RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ru_RU
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Eliza W. Beal1,2, Curtis Dumond1, Jung-Lye Kim1,2, Clifford Akateh1,2, Emre Eren1, Katelyn Maynard1, Chandan K. Sen3, Jay L. Zweier4, Kenneth Washburn2, Bryan A. Whitson1,3, Sylvester M. Black1,2
1Collaboration for Organ Perfusion, Protection, Engineering and Regeneration (COPPER) Lab, Division of Transplant, Department of Surgery, Comprehensive Transplant Center,Ohio State University Wexner Medical Center, 2Department of Surgery, Division of Transplant,Ohio State University Wexner Medical Center, 3Department of Surgery, Division of CardioThoracic Surgery,Ohio State University Wexner Medical Center, 4Department of Medicine,Ohio State University Wexner Medical Center
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Существует нехватка значительной донорской печени, и были расширены критерии для печени доноров. Нормотермических ex vivo печени перфузии (NEVLP) был разработан для оценки и изменения функции органа. Это исследование демонстрирует модель крыса NEVLP и проверяет способность Пегилированный каталазы, для уменьшения травмы печени сохранения.
Существует значительный дефицит печени аллотрансплантация тканей для трансплантации, а в ответ были расширены критерии доноров. В результате была введена нормотермических ex vivo печени перфузии (NEVLP) как метод для оценки и изменения функции органа. NEVLP имеет много преимуществ по сравнению с гипотермического и subnormothermic перфузии включая снижение сохранения травмы, восстановление нормальной орган функции в физиологических условиях, оценки производительности орган и как платформа для ремонта орган , ремонт и модификации. Были описаны мышиных и свиные NEVLP модели. Мы продемонстрировать мышиной модели NEVLP и использовать эту модель, чтобы показать один из его важных приложений — использование терапевтические молекулы, добавлен в печени perfusate. Каталаза является мусорщик эндогенного реактивнооксигенных видов (ров) и продемонстрировал снижение ишемии реперфузии в глаз, головного мозга и легких. Было показано, что ПЭГилирование целевой каталазы эндотелия. Здесь, мы добавили Пегилированный каталазы (PEG-CAT) в базу perfusate и продемонстрировала свою способность смягчения травмы печени сохранения. Преимуществом нашей грызунов NEVLP модели является недорогой по сравнению с более крупных животных моделей. Ограничение этого исследования является, что она не включает в настоящее время пересадки печени после перфузии. Таким образом прогнозирование функции после пересадки нельзя сделать с уверенностью. Однако модель трансплантации печени крысы хорошо известна и безусловно могут быть использованы в сочетании с этой моделью. В заключение мы продемонстрировали недорогой, простой, легко воспроизводимые NEVLP модель, с помощью крыс. Применение этой модели может включать тестирование Роман перфузатов и perfusate добавки, тестирования программного обеспечения, предназначенного для оценки орган и экспериментов, предназначенные для ремонта органов.
Есть 14,578 больных в листе ожидания для трансплантации печени и приблизительно 7.000 пересадки выполняются за год1,2. В ответ на этой нехватки доноров расширили критерии для печени доноров; они часто называют маргинальных органов или расширенные критерии доноров и, как ожидается, для выполнения менее хорошо после трансплантации, чем стандартные критерии аллотрансплантантов, с более высокими ставками первичных трансплантата дисфункции и задержки трансплантата функция3, 4,5,6. В результате NEVLP была введена как метод для оценки и изменения функции органа6,7. Мы разработали модель крыса NEVLP и использовал эту модель для демонстрации одной из ее важных потенциальных – тестирование приложений Роман молекулы добавок к печени perfusate.
NEVLP был оценен как Мурина (Крыса), так и свинину модели, а также в брошенные человеческие органы6,8,9. Результаты первого испытания на человеке NEVLP были также недавно опубликованный10. Хотя явно гипотермического машина перфузии стал стандартом для сохранения почек, температура, при которой печени машина должна происходить перфузии остается спорным. NEVLP имеет много предлагаемые преимущества по сравнению с гипотермического и subnormothermic перфузии. К ним относятся сокращение сохранения травмы, восстановление нормальной орган функции в физиологических условиях, возможность оценить производительность орган и как платформа для органа ремонта, реконструкции и модификации7,11, 12,13,14,,1516,17.
Значительное количество исследований были завершены с использованием свиных NEVLP моделей. Хотя эти модели являются сравнительно недорогой, при рассмотрении модели с помощью органов человека или клинические испытания на человеке, они являются очень дорогими по сравнению с нашей небольшой животных NEVLP модели. Важным компонентом в эксперимент стоит perfusate. Мы в состоянии выполнить 4 h перфузии с 300 мл perfusate при относительно низких затратах. Кроме того стоимость мелких животных, включая крысы является очень низким по сравнению со стоимостью свиней.
По сравнению с других моделей NEVLP в крыса модель, представленная здесь относительно прост в реализации и имеет широкий спектр применения. Перфузии цепи можно увидеть на рисунке 1. Perfusate начинается в perfusate водохранилище (1), который является контейнером с рубашкой воды. Perfusate вытащил из водохранилища с помощью валика насоса (2) и толкнул в windkessel (3), а затем Оксигенатор (4). Оксигенатор устанавливается противоточный газа и perfusate потока для обеспечения максимальной газообмена. Perfusate затем приступает к Отопление катушки (5) внутри камеры перфузии для обеспечения его физиологического температуре, и Пузырь ловушки (6) для предотвращения перфузии пузырьков воздуха там до органа (7) и после органа (8) образца порты, которые позволяют perfusate быть пробы. Perfusate затем поступает через канюлю воротной вены печени. Канюля воротной вены прилагается к давление монитор, что диаграммы значения на программное обеспечение сбора данных. Perfusate затем выходит из печени через канюлю МКВ и впадает в блоке эквалайзер давления (9). Наконец perfusate вытащил из блока давления обратно через насос ролик и опорожняется в водохранилище. Эта модель включает в себя непрерывное перфузии в воротной вены и оставляет пульсирующего поток печеночной артерии и диализа, используемых в некоторых других моделей, каждая из которых требует отдельного и дополнительного цепи, но показали, ранее, чтобы не быть необходимые9,13.
Чтобы исследовать дополнение Роман терапевтические молекулы perfusate, мы выбрали фермента каталазы. Каталаза является эндогенного мусорщик ROS, которая является частью клетки внутренней обороны механизма для смягчения последствий ROS18. Каталаза выражение увеличение печени ишемии реперфузионных повреждений19. Для уменьшения ишемии реперфузии в глаз, головного мозга и легких20,21,22,,2324была продемонстрирована экспериментальная дополнением каталазы. Было показано, что ПЭГилирование целевой каталазы в эндотелия и помощь в освоении каталазы в эндотелиальных клеток25. ПЭГ-CAT находится под управлением системно, с ограниченной эффективности в снижении печеночная ишемии реперфузии травмы; Однако мы предположили, что добавление PEG-CAT к цепи перфузии изолированной органа приведет к улучшению результатов26,27,28. Здесь, мы добавляем PEG-CAT для нашей базы perfusate и продемонстрировать его способности смягчить травмы печени сохранения.
Все процедуры были выполнены согласно указаниям институциональный уход животных и Национальный исследовательский совет руководство для гуманного ухода и использования лабораторных животных (IACUC) и претерпела утверждения IACUC университета Огайо государственного комитета.
1. Начальная настройка
2. индукции анестезии
3. закупки процедура
4. Ex Vivo нормотермических печени перфузии
Примечание: Perfusate, здесь был подготовлен протокол шаге 1.1.1.
5. после эксперимента анализ
Размер выборки три крыс каждой группы был использован. ALT была измерена на 0, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210 и 240 мин перфузии. Мы использовали студента t-тесты для сравнения результатов между базовой perfusate и базовый perfusate плюс PEG-CAT групп на каждом этапе. Сравнивая базовый perfusate и базовый perfusate плюс PEG-CAT групп, существует значительно меньше (p < 0,05) ALT в базовый perfusate плюс PEG-CAT группы на 150, 180, 210 и 240 мин (Рисунок 14А).
Для того, чтобы анализировать повреждения тканей из базового perfusate и базовый perfusate плюс PEG-CAT групп было закуплено ткани печени. Мы использовали студента t-тесты для сравнения результатов между базовой perfusate и базовый perfusate плюс PEG-CAT групп. Ткани СПС была сохранена в базу perfusate плюс PEG-CAT группы по сравнению с группой только базовый perfusate (рисунок 14B, p < 0,05). Производство тканей MDA был значительно выше в группе базовый perfusate, чем в базовой perfusate плюс PEG-CAT группы (Рисунок 14C, p < 0,05). Общая GSH была сохранена в базу perfusate плюс PEG-CAT группы по сравнению с группой только базовый perfusate (Рисунок 14D, p < 0,05).
Чтобы проанализировать апоптоза, ткани печени активность каспазы-3/7 сравнивали между группами. Флуоресценции была измерена в каждой скважине. Мы использовали студента t-тесты для сравнения результатов между базовой perfusate и базовый perfusate плюс PEG-CAT групп. В базовый perfusate плюс PEG-CAT группы по сравнению с базовой perfusate только группа заметно снизилась активность каспазы-3/7 (Рисунок 15A, p < 0,05). Окрашивание маркировки Ник-конец (TUNEL) dUTP трансферазы (TdT) терминала deoxynucleotidyl был использован для сравнения апоптоз между группами. Процент apoptotic клеток была значительно меньше в базовый perfusate плюс PEG-CAT группы по сравнению с базовой perfusate одиночку группа (Рисунок 15B, p < 0,05).

Рисунок 1: схема перфузии. Компоненты контура помечены. Perfusate начинается в perfusate водохранилище (1), который является контейнером с рубашкой воды. Perfusate вытащил из водохранилища с помощью валика насоса (2) и толкнул в windkessel (3), а затем Оксигенатор (4). Оксигенатор устанавливается противоточный газа и perfusate потока для обеспечения максимальной газообмена. Perfusate затем переходит к нагревательной спирали (5) в камере перфузии чтобы убедиться, что это физиологическая температуры, и Пузырь ловушки (6) для предотвращения перфузии воздушных пузырьков. Есть предварительно органа (7) и после органа (8) образца порты, которые позволяют perfusate для выборки. Perfusate затем поступает через канюлю воротной вены печени. Канюля воротной вены прилагается к давление монитор, который регулирует давление эквалайзер (9). Наконец perfusate вытащил из блока давления обратно через насос ролик и опорожняется в водохранилище. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 2: операционной комнате и хирургический инструмент set-up. Хирургический микроскоп (1) должна быть скорректирована соответствующим высоту и масштаб для пользователя. Изофлюрановая могут быть предварительно загружены в анестезия машины (2). Нос животного помещается в носовой конус (3). Хирургические инструменты должны быть изложены где они могут быть легко доступны (4). Электрокоагуляции (5) поблизости полезно. Швы (6) должны быть предварительно нарезанные так куски могут быть получены быстро, когда это необходимо и дополнительно должны быть доступны (7). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3: подготовить 16 G воротной вены манжету. Начинаются с 16 G angiocatheter. Вырежьте часть трубы 7 мм. Определить середину секции 7 мм, измеряя 3,5 мм. Incise здесь и снимите переднюю половину трубы. Используйте зажим для раздавить это теперь плоская часть. Используйте зажигалку сжечь на другом конце angiocatheter для создания губ. Место кончике непосредственно в пламени или он будет воспламеняться. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 4: срединная разрез. Сделайте срединной разрез от мечевидного (1) до лобка (2) с помощью острых ножниц и проходящий через кожу и мышцы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 5: получить достаточное опровержение. Отказаться от мечевидного отростка (1) с помощью изогнутой комаров зажим (2) и ребра, поставив ребром ретракторы (3, 4). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 6: рассечение нижней полой вены (IVC). Флип печени до подвергайте правой почки (1) и воротной вены (2). Вскрыть вокруг IVC (3) и поместите петлю шва 7-0 для использования в будущем. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 7: перевязка право надпочечниковой Вены. Убрать правой почки (1) предоставлять воздействия право надпочечниковой Вены. Галстук с правом надпочечниковой Вены и сократить его. Смачивают марлевые (2) может использоваться для защиты печени во время этот маневр. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 8: печеночная артерия диссекции. Вскрыть вокруг и место галстук вокруг печёночной артерии (1) возле где он проходит под воротной вены (2). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 9: желчных протоков катетеризации. Cannulate желчных протоков (1) с помощью angiocatheter 27 G (2) подключены к 27 G труб (3). Это поможет собрать желчи во время перфузии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 10: печень заподлицо. Очистка печени (1) с 60 cc холодной физиологический 0,9% с 100 ед (1 мл) гепарина с помощью 16 G angiocatheter (2). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 11: после гепатектомии. Выполните гепатектомии и печени в холодной соленой. Будьте осторожны, не выбить канюля желчных протоков. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 12: воротной вены наручников. Найдите воротной вены. Используйте большой зажим (1) провести до Вены, оставив несколько миллиметр губы Вену выше зажима. Чтобы поместить сосудистого манжете 16 G (4) в воротной вены используйте микрохирургическое щипцы (2, 3). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 13: манжета воротной вены и Улучшенный IVC катетеризации. Иглу воротной вены манжеты (1) и Улучшенный IVC (2). Необходимо соблюдать осторожность не для того, чтобы выбить канюля желчных протоков (3) или расслабиться в сауне. Кроме того заботиться не крутить Улучшенный мкВ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 14: анализ повреждения тканей в базовые основания и perfusate только perfusate и плюс PEG-CAT группы (N = 3/группа). Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение. (A) Аланинаминотрансфераза (АЛТ) (ALT) уровнях. Сравнивая ALT уровнях между базовой perfusate и базовый perfusate плюс Пегилированный каталазы (PEG-CAT) группы, существует значительно меньше ALT в базовый perfusate плюс PEG-CAT группы на 150, 180, 210 и 240 мин (p < 0,05). (B) аденозинтрифосфат уровни. Ткани аденозинтрифосфатом (АТФ) была сохранена в базу perfusate плюс PEG-CAT группы по сравнению с группой только базовый perfusate (p <0,05). (C) диальдёгида уровни. Производство тканей диальдёгида (MDA) был значительно выше в группе базовый perfusate, чем в базовой perfusate плюс PEG-CAT группе (p < 0,05). (D) глутатиона. Общая глутатиона (GSH) была сохранена в базу perfusate плюс PEG-CAT группы по сравнению с группой только базовый perfusate (p < 0,05). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 15: Анализ апоптоза в базовые основания и perfusate только perfusate и плюс PEG-CAT группы (N = 3/группа). Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение. (A) в базовый perfusate плюс PEG-CAT группы по сравнению с базовой perfusate только группа заметно снизилась активность каспазы-3/7 Activity.Caspase 3/7 (p < 0,05). (B) терминала deoxynucleotidyl трансферазы (TdT) dUTP Ник-конце маркировки (TUNEL) пятнать. Изображения были взяты с помощью 4 X флуоресцентный Микроскоп. Процент apoptotic клеток была значительно меньше в базовый perfusate плюс PEG-CAT группы по сравнению с базовой perfusate (p < 0,05). Зеленый: apoptotic клетки. Синий: ядерная. Масштаб баров = 1000 мкм. TUNEL позитивные клетки были количественно путем подсчета клеток от 4 случайных микроскопических полях. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Все авторы сообщают, что у них нет соответствующей информации.
Существует нехватка значительной донорской печени, и были расширены критерии для печени доноров. Нормотермических ex vivo печени перфузии (NEVLP) был разработан для оценки и изменения функции органа. Это исследование демонстрирует модель крыса NEVLP и проверяет способность Пегилированный каталазы, для уменьшения травмы печени сохранения.
Эта работа была поддержана низ T32AI 106704-01A1 и т. показатель удобочитаемости Flesch фонд для трансплантации, перфузии, инженерные и регенерации в университете штата Огайо.
| <сильный>перфузатсильный> | |||
| 8% альбумин | CLS Behring, King of Prussia, PA | 0053-7680-32 | |
| Williams Media | Sigma Aldrich, Сент-Луис, Миссури | W1878 | |
| Пенициллин/стрептомицин | Sigma Aldrich, Сент-Луис, Миссури | P4333 | |
| Инсулин | Eli Lilly, Индианаполис, Иллинойс | 0002-8215-91 | |
| Лаборатория гепарина | Фресниуса, Озеро Цюрих, Иллинойс | C504701 | |
| L-глутамин | Sigma Aldrich, Сент-Луис, Миссури | G3126 | |
| Гидрокортизон | Sigma Aldrich, Сент-Луис, Миссури | H0888 | |
| THAM | Hospira, | Inc,0409-1593-04||
| Полиэтиленгликоль - каталаза | Sigma Aldrich | S9549 SIGMA | |
| Средства индивидуальной защиты | |||
| Хирургическая маска | Generic | N/A | |
| Защитный халат | Generic | N/A | |
| Хирургические перчатки | Generic | N/A | |
| Liver Procurement | |||
| Sprague-Dawley Rat | Harlan Sprague Dawley Inc. | 250 -350 грамм | |
| Хирургический микроскоп | Leica | M500-N с OHS | |
| Канистры с древесным углем | Kent Scientific | SOMNO-2001-8 | |
| Изофлуран | пирамал для здравоохранения | N/A | |
| Pressure-Lok Прецизионный аналитический шприц | Валко Инструментс Ко, Инк. | SOMNO-10ML | |
| Электрохирургический аппарат | Macan | MV-7A | |
| Грелка | Braintree Scientific | HHP2 | |
| SomnoSuite Система анестезии мелких животных | Kent Scientific | SS-MVG-модуль | |
| PhysioSuite | Kent Scientific | PS-MSTAT-RT | |
| Изофлурановая камера | Kent Scientific | SOMNO-0530LG | |
| SurgiVet | Isotec | CDS 9000 Настольный | |
| кислород | Praxair | 98015 | |
| Реберные ретракторы | Kent Scientific | INS600240 | |
| GenieTouch | Kent Scientific | GenieTouch | |
| Нормальный физиологический раствор | Baxter | NDC 0338-0048-04 | |
| 4x4 Губки нетканые | Критерий | 104-2411 | |
| Стерильные ватные палочки | Henry Schein Animal Health | 1009175 | |
| U-100 27 калибра Инсулиновый шприц | Terumo | 22-272328 | |
| 5mL Шприц | BD | REF 309603 | |
| 4-0 Плетеный шелковый шовный материал | Deknatel, Inc. | 198737LP | |
| 7-0 Плетеный шелковый шовный материал | Teleflex Medical | REF 103-S | |
| 16 калибр Катетеры | BBraun Introcan Safety | 4252586-02 | |
| 14 калибр Катетеры | BBraun Introcan Safety | 4251717-02 | |
| Желчный проток канальная трубка | Altec | 01-96-1727 | |
| <сильно>Компоненты контура перфузии печени сильно> | |||
| Подогреватель водяной бани | Lauda Ecoline Staredition | E103 | |
| Программное обеспечение для сбора данных | ADInstruments | Labchart 7 | |
| Контур перфузии печени | Гарвардский аппарат | 73-2901 | |
| Мембранный оксигенатор | Mediac SPA | M03069 | |
| Роликовый насос | Ismatec | ISM827B | |
| газ (95% кислорода и 5% углекислого газа) | Praxair | 98015 | |
| Органная камера | Гарвардский аппарат | ILP-2 | |
| 1,8 мл Криогенная трубка Arcticle | США Scientific | 1418-7410 | |
| Mucasol | Sigma-Aldrich | Z637181 | |
| Микрохирургические инструменты | |||
| малые ножницы | Roboz | RS-5610 | |
| Большие ножницы | S& Щипцы T | SAA-15 | |
| - большие угловые | S&; Щипцы T | JFCL-7 | |
| - маленькие угловые | S& T | FRAS-15 RM-8 | |
| Аппликатор зажимов | ROBOZ | RS-5440 | |
| Ножницы - не микро | FST 14958-11 | 14958-11 | |
| Щипцы - прямой наконечник | S& T | FRS-15 RM8TC | |
| Большой микрохирургический зажим | Тонкие научные инструменты | 18055-01 | |
| Малый микрохирургический зажим | Тонкие научные инструменты | 18055-01 | |
| Малый микрохирургический зажим | Тонкие научные инструменты | 18055-02 | |
| Малый микрохирургический зажим | Тонкие научные инструменты | 18055-03 | |
| Маленькие зажимы для комаров | Дженерик | N/A | |
| <стронг>Пост-экспериментальный анализ активности стронг> | |||
| аланинаминотрансферазы (АЛТ) Набор для колориметрических/флуориметрических анализов | BioVision | K752 | |
| Аденозинтрифосфат (АТФ) Набор для колориметрических/флуориметрических анализов | BioVision | K354 | |
| Набор для анализа глутатиона | Cayman Chemical | 703002 | |
| Набор для анализа перекисного окисления липидов (MDA) | Abcam | ab118970 | |
| Caspase-Glo 3/7 Системы анализа | Promega | G8090 | |
| POLARstar OMEGA Считыватель микропланшетов | BMG LABTECH | N/A |