マウスにおける異所心臓移植

Biology

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Summary

マウス異所性心臓移植モデルは、拒絶反応や免疫応答のメカニズムを研究するための重要な方法であると多くの研究者によって証明されています。しかし、関係する技術はまだ厳しいです。標準的な技術を変更することにより我々は1000以上の移植で成功を収めている。

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Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic Heart Transplantation in Mice. J. Vis. Exp. (6), e238, doi:10.3791/238 (2007).

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Abstract

マウス異所性心臓移植は、それが博士によって導入されて以来、広く使用されています。 1973年のコリーとラッセル。それは今、新しいトランスジェニックおよび遺伝子のノックアウトマウスが使用可能であることを拒絶し、免疫応答を研究するために特に貴重であり、免疫学的試薬の多数が開発されている。心臓移​​植モデルは、技術的に困難なものの、皮膚移植モデルよりも厳しいです。我々は、修正された技術を開発し、マウスの異所性心臓移植の1000の成功事例をかけて完成しました。上行大動脈と腹部大動脈の吻合を作るとき、2つの滞在の縫合糸は、継続的な縫合糸で大動脈の両方の側に吻合するための11から0縫合糸を用いて、ドナーの上行大動脈とレシピエント腹部大動脈の近位および遠位頂点に配置されます。滞在の縫合は吻合が容易と11から0には出血や血栓症を回避するために理想的な縫合糸のサイズです。

肺動脈と下大静脈の吻合を作るとき、2つの滞在の縫合糸は、ドナーの肺動脈との近心尖部と受信者の下大静脈の遠位頂点に作られています。 、近位アペックス滞在ワン結び目が下大静脈の右側の壁とドナーの肺動脈を縫合した後、下大静脈とドナーの肺動脈の左の壁は、下大静脈の内部で継続的な縫合で閉じられます10から0縫合糸と下大静脈の洞窟外で継続的な縫合で閉鎖されています。吻合がちょうど下大静脈の片側と10〜0縫合糸で作られているため、このメソッドは実行する方が簡単です出血と血栓症を避けるために右のサイズです。この記事では、我々はビデオを補うための手法の詳細を提供。

Protocol

ドナーの準備と心の収穫:

  1. マウスは、術野でのペントバルビタールと置か仰臥位の腹腔内注射で麻酔です。
  2. 長い正中腹部切開が行われます。腹部の内容が腹部大動脈と下大静脈を露出させるために左にガーゼで取り消されます。
  3. ヘパリン(10u/ml)1 mlをヘパリン化のための下大静脈に注入される。
  4. 開胸術が行われます。肋骨が背骨の両側に分割し、前胸壁に心臓を露出させるレバ​​レッジ次第ですされています。
  5. 下大静脈、上大静脈と奇静脈は6から0絹と連結し、合字に優れた分かれています。
  6. 上行大動脈と肺動脈を遠遠位方向に可能な限り分離し、分割されています。
  7. 肺静脈を結紮し、タイへの遠位分かれています。
  8. 心臓は4 C O食塩水で灌流される。
  9. 心は氷冷生理食塩水に格納されています。

受信者の準備と移植

  1. マウスは、術野でのペントバルビタールと置か仰臥位の腹腔内注射で麻酔です。
  2. 長い正中腹部切開が行われます。腹部の内容が腹部大動脈と下大静脈を露出してガーゼで腹部の外に退避されています。
  3. 腹部大動脈と下大静脈の枝を露出し、10から0縫合糸で結紮されています。
  4. 近位および遠位の合字がそれぞれ大動脈と下大静脈の周囲に配置されます。
  5. 静脈切開術は、30ゲージの針を持つ受信者の下大静脈に行われます。開口部はその後、マイクロはさみでドナーの肺大動脈と同等の長さに拡張されます。
  6. 大動脈切開は、30ゲージの針を持つ受信者の腹部大動脈で作られています。
  7. オープンした腹部大動脈と下大静脈を食塩水で灌漑されています。
  8. ドナーの心臓は、受信者の腹部の左側に配置され、ガーゼで覆われています。
  9. 滞在の縫合糸は、ドナーの上行大動脈とレシピエント腹部大動脈の近位および遠位頂点に配置されます。
  10. 受信者の腹部大動脈とドナーの上行大動脈の右側の吻合は、継続的な縫合で完了されています。
  11. 二つの滞在の縫合糸は、近位頂点とドナーの肺動脈とレシピエントの下大静脈の吻合のためのドナーの肺動脈とレシピエントの下大静脈の遠位頂点で最初に作られています。
  12. 下大静脈とドナーの肺動脈の左の壁は、下大静脈の内部で継続的な縫合で閉じられます。
  13. 近頂点の滞在の縫合ワン結び目した後、下大静脈とドナーの肺動脈の右側の壁は、下大静脈の洞窟外で継続的な縫合で閉鎖されています。
  14. ドナーの心臓は、受信者の腹部の右側に引き渡される。受信者の腹部大動脈とドナーの上行大動脈吻合の右側の壁は継続縫合で閉鎖されています。
  15. 吻合が行われた後、遠合字は、吻合からの出血を確認するために削除されます。
  16. 吻合から無出血のほとんどがある場合は、近位合字は削除されます。ドナーの心臓は、すぐに血液で満たされる、心臓の色が赤になり、それが再び勝利を開始します。
  17. 腸は6から0まで連続縫合で閉じている腹部に返されます。
  18. レシピエントマウスは、暖かい地域に配置されます。一時間後に受信者が回復します。

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Discussion

結果

私たちは正常マウスに異所性心臓移植の1000以上のケースを行い、野生型、遺伝子組み換えと遺伝子のノックアウトマウスを含むマウスの異なる株、90%の成功率で達成している。

ディスカッション

博士以来。コリーとラッセルが1973年にマウスの異所性心臓移植を導入し、このモデルは、免疫拒絶反応を研究し、新たな免疫抑制戦略を開発するために特に有益であることが証明されている。多数のトランスジェニックおよび遺伝子ノックアウトマウスの出現が拒否/寛容のメカニズムを研究する新しい方法を提供しているので、このモデルは、より広く使用することができます。血管心臓移植モデルでは、臨床固形臓器移植との関連性が高いかもしれません。新生児の心の皮膚移植または皮下移植が技術的に単純であるが、これらの移植の移植片生着に必要な血管新生は、同種異系反応に特に敏感です。従って、皮膚と皮下に移植が許容範囲の厳格なテストのためではなく、免疫抑制や耐性誘導プロトコルの開発や最適化に役立つことが聞こえる。

我々は、効率と成功率を向上させるためにいくつかの方法で血管心臓移植の手法を変更:

  1. 心臓は、収穫後の光色になるまで、ドナーの心臓は上行大動脈から食塩水で灌漑してください。
  2. 腹部大動脈とレシピエントの下大静脈の枝は、操作後に操作し、血栓症の間に出血を予防する、10から0縫合糸で結紮してください。
  3. は血が残っていないまで、腹部大動脈の内腔とレシピエントの下大静脈を食塩水で灌漑してください。これは、操作後に血栓症を防ぐことができます。
  4. 吻合を行う際に血管内の気泡は避けてください。
  5. 動脈吻合は、吻合からの出血を防ぐために、11から0縫合糸を使用する必要があります。
  6. 受信者の腹部大動脈と下大静脈の切開は、肺動脈とドナーの心臓の上行大動脈のオープニングと同じでなければなりません。
  7. 明確かつ広大な術野を持っていることは重要である、従って一時的に大動脈と下大静脈を閉塞するために6から0縫合糸の代わりにクランプを使用してください。

結論

マウスにおける異所性心臓移植の技術が技術的に困難ですが、それはalloresponsesを研究するための重要なテクニックです。実践と技術的な変更は私たちのラボの90%以上の成功率をもたらしました。我々は、ビデオとそれに付随する原稿は、このテクニックを使用する実験室のための学習曲線を減らすのに役立つだろうと考えています。

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References

  1. Corry, R. obert J., Winn, H. enry J., Russell, P. aul S. Primarily vascularized allografts of heart in mice. Transplantation. 16, 343-350 (1973).

Comments

23 Comments

  1. Hello Mr.Kang, My name is Vered Gigi and i am a graduste student in Israel for transplanted immunology. I am volunteering in a program (The NIR School of the Heart)  that expose young teenage student to the world of science, focusing on the cardiology field. As such i would love to show them this movie which is very nicely done. However, u was unable to download the movie. Is there a way that i can get the movie? Is it possible for you to e-mial me a copy for teaching porposes only? Thank you very much for your attention, Vered Gigi  my e-mail: vered.gigi@gmail.com

    Reply
    Posted by: Anonymous
    December 22, 2008 - 4:12 AM
  2. Hi, The video was produced by JOVE. We don’t have any copies. Sorry about that. Thank you very much for your interests.   Fengchun Liu

    Reply
    Posted by: Anonymous
    April 18, 2009 - 12:45 AM
  3. Dear Mr Kang, your video and technique is very interesting. I'm really interesting in getting also a copy of this video because I would like to perform this surgery. Please, could you please send me a copy of this video by email? if it is not possible, you can maybe send me it by normal mail. My email address is svielc07@gmail.com. Thanks a lot.   Maria

    Reply
    Posted by: Anonymous
    January 22, 2009 - 8:22 AM
  4. Hi there. Thank you for posting this video. Do you ever see paralysis of the hind end after this surgery? How about swelling of the hind feet? What is the maximum time for the vessels to be clamped or tied off?   Thank you for your time. Sheri

    Reply
    Posted by: Anonymous
    February 4, 2009 - 4:14 PM
  5. The maximum time for the vessels to be clamped is 40 minutes, the paralysis or swelling of the hind end may appear if the vessels are clamped over 40 minutes. Fengchun Liu

    Reply
    Posted by: Anonymous
    April 19, 2009 - 2:59 PM
  6. What a wonderful job well done!!! Highly admired your technique Dr. Liu!!!

    Reply
    Posted by: Anonymous
    February 18, 2009 - 9:34 PM
  7. Thank you very much! This vedio is useful for me. I'm Li Zhoubin from Ruijin hospital, shanghai, China. jove.com is wonderful!!

    Reply
    Posted by: Anonymous
    March 7, 2009 - 5:21 AM
  8. &#²1016;²769;&#²407²;: &#²4744;&#²²909;A²81;&#²5105;&#²9616;&#²²31²;&#²7491;&#²²31²;&#²0570;腹腔²²7;&#²6893;的&#²7169;&#²²411;A²9²;&#²59²8;&#²65²4;不&#²6159;&#²4456;&#²²909;A²9²;&#²1487;不&#²1487;&#²0197;&#²5²²6;&#²4744;的video&#²1457;²473;&#²5105;一&#²0²²1;&#²1834;A²9²;非&#²41²0;&#²4863;谢A²81; 谢艾&#²²958;  

    Reply
    Posted by: Anonymous
    April 5, 2009 - 8:27 AM
  9. Great job! Could you tell me the applicable mouse body weight in this transplant surgery? In the video, the mouse looked like 50 g big.
    Thank you.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    July 30, 2009 - 12:16 PM
  10. Mice weights are ²5-30g. Thanks.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    July 30, 2009 - 1:22 PM
  11. Dear Dr. Kang,
    I enjoyed the procedure and watched it several times. My qyestion is regarding the instrument you were using as the needle holder. Can I know what that is, the brand and specifications?

    thanks,
    A. E. Nia

    Reply
    Posted by: Anonymous
    August 17, 2009 - 5:21 PM
  12. Thanks for the great procedure...My question for you is, what is the type of needle holder you are using? can I get the brand and specifications please...

    thanks
    A.E. Nia

    Reply
    Posted by: Abbas E.
    August 18, 2009 - 2:05 PM
  13. assi needle holder B-13-8. Thanks.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    August 18, 2009 - 7:41 PM
  14. Hello,
    Do you heparinize the recepient?
    In my experiments, teh transplanted heart dŒs not start beating...I am suspecting clot formation at the anastomosis site. I heparinize the donor with 0.1 hep plus 0.9 saline... Any thoughts?

    thanks
    Abb

    Reply
    Posted by: Reza N.
    September 18, 2009 - 7:22 PM
  15. We do not heparinize the recepient.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    May 20, 2010 - 12:31 PM
  16. Dr. Liu; Great job! I have two more question for you. Firstly, in the step 8 of your Donor Preparation and Heart Harvest, where do you perfuse heart using 4 Co saline solution? Secondly, is the 10-0 suture the nylon suture?
    Thanks a lot!
    Guangming
    gcheng@kumc.edu


    G

    Reply
    Posted by: Guangming C.
    May 19, 2010 - 1:08 AM
  17. Saline solution is injected into the aorta. The 10-0 sutures is nylon suture.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    May 20, 2010 - 12:29 PM
  18. Congratulations to this nice video. However I have a question.
    Can you explain why the heart is still beating quite normal at the end of the explant, if you performed a perfusion over the aorta.
    One would think that after a perfusion with cold saline a heart should stop beating.
    Cheers Werner

    Reply
    Posted by: Anonymous
    July 24, 2011 - 4:04 PM
  19. &#²1016;²769;&#²407²;:

    &#²4744;&#²²909;A²81;&#²4744;精&#²8²51;的&#²5²16;ഌ²;&#²0196;&#²0154;&#²5²40;&#²6381;A²9²;不知&#²6159;&#²154²;Ŋ²1;&#²4471;&#²1040;该#²70;频的邮&#²0²14;&#²6469;Ű²7;一&#²7493;&#²3398;&#²0064;?
    谢谢
    &#²647²;

    Reply
    Posted by: arthur y.
    December 22, 2012 - 12:27 AM
  20. Dr. Liu,

    Very decent surgical technique, great job! Just curious how long it will normally take to complete the whole surgical procedure for professional level guys like you? I haven't tried it, but I was informed that it is very time consuming.

    Jian Wu (B.M., M.S.)
    Ph.D Candidate in Biomedical Science (Cardiovascular & Metabolic Diseases Track)
    University of Toledo, College of Medicine and Life Sciences

    Reply
    Posted by: JIAN W.
    May 16, 2013 - 12:00 AM
  21. Impressive idea . but i found couple of things here:
    1- A narration would be very useful!
    2- Apparently sterility is not a goal of this surgery as i saw multiple violations
    3- Harvesting the donor heart takes long , Isn't it better to intubate the donor and have it ventilated during harvest?

    Reply
    Posted by: hadi j.
    March 20, 2014 - 5:47 PM
  22. thanks for your video, could you please tell what micro potts scissors you use for aortotomy and venotomy? as i need to get suitable scissors for my experiments. thanks

    Reply
    Posted by: Anne S.
    June 6, 2015 - 11:36 AM
  23. Dr. Liu,
    Your superb skill is very impressive! Amazing! Thank you for your video!
    But why should we post comment using in English? Would you please email me, we can communicate in Chinese, that would be wonderful! zzh24085@creighton.edu

    Reply
    Posted by: zefu z.
    June 10, 2016 - 4:32 PM

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