Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Intraportal Transplantation der Bauchspeicheldrüse Inselchen im Mausmodell

Published: May 5, 2018 doi: 10.3791/57559

Summary

Pankreatischen inselversetzung ist eine Möglichkeit, Normoglycemia bei Diabetes Typ 1 zu erreichen. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Transplantation-Technik durch die intraportal Route weiterhin normale Blutzuckerwerte bei diabetischen Mäusen.

Abstract

Pankreatischen inselversetzung Hyperglykämie zu reduzieren ist sehr erfolgreich bei Nagetieren mit chemisch induzierte Diabetes. Die häufigste Lokalisation der Transplantation in experimentellen inselversetzung ist die Niere-Kapsel. Jedoch da weniger über das Zusammenspiel von pankreatischen kleinen Inseln mit Blut Bestandteile bekannt ist, ist es auch sinnvoll, die Pfortader Ansatz in experimentellen inselversetzung nutzen.

Dieses Protokoll zeigt eine intraportal Islet Transplantation Technik in NMRI nackte Mäuse. Streptozocin (180 mg/kg) ist intraperitoneal injiziert, um Hyperglykämie bei Empfänger Mäusen zu induzieren. Sie als Diabetiker auf ein nicht-Fasten Blutzuckerspiegel größer als 20 Mmol/l gelten als Einen Tag vor der Transplantation, sind Maus pankreatischen kleinen Inseln isoliert aus der Bauchspeicheldrüse Spender von Kollagenase Verdauung; mindestens 350 Inseln werden pro Diabetiker Empfänger eingesetzt. Abhängig von der kleinen Insel isoliert Ertrag, sind zwei oder mehrere Spender Mäuse pro Empfänger genutzt. Nach Übernachtung Kultur bei 37 ° C sind Inseln in den Empfänger Leber über die Pfortader verabreicht. Nach der Operation, die Mäuse in roter Makrolon Häuser geschützt und bis sind wach. Dieses Protokoll unterhält glykämische Kontrolle für 120 Tage in Phänomen Mäuse und 15 Tage bei allogenen Mäusen.

Introduction

Inselversetzung ist ein vielversprechender Ansatz zur Behandlung von Typ 1 Diabetes Mellitus1. Der erste Versuch, ein Schaf Pankreas Fragment eines Diabetikers überweisen wurde 1893 von Watson Williams durchgeführt. Jedoch ein wichtiger Durchbruch in klinischen inselversetzung gelang mit dem Edmonton-Protokoll, und danach, waren eine Reihe von nationalen Programmen entwickelt2. In der Vergangenheit mehrere Standorte, wie Knochenmark, omentalis Beutel, intramuskuläre Region, Magen-Schleimhautoberfläche, Milz und Niere Kapsel wurden in präklinischen Modellen erforscht, aber das Portal Venensystem gilt als eines der angemessenen und wirksamen Website für klinische Programme3,4,5,6.

Exogene Verabreichung von Insulin kann durch kleine Insel Infusion in die Pfortader ersetzt werden. Dies gilt eine bevorzugte Seite, weil die Sauerstoffversorgung vergleichbar mit dem in der nativen Bauchspeicheldrüse aufgrund der Lage unterhalb des Zusammenflusses der Portal Arterie und Vene ist. Darüber hinaus könnte gibt es eine große Fläche, so dass die dreidimensionale Struktur der Inseln erhalten werden kann, und Vaskularisierung erleichterten5. In einer Empfänger Diabetische Maus, 2.000 Menschen oder Schweinen Inselchen Äquivalente oder 350 Maus genügen Inselchen hyperglykämischen Zustand7,8rückgängig zu machen. Euglycemic Ebenen wurden für 15 Tage in dem Empfänger Mausmodell xenogene Inseln und in der allogenen Maus-Maus-Modell und für mehr als 120 Tage in das Phänomen Maus-Maus-Transplantation gemeldet.

Für die Wirksamkeit der inselversetzung über Pfortader relevanten Faktoren sind geeignete Anästhesie, Methode der Punktion und Blutstillung9. Betäubung durch Inhalation (5 % Isofluran) oder Injektion (Ketamin, Xylazin oder Pentobarbital) induziert werden kann, und die Stoffe werden häufig kombiniert. Zur Steuerung der Tiefe und Zeit der Narkose sollte den Zustand der Maus, wie die Farbe der Schleimhaut, Auge Deckel, Hornhaut Reflex, Atemfrequenz und Temperatur des Körpers geachtet. Es ist darauf zu achten, dass das Tier nicht zu kämpfen hat und dass er die Operation überlebt. Die Temperatur kann durch verschiedene Heizgeräte wie Heizkissen, Rotlicht-Lampen erhalten, etc. A warm Thermoplatte verwendet wurde, um eine Temperatur von 25-30 ° C zwischen der Maus und dem OP-Tisch, der verhindert das Auftreten von Hypothermie. Die Dosierungen der Anästhetika sind wichtig, da alle von ihnen von der Leber metabolisiert werden und Leberfunktion vorübergehend werden, durch die Infusion der Insel Suspension. gestört kann Die ideale Einstichstelle für die Pfortader ist die Position zwischen der ersten und zweiten Nebenfluss Ader.

Die Anzahl der Inseln und der beabsichtigten Injektionsvolumen auch Einfluss auf den Ausgang des Transplantats, da übermäßiger Lautstärke die Scherspannung verstärken kann. 0,2 mL Volumen gilt für inselversetzung in die Pfortader geeignet. Die Punktion Wunde (26-Gauge-Nadel) induziert, Blutungen aus der Pfortader, die zeitnah und effektiv gestoppt werden muss. Steriler Gaze oder einem Finger einsetzbar mit minimalem Druck auf dem Gelände der Punktion für ca. 6 min., die Blutung zu stoppen. Genommen zusammen, Portal Inselchen Injektion ist effektiv und bietet Verordnung über den Blutzuckerspiegel bei chemisch induzierten Diabetische Mausmodellen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle Verfahren in diesem Protokoll wurden von deutschen Tierschutzgesetz und Richtlinien genehmigt. Verwenden Sie 10 bis 12 Wochen alten NMRI nackte Mäuse und C57Bl/6 Mäusen (Spender: alte weiblich; Empfänger: männliche) während der Experimente. Verwenden Sie nackt NMRI Mäuse für Insel isoliert. Halten Sie die Mäuse unter definierten Bedingungen gemäß den Vorschriften der örtlichen Tierhaus.

1. Induktion von Diabetes durch die Streptozocin

  1. Am Tag-4 Messen Sie das Körpergewicht von 10 bis 12 Wochen alten NMRI nackten Mäusen und C57Bl/6 Mäusen mit einer Waage.
  2. Bereiten Sie nach dem die gemessenen Körpergewicht eine 180 mg/kg-Dosis von Streptozocin in 0,1 mL Kochsalzlösung per Mausklick.
    Hinweis: Streptozocin sollten werden frisch zubereitet vor Gebrauch und abgedeckt mit Alufolie, da sie lichtempfindlich ist.
  3. Phänomen und allogene Mäuse zu injizieren, jeweils mit einer einzigen Dosis von 0,1 mL Streptozocin (180 mg/kg) intraperitoneal mit einer 26-G-Nadel.
  4. Am Tag-3 sammeln-2 und-1 2-4 µL Blut durch Punktion die Rute Venen von Mäusen nicht gefastet.
  5. Verwenden Sie 2-4 µL Blutprobe pro Teststreifen, um den Blutzucker bei NMRI nackte Mäuse und C57Bl/6 Mäusen Messen
    Hinweis: An diesem Punkt, 80 % der Mäuse sollte werden Diabetiker (20 Mmol/L).
    1. Verwenden Sie Mäuse für inselversetzung, wenn ihre Blutzuckerwerte 20 Mmol/L erreichen.

2. Isolierung des Pankreas Inselchen von Mäusen

  1. Die Mäuse mit Ketamin (100 mg/kg Körpergewicht) und Xylazin (20 mg/kg Körpergewicht) durch intraperitoneale Injektion mit einer 26-G-Nadel zu betäuben.
    Hinweis: Die Mengen an Ketamin und Xylazin wurden entsprechend dem Körpergewicht der Tiere (0,10 mL/10 g) ermittelt.
  2. Halten Sie die Mäuse in Rückenlage und desinfizieren mit Povidon-Jod-Lösung. Bestätigen Sie richtige Euthanasie durch Überprüfung des Pedalen Reflexes.
    Hinweis: Bei C57Bl/6 rasieren der Bauchregion.
  3. Halten Sie die Haut mit feinen Zangen und machen Sie einen Mittellinie Schnitt mit der Schere, die Bauchhöhle verfügbar zu machen. Legen Sie den Darm Situs auf der linken Seite und außerhalb der Bauchhöhle auf eine sterile Gaze-Kompresse.
  4. Passen Sie den Magen in eine andere Richtung Auffinden der Bauchspeicheldrüse und anderen verbundenen Geweben.
  5. Erreichen Sie die Aorta zu und machen Sie einen kleinen Schnitt das Blut abfließen. Verwenden Sie sterilen Gaze für Blut-Absorption.
  6. Entfernen Sie vorsichtig den Darm. Trennen Sie die Bauchspeicheldrüse aus dem Magen und Milz.
  7. Verbrauchsteuern Sie die Bauchspeicheldrüse und legen Sie sie in eine frische Petrischale. Entfernen Sie die unerwünschten Materialien, wie Fett, mit Pinzette.
  8. Füllen Sie eine 5 mL Spritze mit 4 mL der Kollagenbildung und injizieren in die Bauchspeicheldrüse mit einer 26-G-Nadel (Lösung auf Lager: 30 mg Kollagenase in 12 mL Hank Lösung).
  9. Blatt vor den Mund die Bauchspeicheldrüse mit einer Schere, die Fläche für eine verbesserte Verdauung und Übertragung auf eine rote Kappe Tube 12 mL erhöhen.
    Hinweis: Hank es ausgewogen Salzlösung: HBSS 10 x (100 mL), Penicillin-Streptomycin (10 mL), Gentamycin (1 mL), Ciprofloxacin (10 mL), HEPES (35 mL), destilliert H2O (900 mL)
  10. Führen Sie eine Verdauung für 10 min bei 37 ° C im Wasserbad schütteln. Wirbel der Probe dreimal in regelmäßigen Abständen für 15 s.
  11. Mischen Sie die verdaute Bauchspeicheldrüse kräftig von Hand für 3 min und legen Sie es auf dem Eis für 10 s.
  12. Fügen Sie 6 mL kalte Hank-Lösung, die Verdauung Reaktion und Zentrifuge bei 560 X g für 3 min bei Raumtemperatur zu stoppen.
  13. Den überstand zu entfernen und das Pellet in 10 mL Parker/fetale Kalb Serum (P/FCS) Medium bei Raumtemperatur auflösen.
    Hinweis: P/FCS-Medium: TCM-199 10 x (100 mL), FCS (50 mL), Penicillin-Streptomycin (10 mL), HEPES (20 mL), destilliert H2O (900 mL)
  14. Identifizieren Sie die Inseln anhand ihrer Morphologie (Sphäroid, goldbraune Farbe) unter einem Lichtmikroskop. Vermeiden Sie Inselchen mit dunklen Zentren. Prüfung auf Reinheit und Lebensfähigkeit durch Ausführen Dithizone Färbung unter einem Lichtmikroskop.
    Hinweis: Dithizone bindet an Zink-Ionen und Rote Fleck zu den kleinen Inseln bietet.
  15. Verwenden Sie eine 1-mL-Pipette zu zählen und Inseln unter einem Lichtmikroskop aussuchen und dazu eine frische Petrischale (60 mm x 15 mm) mit 4 mL P/FCS-Medium zu übertragen.
    Hinweis: Die Lautstärke des P /FCS-Medium in der Petrischale sollte nicht mehr als 4 mL um sauerstoffverfügbarkeit zu gewährleisten.
  16. Halten Sie die isolierte Inseln in 4 mL P/FCS-Medium über Nacht bei 37 ° C im Brutschrank.

3. Vorbereitung der Tiere auf Inselversetzung

  1. Entfernen der isolierten Inseln aus dem Inkubator 37 ° C und unter der Sitzbank an einem Fluss. Zentrieren Sie die Inseln mit einer schwingenden Kreisbewegung der Petrischale.
  2. Füllen Sie eine 1-mL-Spritze (blaue 23-G-Nadel) mit 0,1 mL P/FCS-Medium. Fügen Sie 350 Inseln in 0,3 mL Hank es Lösung. Halten Sie die Spritze in eine vertikale Position erlauben die Inselchen zu begleichen.
  3. Verringern Sie die Lautstärke bis 0,05 mL und ersetzen Sie die blauen 23-G-Nadel mit einer braunen 26 G-Nadel. Die gleiche Spritze fügen Sie 0,15 mL Ficoll (Dichte Gradienten Medium hinzu) an die Spitze zu einem Endvolumen von 0,2 mL in der Spritze zu erreichen. Vermeiden Sie Luftblasen.
  4. Halten Sie die Spritze in einer vertikalen Position und drehen Sie ihn leicht, um zu vermeiden, die Verklumpung von Inselchen. Die kleinen Inseln werden auf der Konus der Spritze innerhalb von 2 – 3 min. zu begleichen.
  5. Messen Sie den Körper Gewicht und Blut Blutzuckerspiegel der Empfänger Mäuse; der Blutzuckerspiegel sollte rund 20 Mmol/L.
  6. Die Mäuse mit Ketamin (100 mg/kg Körpergewicht) und Xylazin (20 mg/kg Körpergewicht) durch intraperitoneale Injektion mit 26 G-Nadel zu betäuben.
  7. Legen Sie die Mäuse in Rückenlage auf eine warme Thermoplatte (37 ° C). Prüfen Sie die Tiefe der Narkose durch Kneifen der Zehs.
  8. Reinigen Sie die Bauchregion mit Povidon-Jod-Lösung (Haut-Desinfektionsmittel). Um die Augen vor dem Austrocknen zu verhindern, halten sie feucht mit Augensalbe.
    Hinweis: Bei C57Bl/6 rasieren der Bauchregion.

4. Inselversetzung über die Intraportal Route

  1. Am Tag 0, beginnen Sie mit einer Laparotomie hält die Haut mit einer Pinzette und eine 2-3 cm-langen Mittellinie Schnitt mit einer Schere. Statt ein steriler feuchter Gaze zu komprimieren, um die Wundränder um es feucht zu halten.
  2. Legen Sie den Darm Situs auf der linken Seite und außerhalb der Bauchhöhle auf die sterile Gaze-Kompresse.
    Hinweis: Halten Sie den Darm feucht während des Verfahrens mit vorgewärmten 0,9 % NaCl-Lösung oder steriler Gaze in normalen Kochsalzlösung getaucht.
  3. Bewegen Sie den Zwölffingerdarm und lokalisieren der Bauchspeicheldrüsenkrebs. Suchen Sie die Pfortader befindet sich auf der ventralen Seite Empordringen der Bauchspeicheldrüsenkrebs. Verwenden Sie einen Finger und Daumen, um die Pfortader verfügbar zu machen und einmal ausgesetzt, Punktion es in der Nähe der Leber.
  4. Innerhalb von 1 min injizieren Sie langsam und stetig die Inselchen (0,2 mL ab Schritt 3.4) in die Pfortader unter die Kontrolle der Lupe, um Undichtigkeiten Inselchen zu vermeiden.
    Hinweis: Nach der Injektion, überprüfen Sie immer für die restlichen Inseln in der Spritze. Nehmen Sie 1 mL P/FCS-Medien in einer Spritze, bündig in eine frische Petrischale und Graf unter dem Mikroskop.
  5. Legen Sie eine sterile Manometer an der Einstichstelle und Druck mit dem Zeigefinger (Eindringtiefe: 0,5-1 cm) für 6 min um die Blutung zu stoppen.
    Hinweis: Das Volumen injiziert sollte 0,2 mL nicht überschreiten. Übermäßiger Lautstärke und Druck können die Inseln durch Scherbeanspruchung beschädigen.
  6. Legen Sie vorsichtig den Darm Situs, Peritoneum, Abdominal-Muskelschicht und Faszien wieder in Position.
  7. Mit Pinzette, heben Sie die Haut, in der Nähe der Muskel-Schnitt mit resorbierbarem Nahtmaterial Seide und obere Hautschicht mit 2-3 Clips.
  8. Reinigen Sie die Oberfläche mit einem Haut-Desinfektionsmittel, wenden Sie einen Wunde Heiler an und platzieren Sie die Mäuse in einzelnen Käfigen zu. Wunde Heiler bietet eine wasserabweisende Acrylat-Schicht und schützen vor Mazeration und Sekundärinfektion.
    Hinweis: Beobachten Sie die Mäuse zu, bis sie ausreichend Bewusstsein wiedererlangt haben, bieten Sie Tramadol (0,2 mg / Maus) zusammen mit Flüssigkeiten. In diesem Protokoll Mäuse erholten sich schnell von Anästhesie und Tramadol Verwaltung reduziert den Schmerz. Nach 7 Tagen sollte die Wunde heilen.
  9. Die Mäuse mit regelmäßigen Nahrung und Wasser zu ernähren. Nahrung und Wasser Verbrauch und Urin-Ausscheidung erhöht sich nach der Streptozotocin-Injektion.
  10. Messung der Blutzuckerwerte jeden Tag für die erste Woche und dann einmal pro Woche in Phänomen Mäuse. Bei allogenen Mäusen Messen des Blutzuckerspiegels dreimal pro Woche für bis zu 15 Tage.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Die Kompetenz der verpflanzten kleinen Inseln wurde in chemisch induzierten diabetischen Mäusen untersucht. Die Inseln wurden über das Portal Venensystem in diabetischen Mäusen Modell transplantiert. Der Geber-nehmer-Anteil betrug 2:1. In dem Phänomen Mausmodell wurden zwei Spender Mäuse eingesetzt, um 350 Inseln zu erhalten. Die Inseln wurden dann in diabetischen Mäusen verpflanzt. Ein Rückgang der Blutzuckerspiegel war am 1. Tag nach der Transplantation, was eine Rolle des transplantierten Bauchspeicheldrüse inselchen senken den Blutzuckerspiegel beobachten. Streptozocin erhöht den Blutzuckerspiegel bis zu ca. 22 Mmol/L. Ein Tropfen auf den Blutzuckerspiegel auf 4,6 Mmol/L (Tag 1) wurde nach inselversetzung (Abbildung 1A) beobachtet. Normoglycemia blieb bis zu 121 Tage, wie in Figur 1Adargestellt. Die Körper-Gewicht und Blut-Glukose-Ebene folgten ungefähr das gleiche Muster. Nach der Streptozotocin-Injektion und Chirurgie verringerte sich das Körpergewicht. Ab Tag 2 eher in Richtung Normal, 25,3 g (Tag 4) bis 29,7 g (Tag 121), steigen, wie in Abbildung 1 bgezeigt.

Im Falle einer großen Histocompatibility (MHC) wurden nicht übereinstimmende Mäuse, 350 Inseln von zwei Mäusen C57Bl/6 (H2d) in diabetischen Mäusen BALB/c (H2-b) transplantiert. Nach der Streptozotocin-Injektion erhöht der Blutzucker bis zu 26,6 Mmol/L. Nach inselversetzung sank der Blutzuckerspiegel auf 4,4 Mmol/L (Tag 1; Abbildung 2A). Normoglycemia (4,44 bis 7,2 Mmol/L) wurde für bis zu 10 Tage, aber nicht nach 15 Tagen (20.1 Mmol/L) beobachtet. Das Körpergewicht des diabetischen Mäusen sank von 26 g (Tag-3) bis 23 g (Tag 0) und weiter nach 21,5 g (Tag 1). Nach der Transplantation erholte sich das Körpergewicht allmählich von 23 g (2.Tag) bis 25 g (Tag 10). Aufgrund der MHC-stimmen nicht überein der Blutzuckerspiegel erhöht und das Körpergewicht verringert 10 Tage nach inselversetzung (Abb. 2 b).

Figure 1
Abbildung 1 : Wirkung der Phänomen inselversetzung. (A) den Blutzuckerspiegel gemessen wurde, zu verschiedenen Zeitpunkten in Streptozotocin-verursachten zuckerkranken Mäuse (n = 3). Eine Einzeldosis von Streptozocin (180 mg/kg) wurde vor der Verpflanzung von 350 Inseln an jeden einzelnen Empfänger (Tag 0) injiziert. Die Blut-Glukose (Mmol/L) für bis zu 121 Tage gemessen wurde (Tag-3: 17 ± 2,3; Tag 0: 22,6 ± 1, Tag 1: 4,6 ± 0,3; Tag 5: 7,5 ± 0,4; und Tag 121: 5,3 ± 0,09). (B) Zunahme des Körpergewichts nach inselversetzung. Die obigen Daten repräsentiert den Mittelwert ± Standardabweichung. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2 : Wirkung der allogenen inselversetzung. (A) den Blutzuckerspiegel gemessen wurde, zu verschiedenen Zeitpunkten in Streptozotocin-verursachten zuckerkranken Mäuse (n = 2). Eine Einzeldosis von Streptozocin (180 mg/kg) wurde vor der Verpflanzung von 350 Pankreas Inseln (Tag 0) injiziert. Die Blut-Glukose (Mmol/L) für bis zu 15 Tage gemessen wurde (Tag-1: 25,5 ± 5,3; Tag 0: 26,6 ± 1,4; Tag 2:8 ± 0,9; Tag 10: 6,2 ± 0,08; und Tag 15: 20,1 ± 1.6). Normoglycemic Zustand war für bis zu 10 Tage und anschließend gepflegt Glukose Konzentrationen im Blut erhöht. (B) Follow-up des Körpergewichts vor und nach inselversetzung. Die Daten stellen den Mittelwert ± Standardabweichung. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3 : Vertreter Immunostaining Bild von transplantierten Bauchspeicheldrüse Inselchen in Leber: Waschen Sie die Leber Abschnitt (5 µm) mit PBS, Block mit 10 % Esel Serum gefolgt von Übernachtung Inkubation bei 4 ° C mit Insulin Primärantikörper (1: 500) und Thrombozyten Endothelial Zelle Adhäsion Molekül PECAM-1 primäre Antikörper (1: 100). Fleck mit Sekundärantikörper für 1 h am nächsten Tag waschen mit PBS, Zähler Fleck mit Hoechst und Aufnahmen mit Leica Fluoreszenz-Mikroskop. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

In dieser Studie wird die intraportal Route der inselversetzung untersucht. Dieses Protokoll ist hocheffizient in diabetischen Stress abbauen und bietet eine ausführliche Gelegenheit Islet Transplantation Studien zu erkunden. Dieses Protokoll bestätigt, dass ca. 350 murine Inselchen hyperglykämischen Zustand umkehren können. Darüber hinaus keine der Mäuse starben während des Verfahrens und glykämische Kontrolle wurde in alle Empfänger erreicht. Körper-Gewicht und Blut-Glukosespiegel verzeichneten regelmäßig um die Kompetenz, Standard und Funktionalität der verpflanzten kleinen Inseln bei der Umkehr Hyperglykämie widerzuspiegeln. Bei syngeneically transplantierten Mäusen wurden den Blutzuckerspiegel jeden Tag für die erste Woche und einmal in der Woche danach gemessen. Nach Inselchen Transplantationen, hypoxische Zustand und andere auslösen Faktoren der Endothelzellen zu sezernieren Pro-angiogenen Faktoren wie VEGF nach 14 Tagen und damit zu einer Erhöhung der vaskulären Engraftment in der Leber wie in Abbildung 3dargestellt. Bei allogenen Mäuse wurden den Blutzuckerspiegel dreimal pro Woche für bis zu 15 Tage gemessen. Nach 15 Tagen wurden verpflanzten kleinen Inseln im allogenen Modell durch eine immun-Angriff, abgelehnt, es sei denn, immunsuppressive Medikamente verabreicht werden

Es gibt mehrere Inselchen Isolierung Protokolle in Literatur10,11veröffentlicht. Das einfachste ist, Inselchen manuell aufgrund ihrer Größe und Morphologie nach Kollagenase Verdauung auszuwählen. Dies ist einer der wichtigsten Schritte nur Inseln auswählen und zur Vermeidung von exokrinen Zellen, Schutt, etc. ausgewählte Inselchen sollte bei 37 ° C über Nacht im Brutschrank wieder aus mechanischer Belastung, die bei der Verdauung auftreten können beibehalten werden Verfahren. Die Auswahl der die Streptozocin Dosis und die intraportal inselversetzung sind auch für dieses Protokoll. Die Körpertemperatur geregelt werden und über eine Thermoplatte während des chirurgischen Verfahrens gepflegt. Steriler Gaze sollte mit minimalem Druck für 6 min auf dem Gelände der Punktion zu Blutungen angewendet werden. Mäuse sollten unter Beobachtung gehalten werden, bis sie ausreichend Bewusstsein wiedererlangen.

Bestimmte Schritte in diesem Protokoll können geändert werden. Beispielsweise können die Optimierung der Verdauung Zeit und das Volumen der Kollagenase den Ertrag der Inseln in verschiedene Mäuse Belastungen erhöhen. Statt die schnelle Induktion von Diabetes (180 mg/kg Streptozocin), langsam ansteigende Hyperglykämie induziert werden kann mit einer niedrigeren Dosis über einen längeren Zeitraum hinweg (z. B. 40 mg/kg/Tag Streptozocin an 5 aufeinanderfolgenden Tagen). Dies könnte besser Engraftment des verpflanzten kleinen Inseln bieten. Andere Websites, wie Knochenmark, omentalis Beutel, intramuskuläre Region, Magen-Schleimhautoberfläche, Milz und Niere können als Alternative zu der intraportal Vene erkundet werden.

Armen Engraftment des verpflanzten kleinen Inseln ist nach wie vor ein wichtiges Anliegen in klinischen Studien. Andere schließen einen Mangel an Spendern, Inkonsistenzen bei der Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels nach Transplantation, Immunsuppression und Blut-vermittelten Reaktionen12,13. Mangel an Methoden zur richtigen Engraftment ist ein weiteres Hindernis. Tracking der verpflanzten kleinen Inseln durch Magnetresonanz oder Biolumineszenz Bildgebung könnte eventuell klassische Methoden wie die Glukose-Toleranz-Test oder c-Peptid austauschen. In der Zukunft Stammzellen transplantiert zusammen mit Inselchen könnte Ernährung liefern und immunmodulierenden unterstützen14.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Alle Autoren erklären, dass sie keinen Interessenskonflikt.

Acknowledgments

Wir würden gerne Gundula Hertl für ihre Unterstützung zu erkennen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
C57Bl/6 mice  Charles River (Sulzfeld, Germany) (10-12 weeks)
BALB/c mice Charles River (Sulzfeld, Germany) (10-12 weeks)
NMRI nude mice Charles River (Sulzfeld, Germany) (10-12 weeks)
Ketamine Bela-pharm
Xylazine CEVA TIERGESUNDHEIT GmbH
Syringe, 23G and 26G needle BD
Petri Dish Falcon 303800
NaCl Carl Roth 351007
Sterile Gauze Fuhrmann 7647-14-5
Shaking Water bath Kotterman 1501
Scissors Braun 1501
Glucose Meter  One Touch
Warm Thermal Plate Thermo Fisher
Braunol (povidone-iodide solution) B.Braun Melsungen AG 3864154
Liposic Edo - Sprinkled Ointment (eye ointment) Dr. G Mann Chem.-Pharm.  GmbH
Incubator Fa. Roth
Flow Bench Herdus
Ficoll Sigma-Aldrich 10771
5-0 Silk Suture Vicryl Braun (7.5 *1.75mm)
Michel Clamps (clips) Aesculap  BN507R
P/FCS Solution Gibco 21180-021
TCM-199 (10x) Gibco 21180-021
FCS Biowest S1810-500
Penicillin-streptomycin Gibco 15140-122
HEPES (1 M) Biochrom L 1613
Gentamycin Ratiopharm
Ciprofloxacin Fresenius Kabi
Hank's Solution Gibco 14060-040
Collagenase Roche 11213865001
Streptozotocin Calbiochem 572204
OPSITE-spray (wound healer) Smith and nephew 66004978
Reugular food Altromin
Head light LED 16042 (magnifying glass) Eschenbach 16042
Rat anti-mouse PECAM-1(CD31) monoclonal primary antibody Millipore, Chemicon CBL1337 Dilution (1:100)
Donkey anti-rat secondary antibody Dianova 712095153 Dilution (1:400)
Polyclonal guinea pig anti-insulin primay antibody Dako A0564 Dilution (1:500)
Donkey anti-guinea pig secondary antibody Dianova 706-259-148 Dilution (1:400)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. McCall, M., Shapiro, A. M. Update on islet transplantation. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2 (7), a007823 (2012).
  2. Shapiro, A. M., et al. Islet transplantation in seven patients with type 1 diabetes mellitus using a glucocorticoid-free immunosuppressive regimen. New England Journal of Medicine. 343 (4), 230-238 (2000).
  3. Cantarelli, E., et al. Bone marrow as an alternative site for islet transplantation. Blood. 114 (20), 4566-4574 (2009).
  4. Echeverri, G. J., et al. Endoscopic gastric submucosal transplantation of islets (ENDO-STI): technique and initial results in diabetic pigs. American Journal of Transplantation. 9 (11), 2485-2496 (2009).
  5. Korsgren, O., et al. Optimising islet engraftment is critical for successful clinical islet transplantation. Diabetologia. 51 (2), 227-232 (2008).
  6. Merani, S., Toso, C., Emamaullee, J., Shapiro, A. M. Optimal implantation site for pancreatic islet transplantation. British Journal of Surgery. 95 (12), 1449-1461 (2008).
  7. Lingwal, N., et al. Inhibition of gelatinase B (matrix metalloprotease-9) activity reduces cellular inflammation and restores function of transplanted pancreatic islets. Diabetes. 61 (8), 2045-2053 (2012).
  8. Chen, C., et al. Improved intraportal islet transplantation outcome by systemic IKK-beta inhibition: NF-kappaB activity in pancreatic islets depends on oxygen availability. American Journal of Transplantation. 11 (2), 215-224 (2011).
  9. Wang, Y., Wang, T., Zhang, L. Three aspects are critical for carrying out intraportal islet transplants successfully in a diabetes mouse model. Experimental and Clinical Transplantation. 10 (3), 302-304 (2012).
  10. Neuman, J. C., Truchan, N. A., Joseph, J. W., Kimple, M. E. A method for mouse pancreatic islet isolation and intracellular cAMP determination. Journal of Visualized Experiments. (88), e50374 (2014).
  11. Zmuda, E. J., Powell, C. A., Hai, T. A method for murine islet isolation and subcapsular kidney transplantation. Journal of Visualized Experiments. (50), (2011).
  12. Rother, K. I., Harlan, D. M. Challenges facing islet transplantation for the treatment of type 1 diabetes mellitus. Journal of Clinical Investigation. 114 (7), 877-883 (2004).
  13. Su, Z., et al. Small islets are essential for successful intraportal transplantation in a diabetes mouse model. Scandinavian Journal of Immunology. 72 (6), 504-510 (2010).
  14. Rekittke, N. E., Ang, M., Rawat, D., Khatri, R., Linn, T. Regenerative Therapy of Type 1 Diabetes Mellitus: From Pancreatic Islet Transplantation to Mesenchymal Stem Cells. Stem Cells International. 2016, 22 (2016).

Tags

Medizin Ausgabe 135 Typ 1 Diabetes intraportal inselversetzung Pfortader Streptozocin allogene und Phänomen Mausmodell Hyperglykämie
Intraportal Transplantation der Bauchspeicheldrüse Inselchen im Mausmodell
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Khatri, R., Hussmann, B., Rawat, D., More

Khatri, R., Hussmann, B., Rawat, D., Gürol, A. O., Linn, T. Intraportal Transplantation of Pancreatic Islets in Mouse Model. J. Vis. Exp. (135), e57559, doi:10.3791/57559 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter