マウス全層皮膚移植

このビデオ論文の目的は、全層皮膚移植を実施し、手術を成功させるために必要な重要な手順を説明することです。マウスの全層皮膚移植は、同種免疫応答およびグラフト拒絶反応を研究するための確立されたモデルです。この手順は実施が容易であり、繊細な顕微鏡下手術の手技は必要ありません。

本モデルにおける移植拒絶は、非常に再現性の高い免疫反応として起こり、直接的な観察や触診によって容易にモニタリングすることができます。さらに、ドナー一致またはサードパーティの皮膚片を用いた二次的な皮膚移植を行うことで、より複雑な移植モデルを構築することができ、ドナー特異的寛容を評価するための代替的かつ簡便な手法として利用可能です。プロトコルに従ってドナーマウスを麻酔した後、電気シェーバーを使用して動物の背中を剃毛します。

次に、10%ポビドンヨードを用いて皮膚を消毒します。鋏と鈍的な剥離法を用いて、股関節から頚部まで、疎性結合組織のレベルでドナーの背部皮膚を採取します。背部皮膚を顕微鏡下に置き、微細な腱切断鋏を使用して、結合組織と皮下筋膜を皮膚から分離させます。

背中の皮膚から15 by 15 millimeterの移植片を切り出し、10 by 10から15 by 15 millimeterの移植床を作製します。移植片はPBSを含浸させたガーゼの上に載せてペトリ皿に入れ、氷上に保持します。レシピエントマウスを本文のプロトコルに従って麻酔します。

移植片を挿入する動物の背面の側方を剃毛し、術後の疼痛緩和のためにブプレノルフィンを0.02 mg/kg投与します。10%ポビドンヨードを用いて患部を消毒します。はさみを使い、可能な限り浅い層で、10 by 10から15 by 15 mmの正方形に皮膚を切除します。

肉様層（panniculus carnosus）およびその表層を走る血管を損傷しないよう注意します。次に、辺縁に折り込みが生じないように注意しながら、移植片を移植床に配置します。その後、移植片の四隅と各辺の中間に、計8か所の縫合を行います。針を移植片に通し、次に移植床の肉様層を、周囲のレシピエント皮膚の下で貫通するように縫い合わせます。

折りたたんだガーゼを二重にした包帯の上に置き、動物を移植部位が下になるように包帯の上に配置します。その後、麻酔マスクを外して動物を部分的に覚醒させます。次に、包帯で動物を巻きます。生着プロセスにおいて最も重要な要因は、ホストの血管が移植片内に進入することによる移植組織の再血管化です。

panniculus carnosus（皮下筋層）の剥離と包帯の正しい固定が最も重要なステップです。手術直後に、感染予防のためエンロフロキサシンを5 mg/kg投与してください。移植後のマウスは、麻酔から完全に回復するまで清潔なケージに入れて管理してください。

マウスを飼育施設に戻す前に、術後1時間観察します。回復中のマウスを注意深く観察し、包帯が胸郭の拡張や呼吸を妨げていないことを確認してください。8日後、移植片を観察および触診し、かさぶた、収縮、または硬結の兆候がないかを確認します。

これらの兆候のいずれかが認められる場合、移植片が適切に血管新生していない可能性があり、技術的失敗とみなすべきです。拒絶反応の兆候がないか、移植片を毎日観察してください。移植片組織の90%以上が壊死した場合、その移植片は拒絶されたと判断します。

完全不適合モデルでは、全層皮膚移植片は通常8〜12日で拒絶されます。軽度不適合モデルでは、拒絶反応はより緩やかで変動が大きく、皮膚移植片の外観は、収縮や脱毛などのあまり明確ではない変化によって特徴づけられます。急性移植拒絶は、一般的に移植片の腫脹と紅斑から始まります。

これらの現象に続いて、ここで見られるように、移植片の乾燥、かさぶたの形成、および収縮が起こります。MHC不一致の程度や免疫抑制プロトコルに応じて、脱毛、色素沈着の消失、皮膚線（皮丘）の消失、移植片の体積減少などのわずかな変化を特徴とする亜急性プロセスによる拒絶反応が生じることがあります。これらの場合、拒絶された移植片は光沢のある白色で無毛となり、辺縁が不整になります。

ドナーにBALB/c、レシピエントにC57 black 6を用いて、糖新生および酸化リン酸化、あるいはグルタミン代謝のみを抑制することで、皮膚移植片の生存期間が延長することが観察されました。しかし、これら3つの経路を同時に遮断したところ、移植片の生存期間が有意に増加しました。さらに、この3重の代謝療法は、従来のシクロスポリンやラパマイシンよりも効果的でした。

さらに、代謝療法群の皮膚移植片の組織学的な所見では、未治療の組織と比較して、組織配列の保持がより良好であり、リンパ球性炎症浸潤が少ないことが示されました。臓器移植の成績は、手術手技や免疫抑制プロトコルの進歩により著しく向上しています。しかし、長期的な免疫抑制は深刻な副作用を伴うため、免疫寛容を促進する新たな戦略が現代の移植研究の目標となっています。

T細胞の調節における代謝の重要性はよく知られています。糖新生、酸化的にリン酸化、およびグルタミン代謝を抑制することで、同種移植片の生存期間を大幅に延長することができました。この新しいアプローチは従来の治療法よりも効果的であり、免疫調節および移植への潜在的なアプローチにおけるパラダイムシフトとなるものです。