Przedstawiamy tutaj protokół mający na celu ustanowienie długoterminowego modelu przechowywania i przeszczepu chłodzenia wątroby u susła daurskiego (DGS), który był technicznie trudny w standardowych modelach gryzoni.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Przedstawiamy tutaj protokół mający na celu ustanowienie długoterminowego modelu przechowywania i przeszczepu chłodzenia wątroby u susła daurskiego (DGS), który był technicznie trudny w standardowych modelach gryzoni.
W przeszczepach wątroby funkcjonalne odzyskiwanie przeszczepów dawcy po dłuższym przechowywaniu w chłodzie stanowi poważne wyzwanie. Ta sama przeszkoda dotyczy standardowych modeli gryzoni (np. myszy i szczurów) do przeszczepu wątroby, mimo dobrze ugruntowanych protokołów chirurgicznych, co ogranicza badania nad kluczowymi tematami, takimi jak funkcjonalna regeneracja po przeszczepie i immunokompatybilność z przeszczepem gospodarza. Tutaj z powodzeniem opracowaliśmy nowy model przeszczepu wątroby z wykorzystaniem obligatora hibernatora, susła daurskiego (DGS; Spermophilus dauricus), który wykazuje wewnętrzną adaptację do ultragłębokich przejść hipotermii – ponownego nagrzewania oraz niedokrwienia i reperfuzji. W naszych rękach przeszczep wątroby po 24-godzinnym przechowywaniu w zimnie zapewnił 100% przeżywalność biorców DGS w 7-dniowym okresie obserwacji, podczas gdy ta sama procedura u szczurów Sprague-Dawley (SD) miała 0% przeżycia 24 godziny po operacji. W ten sposób DGS oraz inne modele ssaków adaptacyjnych do zimna stanowią unikalną i solidną platformę do badania mechanizmów leżących u podstaw adaptacji narządów do zimna i tolerancji na przeszczepy, co może wspierać rozwój nowych strategii leczenia lub chirurgii w medycynie transplantacyjnej.
Zimne podgrzewanie oraz reperfuzja niedokrwieniowa są istotnymi czynnikami przyczyniającymi się do uszkodzenia przeszczepu wątroby, zwiększając ryzyko wczesnej dysfunkcji przeszczepu. Chociaż przeszczepienie wątroby u standardowych organizmów gryzoni, takich jak myszy i szczury, zostało pomyślnie ustalone 1,2, ponieważ badania nad tymi gatunkami nietolerującymi zimno dostarczają ograniczonych informacji na temat mechanizmów adaptacji do zimna, postępy w konserwacji narządów i medycynie transplantacyjnej zostały zahamowane.
Opracowanie modeli badawczych przeszczepów w odpowiednich gatunkach adaptacyjnych do zimna może wypełnić taką lukę. Na przykład ssaki hibernatory ewoluowały, aby przetrwać długie okresy niskiej temperatury otoczenia i/lub niedoboru pożywienia 3,4. Podczas hibernacji ich fizjologia przechodzi w cyklach ospałości i stanów pobudzenia między okresem, dzięki czemu są dobrze przystosowane do utrzymania niskiej temperatury ciała oraz znoszenia szybkiego ogrzewania i reperfuzji krwi. Co ciekawe, susły, które potrafią hibernować, wykazują większą odporność na urazy niedokrwieniowo-reperfuzyjne nawet w aktywnym, eutermicznym stanie niż szczury 5,6. W ostatnich latach badania inspirowane hibernatorem ujawniły mechanizmy adaptacyjne do zimna oraz cele podatne na leczenie, które można modulować, aby znacząco złagodzić urazy wywołane magazynowaniem zimna oraz poprawić funkcjonalną regenerację izolowanych tkanek i narządów gatunków niehibernujących 7,8,9,10,11.
Dostosowany z protokołów opracowanych do przeszczepu wątroby u szczurów 12,13,14, przedstawiamy tutaj protokół pozyskiwania wątroby, statycznego przechowywania chłodu i przeszczepu u susła daurskiego (DGS; Spermophilus dauricus), hibernujący gatunek gryzonia zamieszkujący północne Chiny. W naszych rękach biorce przeszczepów DGS mieli 100% przeżywalności po przeszczepie, a przeszczepy od dawców eutermicznych (aktywnych) lub hipotermicznych (torpid) przechowywane były w temperaturze 4 °C w roztworze University of Wisconsin (UW) przez 24 godziny. W wyraźnym kontraście, wskaźnik przeżycia u szczurów Sprague-Dawley (SD) poddanych temu samemu przepływowi wyniósł 0%, co wyraźnie pokazuje zaletę modelu przeszczepu wątroby DGS. Spodziewamy się także długoterminowego przechowywania i przeszczepów innych narządów u DGS lub innych gatunków adaptacyjnych w laboratorium, takich jak susła 13-liniowa (Ictidomys tridecemlineatus) i chomik syryjski (Mesocricetus auratus), co stworzy wyjątkowe możliwości dla naukowców do badania długoterminowej funkcjonalnej regeneracji przeszczepu i kompatybilności z żywicielem oraz testowania nowych leków.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Komitet Instytucjonalny ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt Uniwersytetu Pekińskiego (LSC-WangSQ-2). Odpowiednie instrumenty użyte do badania są wymienione w Tabeli Materiałów i przedstawione na Rysunku 1.
UWAGA: Opisano obchodzenie się i rozmnażanie dziko złapanych gatunków gryzoni zimujących w śnie, takich jak susły z 13 liniami, w środowisku laboratoryjnym15,16. DGS użyte w tym badaniu zostały wyprodukowane w laboratorium przez ciężarne kobiety DGS wychwycone na łąkach miasta Zhangjiakou. W czasie eksperymentu miały około 1-2 lata. Jeśli chodzi o pierwotne ciężarne samice DGS, pasożyty zostały usunięte zanim zwierzęta dotarły do laboratorium. Po przybyciu zwierząt przeprowadzono kwarantannę i inspekcję pod kątem powszechnych wirusów, a te z negatywnymi wynikami testów były hodowane w placówce.
1. Przygotowanie przedoperacyjne
2. Operacja dawcy
3. Przygotowanie szczepu ex vivo
UWAGA: Przygotuj otwarty pojemnik na lód. Całe przygotowanie do stołu za stołem odbywało się na lodzie.
4. Operacja odbiorcy
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Średnie czasy trwania zabiegów chirurgicznych były następujące: operacja dawcy wyniosła średnio 24,8 ± 2,3 minuty, operacja na stole oddechowym 15,4 ± 1,3 minuty, operacja biorcy 52,7 ± 5,1 minuty, a faza anhepatyczna 14,2 ± 1,5 minuty.
Odbiorcy przeszczepów wątroby przechowywanych w zimnym roztworze UW przez 24 godziny wykazywali 100% przeżywalności po 7 dniach po transplantacji, niezależnie od tego, czy przed przeszczepem byli...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Bazując na technice podwójnego mankietuKamady nr 2, z powodzeniem ustanowiliśmy pierwszy ortotopowy model przeszczepu wątroby w DGS. Ze względu na różnice anatomiczne między DGS a tradycyjnymi modelami szczurów, kluczowe są szczególne kwestie dotyczące przygotowania materiału, zabiegów chirurgicznych i leczenia pooperacyjnego.
Czynniki takie jak hibernacja i zapasy tłuszczu przyczyniają się do istotnych indywidualnych różnic masowych u dorosłych DGS, w zakresie od 150 g...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają żadnych konfliktów interesów do zgłoszenia.
Prace te były wspierane przez Główny Projekt Nauki i Technologii Niezakaźnych Chorób Przewlekłych – Narodowy Nauki i Technologię (2023ZD0507600) oraz Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (82371794 i 82170671). Prace były również sponsorowane przez Fundację Edukacji Uniwersytetu Zhejiang oraz Fundację Talentów akademika Shusena Lanjuana. Chcielibyśmy również podziękować profesor Danie K. Merriman z Uniwersytetu Wisconsin w Oshkosh za jej pracę nad hodowlą 13-liniowych susłów oraz za hojne dzielenie się cennymi spostrzeżeniami i doświadczeniami w laboratorium w hodowli modeli gryzoni hibernacji.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Szwy 3-0 z igłami | Jinhuan Medical Products Co., Ltd | R315 | Do zamykania skóry |
| Szew jedwabny 7-0 | Braintree, sci, inc | SUT-S103 | |
| 7F Wprowadzający Schowek | Beijing Demax Medical Technology Co., Ltd. | DQ07083818S | Mankiet dla IHIVC |
| 8-0 Szwy z igłami | Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | H821 | Dla anastozy SHIVC |
| 8F Wprowadzający pochwówkę | Beijing Demax Medical Technology Co., Ltd. | DQ08083818S | Mankiet dla IHIVC |
| Aparat do znieczulenia | RWD life Science Co. | R500 | |
| Zatrzymanie krwi | Ningbo Shunye Medical Co., Ltd. | BDD-YE-DT-1 | |
| Zacisk Bulldog (lekko zakrzywiony) | Jinzhong Medical Products Co., Ltd. | XEC120 | SHIVC |
| Buprenorfina | Instytut Badań Farmaceutycznych w Tianjin Pharmaceutical Co., Ltd | H12020275 | Środek przeciwbólowy |
| Cefuroksim sodu | Esseti FarmaceuticiS.r.l | H20160013 | Antybiotyk |
| Patyki watowe | Fuqing Health & Healthy & Integralna medycyna | 20230R | |
| Zakrzywione mikrokleszcze | RWD life Science Co. | F11031-11 | Narzędzie chirurgiczne |
| Zakrzywione mikronożyczki | 66 Vision Tech Co., Ltd. | 54108B | Narzędzie chirurgiczne |
| Wymazy gazy | Yubei Medical Materials Co., LTD | 21080274 | |
| Zastrzyk z sodu z heparyną | North China Pharmaceutical Co., LTD | 2101131-2 | |
| Pompa infuzyjna | Howkmed Co., Ltd. | HK-400 | |
| Izofluran | RWD life Science Co. | 21070201 | |
| Uchwyt na mikroigły | World Precision Instruments Co., Ltd. | 555408 NT | Narzędzie chirurgiczne |
| Klips mikronaczyniowy | RWD life Science Co. | R31005-06 | PV i IHIVC |
| Micro Vessel clip applicator | RWD life Science Co. | R34001-14 | Narzędzie chirurgiczne |
| Uchwyt na igły | RWD life Science Co. | F31025-13 | Zamknięcie brzucha |
| Sól fizjologiczna | Zhejiang Tianrui Pharmaceutical Co.,Ltd | 716092103 | |
| Proste mikrokleszcze | RWD life Science Co. | F11029-11 | Narzędzie chirurgiczne |
| Mikroskop chirurgiczny | Leica | M650 | |
| Platforma chirurgiczna | Nie ma | Nie ma | Custom, magnetyczny |
| Kleszcze tkankowe | RWD life Science Co. | F12002-12 | Narzędzie chirurgiczne |
| Nożyce tkankowe | RWD life Science Co. | S12003-09 | Narzędzie chirurgiczne |
| Rozwiązanie UW | Systemy odzyskiwania organów | SPS-1 | Perfuzja i przechowywanie organów |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.