外科において重大な懸念事項です。
- バイパスグラフトの開存性を理解することは、手術成績の向上に不可欠です。
- ラット静脈移植モデルは、これらのプロセスの解明に寄与します。
- この手法により、新規治療薬のin vivoでの研究が可能になります。
研究目的
- 内膜肥厚の発達を調査すること。
- 制御モデルにおいてバイパスグラフトの開通性を評価すること。
- バイパス閉塞中の生物学的および生理学的反応を探索すること。
使用された手法
- 外科的手技のためのラット静脈間置モデル。
- 手術前の麻酔深度の評価。
- 麻酔中の目の乾燥を防ぐための動物用軟膏の塗布。
- 熟練したマイクロサージョンによる外科的手技の実演。
主な結果
- 筋内膜増殖を研究するためのモデル構築に成功した。
- 外科的手技の効率性と簡便性を実証した。
- バイパス閉塞時の生物学的プロセスに関する知見を得た。
- 新規治療薬に関する今後の研究への可能性を示した。
結論
- ラット静脈挿入モデルは、血管反応の研究に有効である。
- この手法は、バイパス手術の研究を促進することができる。
- さらなる研究によってこれらの知見を積み重ねることで、手術成績を向上させることが可能である。
よくある質問
業界における実用的な意義
このラット静脈間置モデルは、血管治療法の開発における極めて重要な課題であるバイパスグラフト開存性の喪失を研究するための、費用対効果が高く拡張可能なシステムを提供します。グラフト不全の主因である筋内膜増殖の経時的な評価を可能にすることで、血管リモデリング経路を標的とした新規介入策のメカニズム的なリスク低減を支援します。本モデルはデュプレックス超音波検査および組織学的解析との適合性があるため、前臨床パイプラインにおけるGO/NO-GO判断の根拠となる、定量的でトランスレーショナルなアウトカムを得ることが可能です。
バイオファーマ研究開発における戦略的応用
初期創薬およびターゲットバリデーション
- 科学的価値：血管損傷応答および新内膜形成メカニズムに関連する治療仮説の検証を可能にする。
- 運用的価値：疾患に関連するシステムにおいてグラフト開存性の喪失を再現性高く誘導することにより、ターゲットの生物学的リスク低減を促進する。
- 予測的価値：再狭窄の臨床的なタイムラインに沿って、経時的な管腔閉塞の進行をモデル化することで、ターゲットへの信頼性を裏付ける。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 科学的価値：開通性喪失の進行に関する一貫したベースラインを確立することで、複合試験に向けた検証済みの静脈グラフトを調製する。
- 運用の価値：アッセイの標準化および研究室間の再現性に適した、定量的なデュプレックス超音波検査の結果と組織学的指標を提供する。
- 拡張性：マルチモーダル解析に十分な組織収量を可能にし、薬理学的または遺伝的な修飾因子のミディアムスループットスクリーニングをサポートする。
トランスレーショナル・前臨床研究
- 科学的価値： ヒトに近い内膜肥厚の動態を再現し、血管増殖経路におけるトランスレーショナルなバイオマーカーの関連性を高める。
- 運用的価値： 急性期の手術から慢性期の不全に至るまで、グラフトの完全性を継続的に読み取ることが可能となり、探索段階と前臨床段階を橋渡しする。
- リスク軽減： 時間依存的な開存率の低下を定量化することで前臨床段階での進展判断に情報を与え、後期の血管デバイスや薬剤評価における失敗リスクを低減する。
パイプラインおよびワークフローの統合
このモデルは、特に再狭窄、グラフト不全、または抗増殖療法に焦点を当てた血管生物学プログラムにおいて、ディスカバリーから前臨床に至る連続的なプロセスに適合します。
- 探索生物学：静脈グラフトにおける平滑筋細胞の増殖および細胞外マトリックスの沈着を制御下で研究することを可能にし、パスウェイの解明とターゲットのバリデーションを支援します。
- スクリーニング：デュプレックス超音波検査を通じて測定可能な開存性エンドポイントを持つ、アッセイ準備済みのグラフトを提供し、化合物の効果を信頼性高く評価することを可能にします。
- アナリティクス：定量的な管腔面積の測定および組織学的スコアリングを生成し、治療条件や作用機序の比較に役立てます。
- トランスレーショナルリサーチ：臨床上の大伏在静脈バイパスグラフトで観察される進行性のグラフト不全をモデル化することにより、前臨床バリデーションと整合させます。
- エンタープライズ再利用：siRNA、低分子化合物、または組織工学的に作製されたグラフトを含む、複数の治療形態に適応可能な再利用可能な血管外科プラットフォームを提示します。
運用および企業への影響
- 科学的価値：移植片不全の臨床的に関連のあるメカニズムをモデル化することにより、ターゲットバリデーションにおける予測の信頼性を提供します。
- 運用的価値：定義された手術手順、麻酔プロトコル、および非侵襲的イメージングによる検証を通じて、標準化と再現性を確保します。
- 戦略的価値：定量化可能な開存性の結果に基づいた早期のgo/no-go判断を可能にし、後期の脱落を減少させることで、資本効率を向上させます。
- ポートフォリオへの影響：新生内膜形成修飾因子に関するメカニズム的な知見を提供することで、血管プログラムのリスク調整後の優先順位付けを支援します。
実施上の検討事項
- 顕微鏡下手術の専門知識に加え、実体顕微鏡、マイクロ器具、および血管縫合糸へのアクセスが必要です。
- 長期的な開通性のモニタリングにはデュプレックス超音波診断装置が、エンドポイント解析には組織学的処理インフラが必要です。
- 一貫したデータ収集を確実にするため、手術、画像診断、および組織学の各チーム間での標準化が不可欠です。
- 他のげっ歯類モデルや血管床への適応には、血管径や血行動態の違いによる技術的な調整が必要になる場合があります。
- 実用上の制限として、無菌操作の徹底、術後の鎮痛プロトコルの策定、および回復期とグラフト評価における交絡変数を最小限に抑えるための管理飼育環境が必要です。
