Minimalisering van post-infusie portale aderbloedingen tijdens intrahepatische eilandtransplantatie bij muizen
Summary
Hier presenteren we verfijnde chirurgische procedures voor het succesvol uitvoeren van intraportale eilandjestransplantatie, een klinisch relevante maar technisch uitdagende chirurgische procedure, bij muizen.
Abstract
Hoewel de lever momenteel wordt geaccepteerd als de primaire transplantatieplaats voor menselijke eilandjes in klinische omgevingen, worden eilandjes getransplanteerd onder de niercapsule in de meeste preklinische eilandjestransplantatiestudies bij knaagdieren. Dit model wordt vaak gebruikt omdat murine intrahepatische eilandjestransplantatie technisch uitdagend is en een hoog percentage muizen kan sterven aan chirurgische complicaties, vooral bloedingen van de injectieplaats na transplantatie. In deze studie worden twee procedures gedemonstreerd die de incidentie van post-infusie portale aderbloedingen kunnen minimaliseren. De eerste methode past een absorbeerbare hemostatische gelatinespons toe op de injectieplaats en de tweede methode omvat het penetreren van de eilandjesinjecternaald door het vetweefsel eerst en vervolgens in de poortader door het vetweefsel te gebruiken als een fysieke barrière om het bloeden te stoppen. Beide methoden kunnen effectief bloedingsgeïnduceerde muizensterfte voorkomen. De hele leversectie met eilandjesverdeling en bewijs van eilandjestrombose na transplantatie, een typisch kenmerk voor intrahepatische eilandjestransplantatie, werden gepresenteerd. Deze verbeterde protocollen verfijnen de intrahepatische eilandjestransplantatieprocedures en kunnen laboratoria helpen bij het opzetten van de procedure om de overleving en functie van eilandjes in preklinische omgevingen te bestuderen.
Introduction
Intraportalische eilandjestransplantatie (IIT) via de poortader is de meest gebruikte methode voor menselijke eilandjestransplantatie in klinische omgevingen. Het IIT-model van de muis biedt een geweldige kans om eilandjestransplantatie te bestuderen en veelbelovende interventionele benaderingen te testen die de werkzaamheid van eilandjestransplantatie kunnen verbeteren1. IIT werd voor het eerst beschreven in de jaren 1970 en gebruikt door verschillende groepen1,2,3,4,5. Het herwon aan populariteit na de doorbraak in menselijke eilandjestransplantatie in het jaar 20006,7. De meeste eilandjestransplantatiestudies gebruikten de niercapsule echter als voorkeurslocatie voor experimentele eilandjestransplantatie vanwege het gemakkelijke succes. Integendeel, IIT is technisch uitdagender en wordt minder vaak gebruikt voor eilandjestransplantatiestudies8,9. In tegenstelling tot IIT lijden eilandjes die onder de niercapsule zijn getransplanteerd echter niet aan de onmiddellijke bloedgemedieerde ontstekingsreactie die wordt gekenmerkt door trombose, ontsteking en hepatische weefselischemie, en hebben dus een betere functie dan eilandjes die in de lever zijn getransplanteerd. Het niercapsulemodel bootst daarom mogelijk niet volledig de stress na die eilandjes ondervinden bij menselijke eilandjestransplantatie10,11,12.
Een van de belangrijkste complicaties van IIT bij muizen is bloedingen van de injectieplaats na transplantatie, wat 10-30% van de mortaliteit bij verschillende muizenstammen kan veroorzaken12. In dit artikel zijn twee verfijnde benaderingen ontwikkeld om het bloeden sneller en veiliger te stoppen en de sterfte bij muizen na een IIT te verminderen. Visuele demonstratie van deze verfijnde details zal onderzoekers helpen de belangrijkste stappen van deze technisch uitdagende procedure te identificeren. Bovendien werd de locatie van de eilandjestransplantaten in de lever van de ontvanger bepaald door histologisch onderzoek van het hematoxyline- en eosine (H & E) gekleurd leverweefsel (hele sectie) met getransplanteerde eilandjes.
Protocol
Representative Results
Discussion
In deze studie zijn twee verbeterde procedures aangetoond die bloedingen kunnen voorkomen en de muissterfte tijdens muis IIT kunnen verminderen. Deze studie stelt onderzoekers in staat om het eilandjestransplantatiemodel te visualiseren dat uniek is in het bestuderen van de onmiddellijke bloedgemedieerde ontstekingsreactie na transplantatie. Het IIT-model is een onderscheidend model voor het bestuderen van eilandceloverleving en ischemische leverletsels als reactie op eilandjestransplantatie19. Hi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Deze studie werd ondersteund door het Department of Veterans Affairs (VA-ORD BLR & D Merit I01BX004536) en het National Institute of Health grants # 1R01DK105183, DK120394, DK118529, aan HW. We willen u bedanken meneer Michael Lee en mevrouw Lindsay Swaby voor het bewerken van de taal
Materials
| 10% Neutral buffered formalin v/v | Fisher Scientific | 23426796 | |
| 1 mL Syringe with needle | AHS | AH01T | |
| 20 mL Syringe | BD | 301031 | |
| 25G x 5/8" hypodermic needles | BD | 305122 | |
| Alcohol prep pads, sterile | Fisher Scientific | 22-363-750 | |
| Animal Anesthesia system | VetEquip, Inc. | 901806 | |
| Buprenorphine hydrochloride, injection | Par Sterile Products, LLC | NDC 42023-179-05 | |
| Centrifuge tubes, 15 mL | Fisher Scientific | 0553859A | |
| CMRL-1066 | Corning | 15110CV | |
| DMEM | Corning | 10013CV | |
| Ethanol, absolute (200 proof), molecular biology grade | Fisher Scientific | BP2818500 | |
| Extra fine Micro Dissecting scissors 4” straight sharp | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5882 | |
| Fetal bovine serum (FBS) | Corning | 35011CV | |
| FreeStyle Glucose meter | Abbott | Lite | |
| FreeStyle Blood Glucose test strips | Abbott | Lite | |
| Gelfoam (absorbable gelatin sponge, USP) | Pharmacia & Upjohn Company | 34201 | |
| Graefe forceps 4” extra delicate tip | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5136 | |
| Heated pad | Amazon | B07HMKMBKM | |
| Hegar-Baumgartner Needle Holder 5.25” | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-7850 | |
| Insulin syringe with 27-gauge needle | BD | 879588 | |
| Iodine prep pads | Fisher Scientific | 19-027048 | |
| Isoflurane | Piramal Critical Care | NDC 66794-017-25 | |
| Penicillin/streptomycin (P/S) | HyClone | SV30010 | |
| Polypropylene Suture 4-0 | Med-Vet International | MV-8683 | |
| Polypropylene Suture 5-0 | Med-Vet International | MV-8661 | |
| Sodium chloride, 0.9% intravenous solution | VWR | 2B1322Q | |
| Streptozocin (STZ) | Sigma | S0130 | |
| Surgical drape, sterile | Med-Vet International | DR1826 | |
| Tissue Cassette | Fisher Scientific | 22-272416 |
References
- Pellegrini, S., Cantarelli, E., Sordi, V., Nano, R., Piemonti, L. The state of the art of islet transplantation and cell therapy in type 1 diabetes. Acta Diabetology. 53 (5), 683-691 (2016).
- Ballinger, W. F., Lacy, P. E. Transplantation of intact pancreatic islets in rats. Surgery. 72 (2), 175-186 (1972).
- Wright, J. R., Hauptfeld, V., Lacy, P. E., et al. Induction of Ia antigen expression on murine islet parenchymal cells does not diminish islet allograft survival. American Journal of Pathology. 134 (2), 237-242 (1989).
- Toyofuku, A., et al. Natural killer T-cells participate in rejection of islet allografts in the liver of mice. Diabetes. 55 (1), 34-39 (2006).
- Goss, J. A., Nakafusa, Y., Finke, E. H., Flye, M. W., Lacy, P. E. Induction of tolerance to islet xenografts in a concordant rat-to-mouse model. Diabetes. 43 (1), 16-23 (1994).
- Hara, M., et al. A mouse model for studying intrahepatic islet transplantation. Transplantation. 78 (4), 615-618 (2004).
- 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).
- Wang, J., et al. Alpha-1 antitrypsin enhances islet engraftment by suppression of instant blood-mediated inflammatory reaction. Diabetes. 66 (4), 970-980 (2017).
- Gou, W., et al. Alpha-1 antitrypsin suppresses macrophage activation and promotes islet graft survival after intrahepatic islet transplantation. American Journal of Transplantation. , (2020).
- Contreras, J. L., et al. Activated protein C preserves functional islet mass after intraportal transplantation: A novel link between endothelial cell activation, thrombosis, inflammation, and islet cell death. Diabetes. 53 (11), 2804-2814 (2004).
- Moberg, L., et al. Production of tissue factor by pancreatic islet cells as a trigger of detrimental thrombotic reactions in clinical islet transplantation. Lancet. 360 (9350), 2039-2045 (2002).
- Melzi, R., et al. Intrahepatic islet transplant in the mouse: functional and morphological characterization. Cell Transplantation. 17 (12), 1361-1370 (2008).
- Wang, H., et al. Donor treatment with carbon monoxide can yield islet allograft survival and tolerance. Diabetes. 54 (5), 1400-1406 (2005).
- Desai, C. S., et al. Effect of liver histopathology on islet cell engraftment in the model mimicking autologous islet cell transplantation. Islets. 9 (6), 140-149 (2017).
- Cui, W., Angsana, J., Wen, J., Chaikof, E. L. Liposomal formulations of thrombomodulin increase engraftment after intraportal islet transplantation. Cell Transplantation. 19 (11), 1359-1367 (2010).
- Cui, W., et al. Thrombomodulin improves early outcomes after intraportal islet transplantation. American Journal of Transplantation. 9 (6), 1308-1316 (2009).
- Proto, C., Grasso, G., Fassio, P. G. Hepatoparenchymal clearance of indocyanine green in infectious hepatitis. Giornale di Malattie Infettive e Parassitarie. 20 (9), 845-851 (1968).
- Cabral, F., et al. Purification of hepatocytes and sinusoidal endothelial cells from mouse liver perfusion. Journal of Visualized Experiments. (132), e56993 (2018).
- Khatri, R., Hussmann, B., Rawat, D., Gurol, A. O., Linn, T. Intraportal transplantation of pancreatic islets in mouse model. Journal of Visualized Experiments. (135), e57559 (2018).
- Wang, H., et al. Autologous mesenchymal stem cell and islet cotransplantation: Safety and efficacy. Stem Cells Translational Medicine. 7 (1), 11-19 (2018).
