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Medicine

联体小鼠:一个详细的协议

doi: 10.3791/50556 Published: October 6, 2013

Summary

联体接合的两个生物体导致的共享循环系统的发展。在这个协议中,我们描述了手术步骤,以形成一个野生型小鼠和组成型表达GFP的小鼠之间的联体连接。

Abstract

联体是两种生物体,允许共享的血液循环的外科结合。将两个动物的皮肤促进形成微脉管系统中的炎症部位。连体合作伙伴分享他们的循环抗原,因此是免费的不良免疫反应。首先由保罗·伯特在1864年1所述,联体手术是通过提炼和本斯特迈耶于1933年,以改善动物生存2。在当前的协议中,2只小鼠手术加入以下的本斯特和迈耶技术的一种改进。动物通过肘部和膝关节后面附着在皮肤允许,防止紧张的缝合皮肤坚定支持的连接。在此,我们详细描述了连体加入一个无处不在的绿色荧光蛋白表达小鼠与野生型(WT)小鼠。手术后两周,对被分离和GFP阳性细胞可以通过流式细胞术分析来检测血液中的circulat离子的WT鼠标。血液嵌合允许一个检查从在另一种动物的循环细胞的贡献。

Introduction

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联体,手术加盟的两种生物,于1864年首次描述了保罗·伯特,以此来建立一个模型来研究共享循环系统和由两只老鼠1的皮肤和肌肉壁的加盟。联体促进微血管的形成在3发炎的部位,并有多个应用程序在生理的研究,如脑下垂体和性腺与肾脏高血压4的作用之间的荷尔蒙沟通。它得到了进一步的来探讨祖细胞的招募和整合新生血管5,造血干细胞6的迁移和淋巴细胞贩运7,以及在肿瘤转移8,9循环炎性细胞或干细胞的作用和动力学,和神经退行性疾病10。

联体谎言中的一个显著优势在该合作的动物有着共同的循环抗原,使细胞迁移和血管新生,而不会触发免疫反应。重要的是,威斯曼等人已经显示雄性和雌性小鼠之间的联体不会导致形成抗HY的抗体11。

在由Paul伯特描述的原始协议的2只动物经皮肤和肌肉壁1的连接接合在一起。此方法然而,引起显著菌株对动物和由于伤口的感染导致高死亡率。自那时以来,联体技术已经修订了几组最最主要的是在1933年2提出的本斯特和迈耶的协议。他们的方法包括加入肩胛骨关节,体腔和皮肤,允许更好的支持和痛苦少的动物。与此同时,新的方法导致了最小的术后护理和显着地降低死亡率。本文所描述的协议是本斯特和迈耶技术,是微创的,并允许更牢固接合的变形。即,将小鼠通过肘和膝盖关节以及皮肤相连。皮肤的这种连接可以防止分机,因此导致更少的痛苦和并发症。在这里,我们描述了野生型(WT)成年小鼠的组成型表达GFP的小鼠的加盟。我们发现,手术后两周我们可以达到血液嵌合体的50%证明了这种外科手术的功效,以创建一个共享的循环系统。

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Protocol

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所有的动物研究,根据加州大学洛杉矶分校的动物护理和使用委员会实验动物的护理和使用的指导方针和卫生指南的国家机构进行。下面描述的步骤的持续时间是从开始约45-60分钟来结束。

1。手术野的制备

  1. 在一个干净的动物手术室执行程序。
  2. 设备:异氟醚蒸发器,盖默牛逼泵用加热垫。
  3. 无菌工具:两弯钳,细剪刀,持针器。
  4. 无菌手套必须在整个手术过程中被使用。

2。动物的准备

  1. 将两个雄性或雌性小鼠相似的重量和大小,从相同的遗传背景,在同一个笼子和监测至少两周,以保证和谐的同居生活。雌性小鼠是首选,由于其较少攻击性的行为。
  2. 由麻醉动物使用异氟醚蒸发器。这里的小鼠在一个压力平衡密封吸气室连接到异氟烷蒸发器(4-5%V / V)。一旦麻醉诱导,所述动物在整个过程通过鼻锥连接到异氟烷(1.5-2%V / V)转移到毛皮剃须区域和维持麻醉。用棉条,以防止眼睛干涩应用眼药膏。
  3. 将动物的仰卧位。彻底剃鼠标的左侧放置在左侧和右侧的鼠标放置在右侧开始在大约1厘米以上的肘部到1厘米以下的膝盖。
  4. 在无菌条件下彻底擦拭(2-3X)与聚维酮碘浸泡过的抹布其次是酒精擦拭准备剃领域。将小鼠在加热垫覆盖无菌垫。
  5. 用于镇痛,分别管理卡洛芬和丁丙诺啡腹膜内或皮下,以10 mg / kg和0.1毫克/公斤的剂量。
  6. 将动物就在自己身边,背靠背,与djacent朝上剃领域。避免了手术区域的任何污染,涵盖的小鼠用无菌披盖仅暴露操作区域。创建一个小的悬垂性开放进行手术时留下来的无菌。我们所做的悬垂窗口大偷拍时有更好的视觉。

3。联体

  1. 用锋利的剪刀,在0.5厘米肘以上进行纵向皮肤切口到每个动物的起始的剃边一路至0.5厘米以下的膝关节( 图1)。继切口,轻轻按住皮肤与一双弯钳分离从皮下筋膜皮肤,分离筋膜与第二对创建0.5厘米免费皮肤。执行沿着整个切口这种分离。
  2. 通过附加一个动物的左侧鹰嘴的其他的权利鹰嘴开始接合。既olecranons关节和膝关节都清晰可辨如下次e皮肤切口。为了方便加入,弯曲第一个鼠标的手肘并通过鹰嘴下的不可吸收缝线3-0的针。同样,第二个弯鼠标的手肘,并通过其下的相同的缝合。由双外科结连接接头紧密。
  3. 连接膝关节按照相同的程序。
  4. 以下关节的附件,一个连续吸收5-0薇乔缝合腹侧开始从肘部朝向膝盖连接两个动物的皮肤上。为了防止皮肤破裂和分离执行周围的肘部和膝盖的区域的皮肤紧缝合关闭。一旦腹侧皮肤附件已经完成时,执行双外科结。将小鼠俯卧位,并继续背侧缝合带双外科结结束。验证缝线的连续性,并确认没有开口。
  5. 管理0.5毫升0.9%的NaCl皮下,每只小鼠以防止脱氢dration。

4。术后恢复

  1. 继续加热垫的动物,直至康复为止。
  2. 以下恢复,提供止痛药卡洛芬和丁丙诺啡。重复腹膜内或皮下给药,每24和12小时,分别为48小时,在上述(步骤2.5)中描述的相同的剂量。监测动物的痛苦和困难的症状,如颤抖,嗜睡,咀嚼尾巴,每天弓背,缺乏疏导, 了两个星期。
  3. 预防,治疗小鼠磺胺甲恶唑/甲氧苄啶口服混悬液在他们的水2瓶磺胺毫克/毫升0.4毫克修剪/ ml的10天,以防止细菌感染。
  4. 房子的每个连体对在一个干净的笼子与单片铺垫材料( 纸毛巾或吸水无菌垫),以防止铺垫材料的愿望。返回动物的床上用品填充笼的时候都能够保持胸骨斜卧与他们的头。为了尽量减少株深远的食物,而调整到连体的存在,放在笼地板上沾有食物颗粒。提供筑巢材料。在1-2周内连体小鼠有正常的走动配对手术前和后肢的能力。
  5. 血液嵌合体发生10-14天以下的手术。

5。确认和相反的步骤

  1. 两周后抽血从尾静脉各小鼠的流式细胞分析来确认血液的嵌合体( 图3)。
  2. 血液处理流式细胞术分析:稀释2-3滴血液中加入500μl10mM的EDTA中。加入500μl2%葡聚糖(PBS稀释)中,充分混匀并在37℃下30分钟。将上清液转移到新管,旋于1200 rpm离心5分钟,重悬沉淀的细胞用PBS(或其它缓冲液)用于流式细胞仪分析。
  3. 根据实验设计,连体一对可分开的吨稍后的时间点。根据我们的经验,我们一直保持着parabiosed对长达9个月,无任何并发症。
  4. 在一个无菌手术表面执行相反的步骤。麻醉小鼠通过将它们放置在一个感应腔室连接到一个异氟烷蒸发器(4-5%)和维持麻醉用1.5-2%的异氟烷​​,上述(步骤2.2)所描述的。
  5. 从周围的初始缝合的区域去除毛发和无菌制备如上所述的剃区域(步骤2.3,2.4)。
  6. 用于镇痛,管理卡洛芬和丁丙诺啡腹膜内或皮下,以10 mg / kg和0.1毫克/公斤的剂量,分别为。
  7. 覆盖手术区以上(步骤2.6)所述无菌的悬垂性。
  8. 使用锋利的剪刀,通过沿横向缝合一纵行切口分离小鼠,轻轻地取下两只老鼠之间新形成的筋膜有一对弯曲的镊子。分开的接缝,切缝线的结连接它们。剪掉沿切口皮肤达到光滑的边缘和重新连接皮肤与可吸收连续涂5-0薇乔缝合。
  9. 为了防止脱水,管理将0.5ml 0.9%的NaCl皮下,每只小鼠。继续加热垫的动物,直至康复为止。
  10. 恢复后,重复镇痛药,卡洛芬(10毫克/千克),每24小时和丁丙诺啡(0.1毫克/千克),每12小时48小时。
  11. 为防止细菌感染治疗小鼠磺胺甲恶唑/甲氧苄啶口服混悬液(2磺胺毫克/毫升0.4毫克修剪/毫升)在他们的水瓶10天。

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Representative Results

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的两个生物体联体的预期结果是每只动物的循环系统的一个共同的血液循环( 图2)的相等的贡献。人们可以很容易验证parabiosed WT和GFP阳性小鼠经流式细胞仪分析血液的成功平衡。这里,从两个parabionts的尾部,得到在2周时,手术后静脉采血并进行分级分离为外周血细胞(排除红细胞)。分级分离的造血来源的细胞级分,随后用流式细胞仪对GFP阳性和WT细胞的存在进行分析。与以前的研究中,血液从WT小鼠显示嵌合体的存在下,由约一半的GFP阳性和半WT血细胞(53%野生型细胞和47%的GFP细胞)( 图3)所指示的。

图1
图1。 ParabioSIS手术:切口位点麻醉动物的横向侧面被剃光并纵向皮肤切口是从0.5厘米肘以上进行(钟爱区)到0.5厘米以下的膝关节。

图2
图2。该联体方法的示意图。A)计划参加一个WT鼠标(左)到GFP阳性小鼠(右)B)约2周后手术附加装置,新的微血管形成于其中的两只老鼠连接允许加入的位置的血液循环。

图3
图3。连体伙伴的血细胞嵌合,流量从野生连体伙伴两周内外科结合收集的血液样本流式细胞仪分析。

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Discussion

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这里讨论的联体的方法呈现在低死亡率最小的技术难点和结果。膝关节和肘关节的附件是一个显著改善本斯特和迈耶技术。但是,该过程仍侵入从而维持无菌条件下整个手术是势在必行。以进一步防止外科手术部位的感染,这是很重要的parabiosed动物接受抗生素的组合,进行定期监测。为确保坚定的支持,防止疼痛,连接肘部和膝盖缝合应围绕关节,而不是通过组织。

作为替代异氟醚吸入麻醉可以诱发与使用腹腔注射氯胺酮/赛拉嗪或批准机构委员会其他麻醉药的。使用异氟醚的优势是,它可以迅速诱导麻醉和显著降低第recovery时间。此外,麻醉的程度,可以精确地控制。

联体,它可实现两种动物的循环系统将其混合和平衡,是一个强大的实验过程的生理研究。它提出了几个优点等常用技术,如骨髓移植或细胞注射。细胞递送的程序,在时间,提供一个短窗口来检查移植细胞的效果。另外,免疫抑制增加了感染和随后的发病率和死亡率的风险。然而,随着联体1也能保持嵌合循环的时间和研究长期循环独立其原籍因子(细胞,细胞因子 )。该系统可以被用来确定在伤口愈合,肿瘤形成,老化,再生和炎症反应,在许多其他的循环细胞的作用。

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Disclosures

该作者有没有竞争的财务权益。

Acknowledgments

作者要感谢阿德里恩莫斯利和Libuse耶扎贝克(斯坦福大学),用于与手术技术援助。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Isoflurane-Phoenix Clipper NDC 57319-559-06
Posi-Seal Induction Chamber Molecular Imaging Products AS-01-0530-SM
Portable Anesthesia System Molecular Imaging Products AS-01-0007
Gaymer T Pump Gaymar Industries, Inc TP650
Warming Blanket (Heating pad) Kent Scientific Corp TP-22G
Curved forceps Roboz RS-5101
Scissors Fine Science Tools (FST) FST 14063-09
Needle holder FST FST 12501-13
Electrical shaver Oster Golden A5

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References

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Kamran, P., Sereti, K. I., Zhao, P., Ali, S. R., Weissman, I. L., Ardehali, R. Parabiosis in Mice: A Detailed Protocol. J. Vis. Exp. (80), e50556, doi:10.3791/50556 (2013).More

Kamran, P., Sereti, K. I., Zhao, P., Ali, S. R., Weissman, I. L., Ardehali, R. Parabiosis in Mice: A Detailed Protocol. J. Vis. Exp. (80), e50556, doi:10.3791/50556 (2013).

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