Мышь Модель аллоиммунная-индуцированной сосудистой неприятие и трансплантации атеросклероз
Summary
We describe a protocol for aortic interposition grafting in mice. The goal of the protocol is to provide a model with which to study pathological processes and therapeutic strategies relevant to alloimmune reactions in arteries and the resultant arterial changes that contribute to organ transplant failure.
Abstract
Vascular rejection that leads to transplant arteriosclerosis (TA) is the leading representation of chronic heart transplant failure. In TA, the immune system of the recipient causes damage of the arterial wall and dysfunction of endothelial cells and smooth muscle cells. This triggers a pathological repair response that is characterized by intimal thickening and luminal occlusion. Understanding the mechanisms by which the immune system causes vasculature rejection and TA may inform the development of novel ways to manage graft failure. Here, we describe a mouse aortic interposition model that can be used to study the pathogenic mechanisms of vascular rejection and TA. The model involves grafting of an aortic segment from a donor animal into an allogeneic recipient. Rejection of the artery segment involves alloimmune reactions and results in arterial changes that resemble vascular rejection. The basic technical approach we describe can be used with different mouse strains and targeted interventions to answer specific questions related to vascular rejection and TA.
Introduction
За последние 30 с лишним лет, прогресс в иммуносупрессивных препаратов уменьшились отторжения трансплантата вследствие острого отторжения, но хроническое отторжение остается главной задачей. Основным проявлением хронического отторжения трансплантата сердце пересадки атеросклероз (ТА) 1,2. Это условие характеризуется гиперплазией интимы и вазомоторного дисфункции аллотрансплантата артерий и развивается в результате иммунологической нацеливания эндотелиальных и гладкомышечных клетках получателем иммунной системы. Таргетинга привитого сосудистой связи с признанием иностранных пептидов главного комплекса гистосовместимости (МНС) подсвечивается развития ТА исключительно в привитых артерий, щадя хозяев сосуды 3. В соответствии с этим является наблюдение, что ТА не происходит экспериментально, когда получатель является генетически идентичны донору или когда получатель не имеет Т- и В-клетки 4. Иммунная опосредованной сосудистой травмы и dysfunctioп приводит к развитию утолщением интимы и фиброза, а также аномальным накоплением липидов и белков ЕСМ в TA 5. Утолщение интимы, как правило, быть концентрическими по всей артериального дерева 4-6. Потери трансплантата и смерть обычно происходит в результате прогрессирующей ишемии вследствие окклюзии просвета артерии аллотрансплантата 4.
В 1991 году Mennander др. 7 впервые аорты модель вмешательство на крысах модели TA. Несколько групп впоследствии адаптированы эту процедуру для использования в мышах. В этой модели, аллотрансплантатов аортального сегменты развиваются повреждения, которые имеют особенности, сопоставимые с ТА наблюдается в клинических трансплантаций. Это включает в себя утолщение интимы, характеризующийся накоплением гладких мышечных клеток, как и лейкоцитов получателей 7. За последние 2 десятилетия эта модель была использована для создания важное понимание механизмов повреждения сосудов, неприятия и ТП. Это может быть намиред изучить вопросы, связанные с иммунной и сосудистых реакций в ходе артериальной патологии. Выбор антигена несоответствия воздействий способность должным образом решать эти вопросы.
Трансплантация по полной МНС барьеров позволяет комплексную оценку иммунного ответа, что, как известно, участвует в отторжение трансплантата. Это включает в себя прямое признание клеток CD4 и CD8 T и адресности иностранных пептид-MHC, представленный привитых клеток, полученных, косвенные CD4 (и, возможно, CD8) Т признание клеток и адресности привитых полученных аллоантигенам представленных получателя антиген-представляющих клеток, и антитело опосредованной признание аллоантигенам на поверхности клеток сосудистых 8. Тем не менее, сосудистый ответ на повреждение в полных МНС-несогласованных экспериментов может быть различным, чем это наблюдалось клинически. Джонсон и др. 9, показал, что в аорты разъединению трансплантатов, пересаженных через полное несоответствие МНС барьер, большинство изв неоинтимальная клетки реципиента происхождения, а не донорской происхождения. Это отличается от, что наблюдается в человеческих трансплантатов, где большинство внутреннюю оболочку клетки гладких мышц, донорской происхождения 9,10. Для учета этого ограничения, альтернативные экспериментальные модели, которые включают прививки по незначительных несоответствий антиген гистосовместимости были разработаны, которые вызывают сосудистые реакции, которые больше напоминают те, наблюдается в клинической трансплантации 11. В то время как эти альтернативные модели позволяют важных выводов, который можно сделать о сосудистых реакций, которые приводят в развитие ТА, иммунологических процессов, которые вызывают сосудистый отказ в Малой антиген гистосовместимости несогласованных трансплантатов не полностью заново капитулировать тех, которые происходят в клинических условиях. Например, незначительные антигены гистосовместимости признаются плохо от привитых реактивных антител 12. Учитывая вышеизложенные соображения, важно рассмотреть патологический questiна изучаются при выборе типа антигена несоответствия, используемого в модели аорты разъединения. Здесь мы опишем подробный протокол для мыши аорты разъединительных прививки. Мы описываем вмешательство прививки между полными MHC-несогласованных мышей, но тот же протокол используется для прививки через другие антиген несогласованных линиях мышей.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мы описали протокол для аорты промежуточным прививки у мышей, что является полезным для изучения иммунной опосредованного сосудистой неприятие и TA. Эта модель может быть использована для расследования причин ТА, а также развитие новых терапевтических стратегий. Он был использован в п…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана грантами от Канадского института исследований в области здравоохранения и сердца и инсульта Фонда до н.э. и Юкон (СКК).
Materials
| Name | Company | Catalogue | Comments |
| C57BL/6J (H-2b) | Jackson Laboratories, Bar Harbour ME | Strain# 000664 | |
| Balb/cBYJ | Jackson Laboratories, Bar Harbour ME | Strain# 001026 | |
| Ketamine Hydrochloride Injection USP 100 mg/ mL | Ketalean | DIN 00612316 | |
| Xylazine Injection 20 mg/mL | Rompum | DIN 02169592 | |
| Ketoprofen Injection 100 mg/mL | Anafen | DIN 01938126 | |
| Butorphanol Tartrate injection 10 mg/mL | Torbugesic | DIN 008450000 | |
| Buprenorphine Injection 0.3 mg/mL | Reckitt Benckiser | B.N. 5241 | |
| Atipamezole hydrochloride sterile injectable solution | Antisedan | DIN 02237744 | |
| Heparin Sodium Injection, USP, 1000 units/mL | McKesson Distribution | DIN 02264315 | |
| Tears naturale ophthalmic ointment | Alcon | DIN 02082519 | |
| Stereomicroscope | Leica | M80 | |
| 0.9% Sodium Chloride, sterile | Baxter Corporation | ||
| Lactated Ringer’s solution, sterile | Baxter Corporation | ||
| 0.9% Sodium Chloride Injection, sterile, 10 mL | Baxter Corporation | ||
| Alcohol Prep Pads | Loris | ||
| Povidone Iodine | Betadine | ||
| Chlorohexidine Gluconate 4% w/v | Germi-Stat | ||
| Black Polyamide Monofilament | AROSurgical Instruments | T4A10Q07 | |
| Suture, 10-0 suture, 70 microns | Corporation | ||
| Blue monofilament suture 5-0, P3 needle | Ethicon | 8698G | |
| 1 ml Syringe | BD | REF 309659 | |
| 10 ml Syringe | BD | REF 309604 | |
| 1cc TB insulin syringe with 28G 1/2 | BD | REF 309309 | |
| 25G 7/8, hypodermic needle | BD | REF 305124 | |
| 27G 1/2, hypodermic needle | BD | REF 305109 | |
| Colibri Retractor- 1.5cm spread 4cm | Fine Science Tools | 17000-04 | |
| S&T CAF-4 Clip applying forceps, without lock | Fine Science Tools | 00072-14 | |
| Supergrip forceps, S&T | Fine Science Tools | 00632-11 | |
| Medical No.5 forceps | Fine Science Tools | 11253-20 | |
| Lexer Baby Scissors | Fine Science Tools | 14078-10 | |
| Micro Adson forceps serrated | Fine Science Tools | 11018-12 | |
| Vannas-Tubingen microscissors | Fine Science Tools | 15003-08 | |
| Micro clamps, b-1; 3.5mm x 1mm; 7mm length | Fine Science Tools | 00396-01 | |
| Graefe-forceps, 10cm 1×2 teeth | Fine Science Tools | 11054-10 | |
| Castroviejo with lock and tungsten jaws | Fine Science Tools | 12565-14 | |
| Hot glass bead sterilizer | Inotech 250 | IS-250 – Steri-250 | |
| Non-woven gauzes | Progene | ||
| Cotton Tipped Applicators | Puritan | ||
| Beard Trimmer | Wahl | ||
| Heating pad | Sunbeam |
References
- Billingham, M. E. Graft coronary disease: the lesions and the patients. Transplant Proc. 21, 3665-3666 (1989).
- Foegh, M. L. Chronic rejection–graft arteriosclerosis. Transplant Proc. 22, 119-122 (1990).
- Libby, P., Pober, J. S. Chronic rejection. Immunity. 14, 387-397 (2001).
- Tellides, G., Pober, J. S. Interferon-gamma axis in graft arteriosclerosis. Circulation research. 100, 622-632 (2007).
- Johnson, D. E., Gao, S. Z., Schroeder, J. S., DeCampli, W. M., Billingham, M. E. The spectrum of coronary artery pathologic findings in human cardiac allografts. The Journal of heart transplantation. 8, 349-359 (1989).
- Gao, S. Z., Alderman, E. L., Schroeder, J. S., Silverman, J. F., Hunt, S. A. Accelerated coronary vascular disease in the heart transplant patient: coronary arteriographic findings. Journal of the American College of Cardiology. 12, 334-340 (1988).
- Mennander, A., et al. Chronic rejection in rat aortic allografts. An experimental model for transplant arteriosclerosis. Arterioscler Thromb. 11, 671-680 (1991).
- Choy, J. C. Granzymes and perforin in solid organ transplant rejection. Cell Death Differ. 17, 567-576 (2010).
- Johnson, P., Carpenter, M., Hirsch, G., Lee, T. Recipient cells form the intimal proliferative lesion in the rat aortic model of allograft arteriosclerosis. Am J Transplant. 2, 207-214 (2002).
- Minami, E., Laflamme, M. A., Saffitz, J. E., Murry, C. E. Extracardiac progenitor cells repopulate most major cell types in the transplanted human heart. Circulation. 112, 2951-2958 (2005).
- Yu, L., et al. AIP1 prevents graft arteriosclerosis by inhibiting interferon-gamma-dependent smooth muscle cell proliferation and intimal expansion. Circ Res. 109, 418-427 (2011).
- Miller, C., DeWitt, C. W. Cellular and humoral responses to major and minor histocompatibility antigens. Transplant Proc. 5, 303-305 (1973).
- Tsutsui, H., et al. Lumen loss in transplant coronary artery disease is a biphasic process involving early intimal thickening and late constrictive remodeling: results from a 5-year serial intravascular ultrasound study. Circulation. 104, 653-657 (2001).
- Rossum, A., Enns, W., Shi, P., MacEwan, G. E., Choy, J. C. Bim regulates allogeneic immune responses and transplant arteriosclerosis through effects on T cell activation and death. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 34, 1290-1297 (2014).
- Ho, M. K., Springer, T. A. Tissue distribution, structural characterization, and biosynthesis of Mac-3, a macrophage surface glycoprotein exhibiting molecular weight heterogeneity. J Biol Chem. 258, 636-642 (1983).
- Inoue, T., Plieth, D., Venkov, C. D., Xu, C., Neilson, E. G. Antibodies against macrophages that overlap in specificity with fibroblasts. Kidney international. 67, 2488-2493 (2005).
- Shi, C., et al. Immunologic basis of transplant-associated arteriosclerosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 93, 4051-4056 (1996).
- Skaro, A. I., et al. CD8+ T cells mediate aortic allograft vasculopathy by direct killing and an interferon-gamma-dependent indirect pathway. Cardiovasc Res. 65, 283-291 (2005).
- Tellides, G., et al. Interferon-gamma elicits arteriosclerosis in the absence of leukocytes. Nature. 403, 207-211 (2000).
- Wang, Y., et al. Interferon-gamma induces human vascular smooth muscle cell proliferation and intimal expansion by phosphatidylinositol 3-kinase dependent mammalian target of rapamycin raptor complex 1 activation. Circ Res. 101, 560-569 (2007).
- Soulez, M., et al. The perlecan fragment LG3 is a novel regulator of obliterative remodeling associated with allograft vascular rejection. Circ Res. 110, 94-104 (2012).
- Choy, J. C., Kerjner, A., Wong, B. W., McManus, B. M., Granville, D. J. Perforin mediates endothelial cell death and resultant transplant vascular disease in cardiac allografts. Am J Pathol. 165, 127-133 (2004).
- Choy, J. C., et al. Granzyme B induces endothelial cell apoptosis and contributes to the development of transplant vascular disease. Am J Transplant. 5, 494-499 (2005).
- Reis, E. D., et al. Dramatic remodeling of advanced atherosclerotic plaques of the apolipoprotein E-deficient mouse in a novel transplantation model. Journal of vascular surgery. 34, 541-547 (2001).
- Potteaux, S., et al. Suppressed monocyte recruitment drives macrophage removal from atherosclerotic plaques of Apoe-/- mice during disease regression. J Clin Invest. 121, 2025-2036 (2011).
