Alle gebruik van onderzoeksspecimens van menselijke proefpersonen werd goedgekeurd door de Johns Hopkins institutioneel Review Board (IRB) om de rechten en het welzijn van de deelnemers te beschermen. Alle dier experimenten werden goedgekeurd door het Comité voor de instelling van het Instituut voor dierenverzorging en-gebruik (IACUC) van de Johns Hopkins University in overeenstemming met de gids van de National Institutes of Health (NIH) voor de verzorging en het gebruik van proefdieren. Mannelijke NOD-Rag1NullIL2rγNull (NRG) host muizen (8-12 weken oud) worden gebruikt om xenotransplantaatmodellen is experimenten uit te voeren. Deze muizen zijn ondergebracht in geventileerde racks en krijgen HEPA-gefilterd, getemperd en bevoficeerde lucht evenals omgekeerde osmose gefilterd hyperchloorwater. Muizen zijn voorzien van water en een bestraald antibioticum dieet (tabel van materialen) ad libitum, en de faciliteit biedt 14 h van licht tot 10 h van donker, zoals bepaald door de centrale timer.
1. voorbereiding van de apparatuur
- Verwerven NOD-Rag1NullIL2r γNull (NRG) muizen, 8-12 weken oud.
- Autoclaaf chirurgische uitrusting: schaar, Tang, naald houder, chirurgische nietmachine (tabel van materialen), wond klemmen, chirurgische doekjes (tabel van materialen) en bekerglas (Figuur 1a).
- Bereid 50 mL spier media (20% foetaal runderserum, 2% kuiken embryo extract, 1% antibioticum/antimycotic in Hams F10 medium). Houd alle chemicaliën/geneesmiddelen/oplossingen die worden gebruikt voor chirurgie bij kamertemperatuur, tenzij anders vermeld in het protocol.
- Bereid een 1 mL spuit met een 26 G naald die 3/8 inches lang met 2 mg/mL analgetische (tabel van materialen), en plaats op ijs. Het analgeticum kan worden verdund tot de juiste concentratie met behulp van steriele fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS).
2. chirurgische voorbereiding
- Verkrijgen van een menselijke spier biopsie onder een IRB-goedgekeurd Protocol van patiënten wier spieren sterkte weergeven > 4-/5 op de MRC (Medical Research Council) schaal12. Plaats het onderzoeksmodel in een 100 mm x 15 mm Petri schaaltje met spier media.
Opmerking: De MRC schaal wordt gebruikt in de klinische praktijk als een beoordeling van spierkracht met 0 tonen geen contractie, 5 tonen normale kracht, en 4 (4-tot 4 +) tonen beweging tegen weerstand12. We hebben geconstateerd dat spieren met milde tot matige zwakte (MRC > 4-/5) meestal ziekte pathologie vertonen maar niet uitgebreid worden vervangen door vetweefsel of fibrose, die beide xenotransplantaat regeneratie belemmeren. In het geval van autopsie weefsel waar een recente MRC-score niet beschikbaar is, kan de spier kwaliteit worden benaderd via bruto observatie. Spier biopsieën die lichtroze in het uiterlijk of hebben grote gebieden van vetweefsel zijn niet waarschijnlijk xenotransplantaatmodellen is met succes.
- Verwijder eventueel overgebleven fascia-of vetweefsel uit het preparaat met chirurgische schaar met behulp van een stereomicroscoop en lichtbron om visualisatie te helpen.
- Ontleden de spier biopsie in ongeveer 7 mm x 3 mm x 3 mm stukken met chirurgische schaar met behulp van de stereomicroscoop en een lichtbron. Zorg ervoor dat de vezels in de lengterichting binnen het preparaat zijn gerangschikt.
- Plaats de Petri schaal met ontleed spier op ijs. Gemiddeld worden de xenotransplantaten gedurende 4 uur in de media bewaard terwijl er operaties worden uitgevoerd. Echter, biopsieën zijn opgeslagen in de media voor 24 h voorafgaand aan xenografting, en deze vertraging leek niet te negatief beïnvloeden transplantatie of regeneratie.
- Plaats synthetische, niet-absorbabele hechtingen (tabel met materialen) in een 100 mm x 15 mm Petri schaaltje met 70% ethanol.
- Opzetten van een dubbele procedure anesthesie circuit: regelen de mapleson E ademhaling circuit op de stereomicroscoop en plaats de inductie kamer in een bioveiligheid Cabinet (Figuur 1a,B).
- Haal het gewicht van de NRG-muis door in een autoclaaf bekerglas op een weegschaal te plaatsen en over te brengen naar de inductie kamer. Induceren van anesthesie onder 3% isoflurane. Zodra de juiste verdoving diepte wordt bereikt-zoals beoordeeld door observatie van de ademhalingsfrequentie, spierontspanning, en gebrek aan vrijwillige beweging-verminderen van de instelling van de verdamper 1,5% voor de rest van de operatie.
- Breng de muis van de inductie kamer naar de Mapleson E ademhaling circuit en breng oogheelkundige zalf op de ogen.
- Verwijder het haar boven de tibialis voorste (TA) van enkel naar knie met een trimmer, gevolgd door een 1 min behandeling met ontharing lotion (tabel van materialen) (Figuur 2a).
- Desinfecteer de operatieplaats door de poot met Povidon-jodiumoplossing te Zwaben. Spoel dan de overgebleven Povidon-jodium weg met 70% ethanol.
- Injecteer de muis subcutaan met analgeticum, zoals carprofen (tabel met materialen) in een dosis van 5 mg/kg.
3. xenotransplantaat chirurgie
- Tape langs het been en maak een rechte incisie over de tibilalis voorste (TA) spier met een schaar en Iris Tang van oorsprong uit de distale pezen en eindigen onder de knie (Figuur 2b).
- Scheid de huid van de spier met behulp van botte dissectie met chirurgische schaar.
- Snijd door de epimysium van de TA-spier met een schaar beginnend bij de pees en eindigend bij de knie.
Opmerking: Dit is een zeer oppervlakkige snede (minder dan 0,5 mm; Figuur 2b, zwarte onderbroken lijn), en de onderliggende ta mag niet worden beschadigd in het proces, omdat dit zou verwijdering moeilijker te maken. Wanneer correct uitgevoerd, de spiervezels zal zichtbaar ontspannen.
- Snijd de distale pees van de TA met een schaar, pak de pees met de Iris Tang en trek de TA omhoog naar de knie (figuur 2c).
- Snijd de distale pees van de extensor digitorum Longus (EDL) met een schaar en trek de EDL omhoog naar de knie (figuur 2D). Zodra de proximale pees van de peroneus longus (PL) spier zichtbaar is, verwijder de EDL met een schaar (figuur 2D, groene stippellijn).
- Verwijder de TA met een schaar (figuur 2D, blauwe stippellijn) en gebruik een chirurgische veeg BEVOCHTIGD met PBS en lichte druk om hemostase te bereiken (figuur 2e).
- Rijg een hechtdraad door proximale peroneus longus (PL) pees en trim, waardoor ongeveer 1,5 inch draad aan weerszijden van de pees (figuur 2F).
- Voer de eerste helft van een twee-hand chirurgische vierkante knoop, maar niet aan te scherpen: dit zal een cirkel vormen. Plaats een xenotransplantaatmodellen is in deze cirkel en draai de lus aan om de xenotransplantaatmodellen is te beveiligen. Voltooi de andere helft van de vierkante knoop (figuur 2g,H). Dit zal de xenotransplantaatmodellen is aan de proximale pees van de PL hecht.
- Draad hechting door distale pl pees en herhaal de vierkante knoop techniek uit stap 3,8 om de xenotransplantaatmodellen is aan de distale pees te binden (figuur 2H,I).
Opmerking: De mediale tarsale slagader en ader kunnen dicht bij of bovenop de distale pees van de PL liggen. Plaats geen hechtingen door of rond deze vaten. Het is gemakkelijk te zien of een hechtdraad verkeerd is geplaatst als schepen zullen blancheer of bloeden. Als dit gebeurt, verwijdert u de hechting en plaatst u deze op een andere locatie.
- Trek de huid over xenografted spier, Seal met chirurgische lijm, en plaats 2-3 chirurgische nieten over de incisie (figuur 2J).
- Plaats de muis in een schone kooi op een verwarmde pad om te herstellen. Monitor de muis tot volledig bewust en periodiek in de komende dagen op tekenen van lokale systemische infectie en om ervoor te zorgen dat de operatieplaats niet heropend is.
Opmerking: Een enkelvoudige dosis analgeticum zoals beschreven in stap 2,11 is meestal voldoende voor pijnbestrijding. Echter, de muizen moeten ook worden gecontroleerd op aanhoudende pijn (bijvoorbeeld kreupelheid, gegolfde vacht, gejakte houding), en, indien nodig, opnieuw gedoseerd met analgeticum bij 24 h post-operatief.
4. xenograft collectie
Opmerking: Xenografts worden meestal verzameld tussen 4 tot 6 maanden na de operatie. Echter, collecties zijn uitgevoerd tot 12 maanden na de operatie.
- Plaats een afgedekt bekerglas met 200 ml 2-methylbutaan in een doos met droogijs gedurende minimaal 30 minuten voor de verzameling van xenotransplantaatmodellen is.
- Induceren van anesthesie onder 3% Isofluraan in inductie kamer. Zodra de juiste verdovings diepte is bereikt, verlaagt u de instelling van de verdamper tot 1,5% voor de rest van de operatie.
- Breng de muis over van de inductie kamer naar het Ademhalings circuit Mapleson E, gerangschikt op een stereomicroscoop.
- Verwijder het haar boven de tibialis voorste van enkel naar knie met een trimmer en ontharing lotion. De hechtingen die de xenotransplantaatmodellen is op zijn plaats houden, kunnen door de huid worden gezien (Figuur 3a).
- Plak het been omlaag en gebruik de schaar en de Iris tang om de huid over de xenotransplantaatmodellen is te openen totdat beide hechtingen zichtbaar zijn (Figuur 3b). De huid boven de xenotransplantaatmodellen is kan worden verwijderd, zoals getoond om het verwijderen van de xenotransplantaatmodellen is gemakkelijker te maken.
- Gebruik een scalpel om te snijden tussen de xenotransplantaatmodellen is en de tibia (Figuur 3b, pijl geeft de eerste plaats en richting van incisie). Dit zal een kant van de xenograft vrij te krijgen.
- Gebruik een scalpel te snijden tussen de PL spier en de gastrocnemius spier (figuur 3c, Ikncision langs epimysium gelabeld met pijl). De PL wordt verwijderd met de xenograft.
- Snijd onder de distale hechting en door de distale pees van de PL (figuur 3D, snijd langs stippellijn).
- Verwijder de xenotransplantaatmodellen is en pl door de hechting met de Iris Tang te grijpen en het naar de knie te buigen terwijl u een schaar gebruikt om het af te snijden van de onderliggende spier (figuur 3e).
- Snijd boven de proximale hechting met een schaar om de xenotransplantaatmodellen is en pl te verwijderen (figuur 3F, snijd langs stippellijn in 3e).
- Plaats het preparaat op een klein stukje karton of plastic en speld zo dicht mogelijk bij de hechtingen. Tijdens het vastmaken van het preparaat, strek de spier voorzichtig om ervoor te zorgen dat de vezel oriëntatie wordt gehandhaafd tijdens het snap vriesproces. Nadat de pinnen zijn stevig op zijn plaats, schuif de spier omhoog de pinnen zodat het ligt net boven het karton.
Opmerking: Als alternatief kan een uiteinde van de xenotransplantaatmodellen is worden gemonteerd in Tragacanth op een kurk, of het kan volledig worden ondergedompeld in optimale snijtemperatuur (O.C.T.) verbinding in een cryomold. Met zorg, spier conformatie kan worden gehandhaafd met beide methoden.
- Snap Freeze de xenotransplantaatmodellen is in voorgekoelde 2-methylbutaan.
- Store xenotransplantaatmodellen is bij-80 °c.
- Onmiddellijk na xenotransplantaatmodellen is collectie, euthaniëren muizen in overeenstemming met de richtlijnen van de Amerikaanse veterinaire medische vereniging:
- Plaats muizen in een verzegelde kamer met een geschikt afvalgas opruimingssysteem. Gebruik Isofluraan bij een concentratie van 3-4% voor het opwekken van anesthesie.
- Zodra de juiste verdoving diepte wordt bereikt-zoals beoordeeld door observatie van de ademhalingsfrequentie, spierontspanning, en gebrek aan vrijwillige beweging-verhogen van de instelling van de verdamper 5% voor het opwekken van de dood. Laat de muizen nog 2 minuten in de kamer staan nadat de ademhaling is gestaakt. De dood wordt geverifieerd door te observeren dat de muizen niet binnen 10 minuten na overdosering van isoflurane herstellen.
- Ten slotte, uitvoeren cervicale dislocatie op de muizen.
Opmerking: In het geval van bilateraal xenografted muizen, kan de contralaterale xenotransplantaatmodellen is worden opgeslagen voor een latere verzameling. Om een overlevings collectie uit te voeren, open je de huid boven de xenotransplantaatmodellen is met een enkele rechte snede met een chirurgische schaar en verwijder je de xenotransplantaatmodellen is zoals beschreven in de stappen 4,6 tot en met 4,10. Sluit vervolgens de huid over het lege tibiale compartiment met behulp van chirurgische lijm en nieten. Behandel de muis met analgeticum zoals beschreven in stap 2,11 en plaats de muis in een schone kooi op een verwarmde pad om te herstellen. Monitor de muis tot volledig bewust en periodiek in de komende dagen op tekenen van lokale systemische infectie en om ervoor te zorgen dat de operatieplaats niet heropend is.
5. xenotransplantaat immunohistochemie
- Gebruik een cryostaat om 10 tot 12 μm secties van de verzamelde xenotransplantaatmodellen is te snijden op positief geladen glijbanen (tabel van materialen).
- Vul de kleurpot met methanol en pre-cool bij-20 °C gedurende 30 minuten.
- Plaats dia's in ijskoude methanol gedurende 10 minuten om de xenotransplantaatmodellen is-secties op te lossen en te permeabiliseren.
- Plaats dia's in kleurenpot en was 3x met fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) gedurende 5 minuten.
- Blok met anti-muis IgG (tafel van de materialen) voor 2 uur bij 4 °c.
- DEP met primaire antilichamen, zoals spectrine, Lamine A/C, en embryonale myosine (tabel met materialen) in PBS, aangevuld met 2% geit serum, 's nachts bij 4 °c.
- Plaats dia's in een kleurings potje en was 3x met fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) gedurende 5 minuten.
- Blot met TL-kleurstof geconjugeerde secundaire antilichamen (tabel van materialen) in PBS aangevuld met 2% geit serum voor 1 uur bij kamertemperatuur.
- Plaats dia's in kleurenpot en was 3x met fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) gedurende 5 minuten.
- Plaats het afdekmedium (Inhoudsopgave) over xenotransplantaten secties, plaats de Afdeklijst bovenop en gebruik nagellak om de dekslip te verzegelen.

Figuur 2: xenotransplantaat chirurgie. A) het haar wordt uit de operatieplaats verwijderd. B) er wordt een incisie gemaakt over het tibialis voorste (TA). De distale pezen van de TA en extensor digitorum Longus (EDL) zijn gemarkeerd met pijlen. De zwarte onderbroken lijn geeft aan waar de epimysium wordt geknipt in stap 3,3. (C) de distale pees van de TA wordt gesneden en de spier wordt naar de knie getrokken. D) de pees van de EDL wordt afgesneden en de EDL wordt naar de knie getrokken. Dit onthult de proximale pees van de peroneus longus (PL) gemarkeerd met een pijl. Onderbroken lijnen geven aan waar u met een schaar moet snijden om de EDL (groen) en PL (blauw) te verwijderen. E) de EDL en de ta worden verwijderd. F) een hechtmiddel wordt geplaatst door de proximale pees van de pl.G) de xenotransplantaatmodellen is wordt in het lege tibiale compartiment geplaatst en gehecht aan de proximale pl pees met behulp van een twee-handen chirurgische vierkante knoop. H) een hechtmiddel wordt geplaatst door de distale pees van de PL, gemarkeerd met een pijl, en een andere twee-hand chirurgische vierkante knoop wordt gebruikt om de xenotransplantaatmodellen is aan de distale pees te hecht. I) de xenotransplantaatmodellen is is volledig getransplanteerd en gehecht aan de pl. (J) de huid is gesloten met chirurgische lijm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Afbeelding 3:4 maand xenograft collectie. A) het haar wordt uit de operatieplaats verwijderd. Hechtingen zijn zichtbaar onder de huid. B) de huid boven de xenotransplantaatmodellen is wordt verwijderd. Vervolgens wordt de xenotransplantaatmodellen is gegrepen met de Iris Tang bij de distale hechting en zachtjes naar boven getrokken. Beginnend bij de enkel, wordt een scalpel gebruikt om langs de Tibia te snijden en de xenograft vrij te maken. De pijl toont het begin van de incisie langs de Tibia. (C) door de gastrocnemius-spier aan de zijkant te trekken, wordt een zwakke witte lijn van epimysium die de peroneus LONGUS (PL)-spier scheidt en het gastrocnemius (getoond door de pijl) zichtbaar. Gebruik de scalpel om langs deze lijn te snijden om de PL van de andere beenspieren te scheiden. D) de rechterkant van de xenograft, en de PL zijn nu vrij van de andere spieren in het been en zijn klaar voor verwijdering. De onderbroken lijn geeft aan waar te snijden met een chirurgische schaar om te beginnen met het verwijderen van de xenotransplantaatmodellen is en pl. (E) na het snijden onder de distale hechting, afbuigen de xenotransplantaatmodellen is naar de knie. De onderbroken lijn geeft aan waar te snijden met een chirurgische schaar om de xenotransplantaatmodellen is en pl uit het tibiale compartiment te verwijderen. F) het lege tibiale compartiment met de xenotransplantaatmodellen is en pl met succes verwijderd. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.