Method Article

動脈内血圧モニタリングと気管切開による換気を用いたマウスの脳死誘導

DOI:

10.3791/60831

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April 17th, 2020

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1Department of Surgery Campus Charité Mitte/Campus Virchow-Klinikum, Charité - Universitätsmedizin Berlin, 2Department of Visceral, Transplant and Thoracic Surgery, Medical University of Innsbruck, 3Charité Clinician Scientist Program, Berlin Institute of Health, 4Department of Psychiatry, Psychotherapy and Psychosomatics, RWTH Aachen University, 5Department of Cardiothoracic Surgery, University Medical Center Regensburg, 6Department of General, Visceral and Vascular Surgery, Charité - Universitätsmedizin Berlin

In This Article

Summary

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固体臓器移植の文脈において、その病態生理学的効果が臓器や連続移植片に及ぼす影響を評価するために、脳死誘導のマウスモデルを提示する。

Abstract

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循環死後の生活献金と寄付の両方が臓器移植の代替機会を提供する一方で、ドナー脳死後の寄付(BD)は依然として固形移植の主要な源泉となっている。残念ながら、脳機能の不可逆的な喪失は、血行力学的およびホルモン修飾を含む複数の病態生理学的変化を誘発することが知られており、最終的に全身的な炎症反応を引き起こす。生体内でこれらの効果を体系的に調査できるモデルは不足しています。BD誘導のマウスモデルを発表し、BDが同種移植片の品質に及ぼす壊滅的な影響の調査に役立つ可能性があります。気管切開術を介して一般的な頸動脈および信頼できる換気を介して動脈内血圧測定を実施した後、BDはバルーンカテーテルを用いて頭蓋内圧を着実に増加させることによって誘導される。BD誘導の4時間後、臓器は分析のために、またはさらなる移植処置のために収穫され得る。我々の戦略は、マウスモデルにおけるドナーBDの包括的な分析を可能にし、固体臓器移植におけるBD関連の効果を詳細に理解し、臓器予備調整を最適化する道を開く可能性がある。

Introduction

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移植は現在、末期臓器不全の唯一の治癒治療である。これまで、脳死(BD)患者は臓器提供の主な情報源となってきましたが、循環死後の生活寄付と寄付は貴重な選択肢です。BDは不可逆性昏睡(既知の原因を有する)によって定義される、脳幹反射および無呼吸2の欠如。残念なことに、BD器官は、ヒト白血球抗原(HLA)ミスマッチおよび低温虚血時間3とは無関係に、長期移植片生存期間において劣った結果を示す。一方、この抗原非依存性危険因子に関する鋭意研究は、BDの結果として媒介される病態生理学的変化の3つの主要な側面をもたらす、血行力学的、ホルモン、および炎症性4を生じる。

現在までに、げっ歯類の実験BDモデルは、主にラットを用いて行われてきた。BDに続く固体器官に対する免疫学的影響に関するより大きな洞察を得るために、我々は現在マウスモデルのみが遺伝的または免疫学的要因に関する包括的な調査を可能にするので、BDのマウスモデルを確立することを目指した。このコンテキストでは、マウス システムは、より多くの分析ツールを提供します。

ここで説明するBD誘導の原理は、頭蓋骨の下に挿入されたバルーンカテーテルの膨張によって誘発される頭蓋内圧の増加に基づいている。頭蓋内....

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Protocol

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動物実験は、米国医学研究会が定める実験動物の治療の原則と、米国科学アカデミーが作成した実験動物のケアと使用ガイドに従って行われ、国立衛生研究所が発行した(NIH出版第86-23号、改訂版)。すべての実験は、オーストリアの文部科学省(BMWF-66.011/0071-II/3b/2012)によって承認されました。

1. 動脈カテーテル法

  1. 局所的な慣行(例えばブプレノルフィン)に従ってケタミンおよびキシラジン10および鎮痛薬の腹腔内注射でマウスを麻酔する。 後肢を鉗子でつまんで、麻酔の正しい深さを確認します。
    注:この研究では、8-12週齢の雄C57BL/6Nマウスを使用しました(体重20〜25g)。著者らは、同じ年齢の男性BALB/cを不成功にテストしたが、他の株を試していない(議論参照)。
  2. 電気カミソリを使用して、関心のある領域(頭、首)の髪を削除します。傷の汚染を防ぐために、ゆるい髪が残らないようにしてください。その後、70%エタノール/クロルヘキシジン/ベタジンで外科分野を消毒し、外科医に向かう頭部でマウスの上に立たします。
  3. はさみを解剖して子宮頸管中線切開を行います。
  4. 下顎腺と首の筋肉組織を解剖し、一般的な頸動脈を露出させるためにそれらを分離します。鉗子を介して主に鈍い解剖を使用してください。
  5. 3を置く 8-0右の一般....

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Results

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マウスBDモデルは成功した成功率90%以上で100回以上実行されました。さらに、心臓と腎臓の介入後臓器移植は安全に行われ7.

BDは、このモデルを用いてさらに調査され得る様々な病態生理学的変化を誘発する。図1に示すように、血圧は最初の高血圧のピークを示し、続いて長期の降圧相を示す。低血圧の有害な生理学的影響を避けるために、血圧が長時間不十分なマウス(MAP<30分以上50mmHg)を除外した。

もう一つの確立された観察は、BD誘導が免疫系の活性化につながるということです。4時間のBD持続時間の後、mRNAレベルでの免疫マーカーの臓器特異的アップレギュレーション(図2)

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Discussion

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BDは、多臓器提供者における同種移植片の質の危険因子であり、多くの病態生理学的変化を伴い、in vivoモデルを使用してのみ十分に評価することができる。血行力学的変化、サイトカイン嵐、ホルモン変化、臓器移植片の質と生存に対する最終的な影響は、vitro4では分析できない。基本的な移植と免疫学的研究の大半は、マウスモデルでのみ広く利用可能な洗練された診断ツールに依存しています。マウスモデルは、BD,関連研究7、8、98において、すでに様々な7新しい洞察を導いている。

20世紀には、BD研究の最初のモデルがヒヒ、イヌ、ブタ11、12で開発されたのに対し、12最初のラットモデルが13を記述され.......

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Disclosures

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著者らは開示するものは何もない。

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
動脈カテーテル(BDネオフロン26G)BD391349
血圧トランスデューサー(APT300)Harvard Apparatus Inc.73-3862
Fogarty Arterial Embolectomy Catheter N° 3Edwards Lifesciences Corporation120403F
ForcepsFST11271-30
Homeothermic Blanket Systems with Flexible Probeハーバード・イスプラクティヴュ55-7020
KetansolGraeub6680110
マイクロハサミFST15018-10
ニードルホルダーFST12060-02
Prolene 5-0Ethicon8698H
ポンプ 11 エリート インフュージョンのみ シングルハーバード デバイス インク70-4500
はさみFST14075-11
定位顕微鏡オリンパスSZX7
トランスポアテープ3M1527-1
アンダーパッドMolinea.A274301
マウス用ベンチレーター (MiniVent Model 845)Harvard Apparatus Inc.73-0043
キシラゾール・グラウブ7630109
ー・インク

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hart, A., et al. OPTN/SRTR 2017 Annual Data Report: Kidney. American Journal of Transplantation. 19 (Suppl 2), 19(2019).
  2. The Quality Standards Subcommittee of the American Academy of Neurology. Practice parameters for determining brain death in adults (summary s....

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Brain Death InductionIntra Arterial Blood PressureTracheostomy VentilationBalloon Catheter InflationCommon Carotid ArteryMurine ModelOrgan HarvestingHemodynamic MonitoringImmune Marker UpregulationSystemic Inflammatory Response

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