Стандартизированная мышиная модель с трёхчеловекным рабочим процессом для изучения острого клеточного и антитело-опосредованного отторжения в ксенотрансплантации
20 марта 2026 г.
В этом исследовании установлены две стандартизированные модели ксенотрансплантации мышей для конкретного воспроизведения острого клеточного отторжения и острого отторжения, опосредованного антителами. Эти модели служат надёжной платформой для изучения механизмов иммунного отторжения ксенотрансплантата, оценки иммуносупрессивных стратегий и продвижения доклинических исследований ксенотрансплантации.
Наше исследование сосредоточено на стандартизированных моделях ксенотрансплантации на мелких животных для изучения механизмов острого клеточного и антитело-опосредованного отторжения. Существующие модели часто характеризуются зависимостью от навыков оператора и сложностью процедур на легких. Данный протокол предлагает быстрый, стандартизированный и воспроизводимый рабочий процесс.
На этом рисунке представлена стандартизированная рабочая схема для трех человек при выполнении ксенотрансплантации у мышей, при которой операторы одновременно проводят подготовку реципиента, забор сердца донора и анастомоз сердца донора. Для начала возьмите новорожденных крыс линии sprayed dolly в возрасте от 10 до 12 дней и мышей линий C57 Black six или BALB/c в возрасте от семи до восьми недель. Содержите всех крыс-доноров и мышей-реципиентов в условиях, свободных от специфических патогенов.
С помощью ватных тампонов, смоченных в повидон-йоде, продезинфицируйте торакоабдоминальную область анестезированной крысы. Разрежьте брюшную стенку ножницами. Затем с помощью ватного тампона аккуратно отодвиньте кишечник в сторону, чтобы открыть доступ к нижней полой вене.
С помощью инсулинового шприца введите от 0,2 до 0,5 миллилитров гепаринизированного физиологического раствора в нижнюю полую вену. Осторожно прижмите место инъекции ватным тампоном, чтобы предотвратить кровотечение. Разрежьте диафрагму.
Произведите двусторонний разрез грудной стенки и раздвиньте ее, чтобы полностью обнажить сердце. Затем удалите тимус и пересеките верхнюю полую вену для снижения давления. Введите 1 mL раствора Висконсинского университета в аорту для индукции остановки сердца.
Продолжайте перфузию до тех пор, пока сердце не сменит красный цвет на бледный. Положите на сердце марлевую салфетку, смоченную в ледяном физиологическом растворе, чтобы снизить его температуру и предотвратить дегидратацию. Перевяжите верхнюю и нижнюю полые вены шелковой нитью 8.0.
Перережьте оба сосуда. Затем пересеките аорту на уровне дуги аорты. Перережьте легочную артерию в месте ее бифуркации.
Перевяжите все легочные вены шелковой нитью 8-O. Затем извлеките сердце донора. Поместите эксплантированное сердце в ледяной физиологический раствор для временного сохранения.
С помощью депиляционного крема удалите волосы с области шеи анестезированной мыши-реципиента. Продезинфицируйте кожу, попеременно обрабатывая ее повидон-йодом и спиртом по три раза. С помощью хирургического лезвия сделайте продольный разрез длиной два сантиметра примерно в одном сантиметре справа от средней линии шеи.
Выполните тупую диссекцию, чтобы удалить подкожный жир и мышечные слои. Удалите подчелюстную слюнную железу. После обнажения наружной яремной вены используйте электрокоагулятор, установленный в режим слабой коагуляции, для индивидуального прижигания ее ветвей.
Наложите две шелковые лигатуры 8.0 вблизи дистального конца вены для её перевязки. Затем с помощью микрохирургических ножниц пересеките наружную яремную вену между двумя лигатурами. Вставьте наружную яремную вену в венозную манжету и сдвиньте манжету к основанию вены.
Затем зафиксируйте её сосудистым зажимом. С помощью микрохирургических ножниц удалите лигатуры. После этого промойте вену гепаринизированным физиологическим раствором для удаления остатков крови.
С помощью микрохирургического пинцета выверните наружную яремную вену поверх манжеты и зафиксируйте ее шелковой нитью 8.0. Выполните тупую диссекцию позади грудино-ключично-сосцевидной мышцы, чтобы найти каротидный влагалищ (оболочку сонного пучка). Вскройте каротидный влагалищ.
Осторожно отделите общую сонную артерию от внутренней яремной вены и блуждающего нерва. Затем перевяжите и пересеките сонную артерию. После этого вставьте нижний конец пересеченной артерии в артериальную манжету.
Выверните артерию поверх манжеты и зафиксируйте её на месте. Наденьте донорскую аорту на артериальную манжету сонной артерии реципиента. Зафиксируйте её шелковой лигатурой 8.0.
Завяжите свободный узел петлей вокруг донорской легочной артерии. Наложите легочную артерию на венозную манжету внешней яремной вены реципиента. Затем зафиксируйте ее шелковой лигатурой.
Снимите сосудистые зажимы с сонной артерии и наружной яремной вены реципиента, чтобы восстановить кровоток. Обратите внимание, что донорское сердце возобновляет сильные сокращения и быстро приобретает красный цвет в течение 10 секунд. Как только ритм донорского сердца стабилизируется, скорректируйте его положение.
С помощью шовного материала 4.0 зашейте разрез кожи на шее. Дезинфицируйте область хирургического вмешательства повидон-йодом. Поместите мышь на теплую мягкую подстилку с температурой 37–38 °C для поддержания температуры тела.
Наблюдайте за мышью до восстановления сознания. После полного пробуждения поместите мышь в индивидуальную клетку с обеспечением достаточного доступа к корму и воде. Медианное время выживания трансплантата у реципиентов BALB/c составило четыре дня.
В то время как у реципиентов C57 Black 6 этот период был значительно продлен до 6,5 дней. В группе SD-to-BALB/c окрашивание гематоксилином и эозином выявило тяжелое разрушение миокарда с обширной экстравазацией эритроцитов. В группе SD-to-C57 Black 6 окрашивание гематоксилином и эозином показало повреждение миокарда, характеризующееся преимущественно воспалительными инфильтратами.
В группе SD-to-BALB/c иммунофлуоресцентное окрашивание показало минимальную инфильтрацию CD3-положительными Т-клетками, минимальную инфильтрацию CD68-положительными макрофагами и интенсивное распространенное отложение C4D. В группе SD-to-C57 Black 6 иммунофлуоресцентное окрашивание выявило выраженную инфильтрацию CD3-положительными Т-клетками, умеренное присутствие CD68-положительных макрофагов и умеренное отложение C4D. Средний показатель успеха составил 93.3% в группе из трех человек по сравнению с 86.7% в группе из одного человека.
Основная проблема заключается в корреляции команд, отработке навыков, циклизации и обеспечении стабильности и формирования современного основания. В будущих исследованиях данную стандартизированную модель можно использовать для изучения иммуномеханизмов ксенотрансплантатов и оценки стандартных иммуносупрессивных или индуцирующих толерантность интервалов.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлено описание разработки двух стандартизированных моделей ксенотрансплантации на мышах, предназначенных для имитации острого клеточного отторжения (ACR) и острого антитело-опосредованного отторжения (AMR). Эти модели позволяют преодолеть ограничения исследований на крупных животных, предоставляя воспроизводимую, эффективную и практичную платформу для изучения механизмов иммунного отторжения и тестирования иммуносупрессивной терапии в рамках исследований по ксенотрансплантации.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Иммунология
- Биология трансплантации
- Доклинические животные модели
Теоретические основы
- Острое отторжение является основным препятствием при клинической ксенотрансплантации.
- Острое клеточное отторжение (ОКО) и острое антитело-опосредованное отторжение (ОАО) являются первичными иммунными ответами, приводящими к раннему отказу трансплантата.
- Модели на крупных животных позволяют получить важные данные, однако их использование ограничено стоимостью, этическими соображениями и вариабельностью.
- Модели на мелких животных представляют собой практичную и воспроизводимую альтернативу для изучения механизмов процесса.
Цель исследования
- Разработка мышиных моделей, специфически воспроизводящих ACR и AMR при ксенотрансплантации.
- Создание воспроизводимого и эффективного рабочего процесса для генерации моделей.
- Создание надежной платформы для изучения иммунного отторжения и тестирования методов терапии.
Используемые методы
- Разработка двух моделей ксенотрансплантации на мышах для изучения ACR и AMR.
- Внедрение структурированного хирургического протокола с участием трех человек.
- Использование конвейерного рабочего процесса для минимизации вариабельности действий операторов.
- Стандартизация для обеспечения высокой эффективности и качества при создании моделей.
Основные результаты
- Модели успешно воспроизводят ключевые иммунопатологические особенности клинического отторжения ксенотрансплантатов.
- Благодаря структурированному рабочему процессу были достигнуты высокая воспроизводимость и эффективность.
- Модели представляют собой надежную платформу для изучения механизмов развития процессов и оценки терапевтического воздействия.
- Они способствуют исследованию стратегий направленной иммуносупрессии.
Выводы
- Стандартизированные мышиные модели позволяют преодолеть ограничения исследований на крупных животных.
- Они ускоряют доклиническую разработку методов ксенотрансплантации.
- Данные модели представляют большую ценность для углубления понимания механизмов иммунного отторжения.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Острое отторжение остается критическим препятствием в ксенотрансплантации, затрудняя трансляционный прогресс и развитие портфеля разработок. Стандартизированные мышиные модели острого клеточного и антитело-опосредованного отторжения обеспечивают воспроизводимую и масштабируемую платформу для минимизации механистических рисков и оценки стратегий иммуносупрессии. Данный подход, основанный на четком рабочем процессе, позволяет с высокой степенью достоверности проводить валидацию мишеней и ускоряет принятие решений на доклиническом этапе в области исследований и разработок (R&D) по трансплантации.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках&D
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет исследовать пути иммунного отторжения в контролируемой и воспроизводимой системе.
- Обеспечивает функциональную валидацию иммунологических мишеней, участвующих в отторжении трансплантата.
- Способствует механистическому снижению рисков путем моделирования как клеточного, так и антителозависимого отторжения.
- Предоставляет платформу для отбора иммуномодулирующих кандидатов на основе их биологической значимости.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает получение стандартизированных, не зависящих от оператора моделей для последовательной разработки анализа.
- Позволяет проводить количественную оценку иммунных ответов и терапевтических вмешательств.
- Обеспечивает воспроизводимый скрининг иммуносупрессивных агентов в масштабируемом формате.
- Повышает готовность анализа к последующей оценке и оптимизации соединений.
Трансляционные и доклинические исследования
- Приводит доклинические модели в соответствие с клиническими иммунопатологическими признаками отторжения ксенотрансплантата.
- Обеспечивает продвижение стратегий иммуносупрессии к клиническому внедрению с учетом оценки рисков.
- Обеспечивает непрерывность процесса от выявления механизмов до доклинической валидации в исследованиях в области трансплантации.
- Способствует идентификации и валидации биомаркеров для трансляционных исследований.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Эта стандартизированная мышиная модель связывает этапы раннего поиска, идентификации перспективных соединений и доклинической валидации в исследованиях ксенотрансплантации.
- Открытия в биологии: Способствует проверке гипотез и уточнению путей реализации механизмов иммунного отторжения.
- Скрининг: Обеспечивает воспроизводимые количественные результаты для оценки иммуносупрессивной эффективности.
- Аналитика: Позволяет измерять конечные точки отторжения и проводить статистическое сравнение между экспериментальными группами.
- Трансляционные исследования: Обеспечивает релевантное моделирование заболевания для преклинической преемственности и согласования биомаркеров.
- Повторное использование в масштабах предприятия: Создание многоразовой стандартизированной платформы для проведения постоянных трансплантаций R&D-инициативы.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность в исследованиях иммунного отторжения.
- Операционная ценность: улучшает воспроизводимость, стандартизацию и пропускную способность за счет структурированного рабочего процесса.
- Стратегическая ценность: оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и распределение капитала путем обеспечения надежной доклинической оценки.
- Влияние на портфель: способствует приоритизации с учетом рисков и продвижению кандидатов в иммунодепрессанты.
Особенности реализации
- Требуется опыт в проведении хирургических манипуляций на мышах и иммунологическом анализе.
- Необходим доступ к стандартизированному оборудованию и аналитической инфраструктуре.
- Рекомендуется стандартизация протокола между группами исследователей для минимизации вариабельности результатов, зависящих от оператора.
- Метод адаптируем к различным иммунологическим мишеням и терапевтическим модальностям в рамках исследований по трансплантации.
- Применение ограничено доклиническими, механистическими исследованиями и скринингом в соответствии с областью применения данной модели.
