Murin hornhindetransplantation: en model til at studere den mest almindelige form for organtransplantation

Summary

Mice have been used as a model for studying many forms of transplantation, including corneal transplantation. We describe in this report a murine model for both acute and late-term corneal transplantation.

Abstract

Corneal transplantation is the most common form of organ transplantation in the United States with between 45,000 and 55,000 procedures performed each year. While several animal models exist for this procedure and mice are the species that is most commonly used. The reasons for using mice are the relative cost of using this species, the existence of many genetically defined strains that allow for the study of immune responses, and the existence of an extensive array of reagents that can be used to further define responses in this species. This model has been used to define factors in the cornea that are responsible for the relative immune privilege status of this tissue that enables corneal allografts to survive acute rejection in the absence of immunosuppressive therapy. It has also been used to define those factors that are most important in rejection of such allografts. Consequently, much of what we know concerning mechanisms of both corneal allograft acceptance and rejection are due to studies using a murine model of corneal transplantation. In addition to describing a model for acute corneal allograft rejection, we also present for the first time a model of late-term corneal allograft rejection.

Introduction

Hornhindetransplantation er en af ​​de mest vellykkede og almindelige typer af transplantation udføres i mennesker. Hvorfor denne operation udføres, er et resultat af skade, infektionssygdomme ^1, eller andre former for ikke-infektiøs corneasygdom ^2. Tal fra Eye Bank Association of America viser, at over 46.000 blev udført i 2011 (se hjemmeside på: restoresight.org/eye_banks/eye_banks.html). En indikation af dens succes er at et år fejlrater for allogene hornhinde podninger spænder fra 10 til 15%, og efter 5 år succesen er over 70% ^3-8. Så mange undersøgelser har vist, er succes hornhinde allotransplantater direkte relateret til det faktum, at øjet er et immunologisk privilegeret sted. Faktorer, der er ansvarlige for hornhinder status som en immun privilegium websted omfatter manglen på både blod- og lymfekar i hornhinden, en relativ mangel af antigen-præsenterende celler, faktorer produceret af hornhinden at suppress immuneffektorceller funtions ^9-15, lav ekspression af MHC antigener ^16, og ekspressionen af FasL ^17-20.

Men på trods af disse faktorer, som disponerer disse podninger for succes, må de gennemgå afvisning ^3-7. Derfor forstå de mekanismer, der medierer denne afvisning samt teste de forskellige behandlingsformer til at forhindre afstødning er af afgørende betydning. Med henblik herpå vi beskriver her en murin model for hornhinde-transplantation, der har været i brug i over 20 år til at undersøge corneal transplantation i et kontrolleret eksperimentelle miljø. Da transplantationscentre reaktioner involverer mange forskellige faktorer, der arbejder i koncert, der vil endelige afgøre, om det transplanterede væv svigter eller lykkes, er det ikke muligt at forstå betydningen af disse faktorer i en in vitro model. Derfor er undersøgelser med anvendelse af levende dyr for at afgøre, hvilke faktorer er vigtige for enten succes eller failure af transplanteret væv.

Mens andre dyrearter er blevet anvendt til at studere hornhindetransplantation den murine model har flere fordele i forhold til anvendelse af andre arter. Den første er, at der findes mange stammer af mus, der udtrykker bestemte transgener eller er blevet gen-målrettede at mangle ekspression af specifikke immunologiske faktorer, hvis funktion i transplantation bedre kan undersøges. Derudover er der mange reagenser (både rekombinante faktorer og antistoffer, der neutraliserer faktorer), der er specifikke for mus, og som ikke findes for mange andre arter af dyr. På grund af eksistensen af disse faktorer, er denne model blevet brugt i udstrakt grad at identificere relevante faktorer involveret i akutte hornhinde allogen svar ^{15, 17,18,20 -29.} Desuden er mange af de faktorer, der er involveret i hornhinde transplantation også kendt for at være funktionelle i transplantation af andre væv.

Protocol

BEMÆRK: Alle dyr, der anvendes i denne procedure behandles i overensstemmelse med Foreningen for Forskning i Vision og Oftalmologi redegørelse for brugen af ​​dyr i Ophthalmic og Vision Research samt de retningslinjer, der er fastsat af dyret tilsynsudvalg ved Saint Louis University. BEMÆRK: Alle kirurgiske instrumenter og opløsninger steriliseres forud for operation for at begrænse mikrobiel infektion i øjet. Det skal bemærkes, at mens dyrene gøre oplever nogen smerte fra denne procedure, vi ikke bes…

Representative Results

Den murine model af hornhindetransplantation har været anvendt i over 20 år med held karakterisere mekanismer både hornhinde allograftafstødning 19-23 og hornhinden allograft accept 13, 15,16,18, 24-27. Denne model blev brugt til at fastslå betydningen af FasL ekspression i hornhinde allograft accept, i, at dyr, der mangler FasL ikke var i stand til at acceptere hornhinde allografter 15. Det er også blevet anvendt til at påvise, at vaskulær endotel vækstfaktor receptor 1 morphol…

Discussion

Den murine model af hornhinde transplantation beskrevet her giver investigator for at studere menneskets hornhinde allograftafstødning i en model, der er prædiktive for, hvilke faktorer der bedst forbundet med både afvisning ^{15,17,18,20, 26-30} og accept ^21-25 af hornhinde allografter. I modsætning til den menneskelige hornhinde transplantation, hvor patienterne får enten topisk eller systemisk steroidbehandling til enten at behandle eller forhindre afstødning ^31, er denne model anv…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Zeiss Surgical Microscope	Zeiss	Rebuilt
1 mL Syringe	BD	305122
3 mL Syringe	BD	309657
10 mL Syringe	BD	309602
Vannus Scissors	Stortz	E-3387
11-0 Sutures	Alcon	717939M
Trephine 2.0mm	Katena	K 2-7520
Trephine 1.5 mm	Katena	K 2-7510
Tricaine Hydrochloride 0.5%	Alcon	NDC 0065-0741-12
Healon	Abbott	Healon OVD
Forceps	FST	11251-20
7-0 Sutures	Alcon	8065
2.5% Phenylephrine HCl	Alcon	NDC 61314-342-02
1% Tropicamide	Bausch & Lomb	NDC-24208-585-59
Hamilton Syringe	Hamilton	7654-01
33 gauge needle	Hamilton	90033
Cell Strainer (100 μm nylon)	BD Falcon	352360
Hemocytometer	Cardinal Health	B3175
Trypan Blue	Sigma	T8154