July 23rd, 2017
このプロトコルは、マウス島の単離および脱細胞化された骨格上への播種を実証する。足場支持膵島を、ストレプトゾトシン(STZ)誘発糖尿病マウスの精巣上体脂肪パッドに移植した。島は移植部位で生存し、高血糖状態を逆転させた。
皆さんこんにちは、北京大学医学部のLowe博士の研究室のKai Wangです。現在、1型糖尿病の患者は主にインスリン注射で治療されていますが、これは膵島からのインスリン分泌を完全にシミュレートしているわけではありません。紛失した膵島を膵島輸送で補うことで、激しい変動なく安定した血糖コントロールが可能となります。
しかし、高品質の膵島を大量に生産するという要件と生着効率の悪さが、広範な臨床使用を危うくしました。今日は、膵島分離のプロセスと、糖尿病マウスの精巣上体脂肪パッドに足場で支持された膵島を移植するプロセスを紹介します。これらのステップには、組織構造に関する十分な知識と、手術を行うための熟練した手が必要です。
全身にエタノールをスプレーします。生殖器領域から始めてV切開を行います。マウスの右側から腸を取り除きます。
門脈と胆管を止血クランプでクランプします。鉗子で十二指腸を丁寧につかみ、胆管がティーチされるまで十二指腸を引っ張ります。静脈内針を膨大部から総胆管に挿入します。
超止血クランプを使用して、針を含むダクトセグメントをクランプします。コラーゲン溶液をゆっくりと一定の速度で分注します。膵臓が完全に膨らんだ後、マウスの左側を通して腸を押します。
膵管が完全に膨らんでいるのがわかります。下行結腸の始点から膵臓を切除します。鉗子を使用して腸を持ち上げ、別の鉗子で腸を膵臓から分離します。
胃の上部から膵臓が外れるまで、膵臓を切除し続けます。最後に、膵臓を腹部から持ち上げ、残りの脾臓から解放します。円錐管に膵臓を留置し、氷上で分娩します。
灌流した膵臓をインキュベートします。中和溶液を追加して消化を終了します。チューブを激しく振って、2つのスープを解離します。
金網を通して消化組織サンプルをろ過します。膵島の懸濁液を新しい円錐形のチューブに集めます。チューブを遠心分離します。
ティッシュパレットを乱さずに上清を慎重に注ぎます。Histopaqueでパレットを再び懸濁するには、懸濁液を数回ピペッティングしておきましょう。HBSSをチューブの側面からHistopaque溶液の上部までゆっくりとピペット
で動かします。2 つのソリューションは、シャープなインターフェイスを備えた、十分に分離されたレイヤーである必要があります。懸濁液を20分間遠心分離します。ほとんどの小島は、Histopaque レイヤーと HBSS レイヤーのインターフェイスに移行します。
上清溶液全体を取り除き、溶液を倒立ストレーナに通します。膵島はストレーナーによって保持されます。膵島を保持している表面を溶液に浸し、静かに振って膵島を解放します。
顕微鏡下で孤立した島を手で選びます。小島を集めて新しい文化料理を作りましょう。管の周囲の組織が膨張し始めた場合、それは針が胆管の壁を通過することを意味します。
針の位置を変えて、胆管に再度カニューレを挿入する必要があります。溶液が膵臓を満たすと、十二指腸の近くの組織が最初に膨張し、次に膵臓の尾の近くの領域が膨張します。ここに示すように十二指腸が膨らみ始め、青い汚れがある場合は、動脈クランプを調整し、胆管を再クランプします。
マウスを仰臥位に置きます。腹部を剃ります。次に、ヨードフォアで綿棒で拭いて皮膚を滅菌します。
マウスを滅菌ドレープで覆います。生殖器領域に近い中央の腹膜壁に小さな切開をします。腹腔から精巣上体脂肪パッドをそっとつかんで引き出します。
濡れたガーゼに脂肪パッドを広げます。膵島を含む足場を脂肪パッドに置き、脂肪パッドを折りたたんで移植を包みます。ファットパッドを縫合して、ファットパッドにカプセル化された膵島を固定します。
ファットパッドをそっと腹腔に戻します。腹膜壁を縫合してマウスを閉じます。真皮層を傷口クリップで固定します。
適切な量の鎮痛剤と抗生物質を皮下に注射します。新鮮な孤立した島は、通常、光学顕微鏡で粗い周辺を持っていました。孤立プロセスから回復した小島は、明るく引き締まったように見え、滑らかな表面を獲得しました。
計算された平均膵島の直径は約130マイクロメートルでした。減速した足場は、ピンセットで扱うのに十分な機械的に堅牢です。次に、多孔質の足場で支持された膵島を広げた脂肪パッドの表面に移し、次に脂肪パッドによってカプセル化されました。
同系移植モデルでは、通常、500の膵島が10日以内に低血糖を逆転させます。正常な血糖は、移植片の回収まで約100日前に維持されました。組織学的研究は、膵島が血行再建され、脂肪パッド組織と足場に囲まれていたことを示しています。
このビデオを見た後、練習しながら、小島の隔離と輸送に関連する主要な手順を学ぶ必要があります。まず、総胆管をカニューレで梾し、膵臓を拡張することは、このプロトコルの最も難しい部分です。次に、不完全なカプセル化が移植の失敗につながる可能性があるため、膵島を積んだ足場を脂肪パッドで完全にカプセル化します。
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
このプロトコルは、マウスの膵島を分離し、細胞除去された足場に播種し、その後糖尿病マウスに移植することを実証します。この研究は、足場に支えられた膵島が高血糖を改善する可能性を強調しています。
Scaffold-supported islet transplantation addresses a critical bottleneck in diabetes research: poor engraftment efficiency at extrahepatic sites. By demonstrating rapid and sustained normoglycemia in diabetic mice using a decellularized scaffold at the epididymal fat pad, this method offers a reproducible platform for evaluating transplantation parameters. It enables mechanistic de-risking of islet engraftment strategies and supports predictive confidence in preclinical diabetes models.
This method integrates into the discovery continuum from islet isolation to engraftment assessment, supporting lead identification in diabetes therapeutics by providing a reliable preclinical readout.