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방법 논문

간 재생 전략으로 3차원 콜라겐 매트릭스 스캐폴드 이식

3K 조회수

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DOI:

10.3791/62697

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2021년 6월 29일

이 논문에서

요약

간 질환은 섬유증이나 간경변증을 촉진하는 많은 원인에 의해 유도됩니다. 이식은 건강을 회복하기위한 유일한 옵션입니다. 그러나 이식 가능한 장기의 희소성을 감안할 때 대안을 모색해야합니다. 우리의 연구는 동물 모델에서 간 조직에 콜라겐 비계의 이식을 제안한다.

초록

간 질환은 전 세계적으로 사망의 주요 원인입니다. 과도한 알콜 소비, 고지방 규정식 및 C형 간염 바이러스 감염은 섬유증, 간경변 및/또는 간세포 암종을 승진시합니다. 간 이식은 고급 질병 단계에서 환자의 수명을 개선하고 연장하기 위해 임상적으로 권장되는 절차입니다. 그러나 이식의 10%만이 장기 가용성, 외과 전 및 수술 후 수술 및 높은 비용과 직접 상관 관계가 있습니다. 세포 외 매트릭스 (ECM) 비계조직 복원을위한 대안으로 등장했다. 생체 적합성 및 접목 수용은 이러한 생체 재료의 주요 유익한 특성입니다. 간 의 크기와 정확한 기능을 복원하는 능력은 간 간 절제술 모델에서 평가되었지만, 스캐폴드 또는 멸종 된 간 질량의 부피를 대체하기 위한 일종의 지원의 사용은 평가되지 않았습니다.

부분 적인 간 절제술은 소 콘딜로부터 콜라겐 매트릭스 스캐폴드 (CMS)의 이노 삽입을 가진 쥐 간에서 수행되었다. 좌간 엽 조직을 제거 (약 40%), CMS의 동등한 비율은 수술로 이식되었다. 간 기능 테스트는 외과 수술 전후에 평가되었다. 3일, 14일, 21일 후, 동물들은 안락사되었고, 거시적 및 점학적 평가를 수행했다. 3일과 14일에, 지방 조직은 21일째에 혈관 신형성 및 CMS 재흡수와 같이 거부 또는 감염의 임상적인 증거가 없는 CMS를 둘러싸고 관찰되었습니다. CMS에 인접한 세포의 사소한 염증 과정 및 이동의 히스토릭 증거가 있었다, 헤마톡시린과 eosin으로 관찰 (H&E) 및 마슨의 삼색 얼룩. CMS는 간 조직에서 잘 수행 하 고 조직 재생 및 만성 간 질환에서 복구를 공부 하기 위한 유용한 대안 이 될 수 있습니다.

서론

간은 항상성 및 단백질 생산1을유지하는 데 관여하는 가장 중요한 기관 중 하나입니다. 불행히도, 간 질환은 전 세계적으로 사망의 주요 원인입니다. 간경변과 간세포 암종을 포함하는 간 손상의 고급 단계에서 간 이식은 임상적으로 권장되는 절차입니다. 그러나, 기증자의 희소성과 성공적인 이식의 낮은 비율로 인해 조직 공학 (TE) 및 재생 의학 (RM)에 있는 새로운 기술이2,3개발되었습니다.

TE는 염증, 섬유성 및 부종 장기 및 조직의 복원을 촉진하기 위해 줄기 세포, 비계 및 성장 인자4의 사용을포함1,5,6. 스캐폴드에 사용되는 생체 재료는 기본 ECM을 모방하여 유도 된 세포 리모델링7에대한 물리적, 화학적 및 생물학적 단서를 제공합니다. 콜라겐은 진피, 힘줄, 장 및 구심8,

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프로토콜

본 연구는 유니버시다드 나시오날 오토노마 데 멕시코(UNAM)와 멕시코 병원 총독(CI/314/15)의 윤리위원회(DI/115/2015)의 윤리위원회에 의해 승인되었습니다. 이 기관은 실험실 동물의 생산, 관리 및 사용에 대한 모든 기술 사양을 충족하며 국가 법 (NOM-062-ZOO-1999)에 의해 합법적으로 인증됩니다. 이 연구를 위해 150-250g(6-8주 된) 수컷 위스타 쥐는 UNAM 의과 대학의 실험실 동물 시설에서 수득되었다.

1. 소 대퇴골에서 콜라겐 매트릭스 비계 를 얻기

  1. 멕시코의 보건 및 농업 당국에 의해 인증 된 도살장에서 소 대퇴골에서 condyle을 가져옵니다.
    1. 정결 지방, 근육 및 연골을 외과 기기로 조심스럽게 해부합니다. 콘딜 조각을 톱 커터를 사용하여 3cm x3cm 조각으로 자르고 수건으로 지방과 혈액을 청소하십시오. 콘딜 조각을 물로 씻으시다.
    2. 30분 동안 애니오닉 세제(10g/L)의 1L로 조각을 끓입니다(92°C). 콘딜 조각을 두 번 세척하여 음이온 세제의 잔재를 제거하십시오.
    3. 필터 용지(0.5mm)를 사용하여 콘딜 조각을 3시간 동안 건조시다.
  2. 1.1단계(도

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결과

뼈 탈염은 모공의 원래 모양이나 상호 연결을 변경하지 않고 CMS의 기계적 특성에 영향을미칩니다. CMS는 임의의 형상을 가질 수 있으며, 따라서 선택된 장기 또는조직(19)의크기 및 형상으로 조절될 수 있다. 본 프로토콜에서는 삼각형 CMS(도1A-D)를사용하였다. 쥐 모델은 간에서 CMS 제노임플란트의 재생 능력을 평가하기 위해 사용되었다. 간은 경화되고 연약한 기관이더라도, 이 프로토콜에서 수행된 외과 적 절차는 CMS가 제자리에 남아 있는지 확인했습니다(그림 2 및 도 3A-C). 왼쪽 엽의 40%의 부분 적인 간 절제술은 임플란트와 토착 p.......

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토론

장기 이식은 간 섬유증 또는 간경변 환자에서 치료의 주류입니다. 몇몇 환자는 이 절차에서 유익합니다, 대기자 명단에 있는 환자를 위한 치료 대안을 제공하는 것을 필요하게 하는. 조직 공학은 재생 잠재력2,4,13을가진 발판 및 세포를 사용하는 유망한 전략입니다. 간 부분의 제거는 이 혈관화된 기관의 경질 출혈 때문에 이 절차에서 중요한 단계입니다. 따라서 수술용 침대의 혈안이 이러한 합병증을 방지하기 위해 수행해야 합니다. 더욱이, 조직-생체 물질 상호 작용을 보장하기 위해 필수적인 CMS에 간 조직의 결합은 봉합사의 사용을 통해 촉진됩니다. 그러나, 그것은 간 찢 고 나중에 출혈을 일으키는 것을 피하기 위해 신중 하 게 수행 해야 합니다.

본 원에 제안된 생체 물질은 소 기원(xenogenic)이지만, 쥐에 생체.......

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공개 사항

저자는 경쟁적인 재정적 이익이 없다고 선언합니다. 벤자민 레온-만실라는 미타 드 닥터라도 엔 시엔시아스 바이오메디카, 유니버시다드 나시오날 아우토노마 데 멕시코(UNAM)의 박사 과정 학생으로, DGAPA-UNAM 펠로우십을 받았다.

감사의 글

저자는 실험 의학 단위의 실험실 동물 시설의 직원, 기술 및 외과 지원을위한 간호사 캐롤라이나 Baños G., 마이크로 사진지원을 위한 마르코 E. Gudiño Z. 및 간 조직학 지원을 위한 에릭 아포에게 감사를 표하고자 합니다. 국가위원회는과학기술(CONACyT),교부금 수 SALUD-2016-272579 및 PAPIIT-UNAM TA200515에 대한 연구를 지원했습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
음이온성 세제AlconoxZ273228
생검 카세트Leica3802453
Camera DMXNikonDXM1200F
CentrifugeEppendorf5424
클로르헥시딘 글루코네이트 4%BD372412
커버 안경 25 mm x 40 mmCorning2980-224
EosinSigma-Aldrich200-MCAS 17372-87-1
에틸 알코올, 순수Sigma-Aldrich459836CAS 64-17-5
Flunixine meglumideMSDQ-0273-035
유리 슬라이드 75 mm x 25 mmCorning101081022
HematoxylinMerckH9627CAS 571-28-2
염산 37%Merck339253CAS 7647-01-0
케타민Pisa agropecuariaQ-7833-028
광학 현미경NikonMicrophoto-FXA
Microsurgery 실체 현미경ZeissOPMI F170
Microtainer 노란색 케이프Beckton Dickinson365967
MicrotomeLeicaRM2125
모델 동물: Wistar 쥐Universidad Nacional Autó Mé xico
Nylon 3-0 (Dermalon)Covidien1750-41
폴리프로필렌 7-0AtramatSE867/2-60
포비돈-요오드10% 피부 용액Diafra SA de CV1.37E+86
스캐닝 전자 현미경ZeissDSM-950
수산화나트륨, 펠릿J. T. Baker3722-01CAS 1310-73-2
소프트웨어 ACT-1NikonVer 2.70
실체 현미경LeicaEZ4Stereo 8X-35X
Sterrad 100SJohnson and Johnson99970
Surgipath paraplastLeica39601006
바늘 (27G x 13mm)이있는 1 mL의 SynringeSensiMedicalLAN-078-077
조직 처리기 ( Histokinette)LeicaTP1020
Tissue-Tek TEC 5 (Tissue embedder)Sakura Finetek USA5229
Trichrome stain kitSigma-AldrichHT15
Unicell DxC600 AnalyzerBeckman CoulterBC 200-10
XylazinePisa agropecuariaQ-7833-099
XyleneSigma-Aldrich534056CAS 1330-20-7
년

참고문헌

  1. Li, N., Hua, J. Immune cells in liver regeneration. Oncotarget. 8 (2), 3628-3639 (2017).
  2. Langer, R., Vacanti, J. Tissue Engineering. Science. 260 (5110), 920-926 (1993).
  3. Lee, H., et al.

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