El trasplante cardíaco heterotópico en ratones

Biology

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Summary

El ratón heterotópico modelo de trasplante de corazón ha sido probado por muchos investigadores como un método importante para el estudio de los mecanismos de rechazo y de la respuesta inmune. Sin embargo, las técnicas empleadas siguen siendo un reto. Mediante la modificación de las técnicas convencionales que han tenido éxito con más de 1.000 trasplantes.

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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

El trasplante cardíaco heterotópico del ratón ha sido usado ampliamente desde que fue introducido por los Dres. Corry y Russell en 1973. Es especialmente valioso para el estudio de rechazo y la respuesta inmune ya que los nuevos transgénicos y ratones knock-out de genes están disponibles, y un gran número de reactivos inmunológicos se han desarrollado. El modelo de trasplante de corazón es menos estricto que los modelos de piel de trasplante, aunque técnicamente más difícil. Hemos desarrollado una técnica modificada y ha completado más de 1000 casos de éxito del trasplante cardíaco heterotópico en ratones. Al hacer la anastomosis de la aorta ascendente y la aorta abdominal, dos suturas se colocan en los vértices proximal y distal de la aorta abdominal con receptor aorta ascendente del donante s, a continuación, utilizando 11-0 sutura de las anastomosis en ambos lados de la aorta con suturas de continuar. El suturas hacer la anastomosis más fácil y 11-0 es un tamaño ideal de sutura para evitar el sangrado y trombosis.

Al hacer la anastomosis de la arteria pulmonar y la vena cava inferior, dos suturas se realizan en el vértice proximal y distal de la cúspide cava inferior del receptor s vena con la arteria pulmonar del donante s. La pared izquierda de la vena cava inferior y la arteria pulmonar de donantes s se cierra con suturas continua en el interior de la vena cava inferior después, un nudo con la estancia vértice proximal de sutura de la pared derecha de la vena cava inferior y la arteria pulmonar del donante s se cierran con suturas continúa fuera de la cueva inferior vena con 10-0. Este método es más fácil de realizar debido a la anastomosis se realiza sólo en un lado de la vena cava inferior y suturas 10-0 es el tamaño adecuado para evitar el sangrado y trombosis. En este artículo, ofrecemos detalles de la técnica para complementar el vídeo.

Protocol

Preparación de los donantes y la cosecha del corazón:

  1. El ratón es anestesiado con una inyección intraperitoneal de pentobarbital en posición supina y se coloca en el campo operatorio.
  2. Una larga incisión en el abdomen línea media se hace. Contenido abdominal se retraen con una gasa a la izquierda con el fin de exponer la aorta abdominal y la vena cava inferior.
  3. 1 ml de heparina (10u/ml) se inyecta en la vena cava inferior para heparinización.
  4. La toracotomía se hace: las costillas se dividen en ambos lados de la columna y la pared anterior del tórax es apalancado hasta exponer el corazón.
  5. La vena cava inferior, la vena cava superior y la vena ácigos se ligan con seda 6-0 y se divide superior a las ligaduras.
  6. La aorta ascendente y la arteria pulmonar son separadas y divididas en lo más distalmente posible.
  7. Las venas pulmonares se ligan y se divide distal de los vínculos.
  8. El corazón es perfundido con solución de 4 ° C o solución salina.
  9. El corazón se almacena en una solución salina fría.

Preparación receptor y trasplante

  1. El ratón es anestesiado con una inyección intraperitoneal de pentobarbital en posición supina y se coloca en el campo operatorio.
  2. Una larga incisión en el abdomen línea media se hace. Contenido abdominal se retraen fuera del abdomen con una gasa para exponer la aorta abdominal y la vena cava inferior.
  3. Las ramas de la aorta abdominal y la vena cava inferior se exponen y se liga con 10-0.
  4. Las ligaduras proximales y distales se colocan alrededor de la aorta y la vena cava inferior, respectivamente.
  5. El venotomía se hace en la vena cava inferior del receptor con una aguja de calibre 30. La apertura se amplía a una longitud igual a la de la aorta del donante pulmonar con micro-tijeras.
  6. La aortotomía se hace en la aorta abdominal del receptor con una aguja de calibre 30.
  7. La aorta abdominal abierto y la vena cava inferior se riegan con solución salina.
  8. El corazón del donante se coloca en el lado izquierdo del abdomen del receptor y se cubre con una gasa.
  9. El suturas se colocan en los vértices proximal y distal de la aorta abdominal con receptor aorta ascendente del donante.
  10. La anastomosis de la parte derecha de la aorta abdominal del receptor y la aorta ascendente del donante se completan con puntos de sutura continua.
  11. Dos suturas se hizo por primera vez en el vértice proximal y distal de la cúspide cava inferior del receptor vena con la arteria pulmonar del donante para la anastomosis de la arteria pulmonar del donante y la vena cava inferior del receptor vena.
  12. La pared izquierda de la vena cava inferior y la arteria pulmonar del donante se cierra con suturas continua en el interior de la vena cava inferior.
  13. Después de un nudo con el hilo de sutura ápice estancia proximal, la pared derecha de la vena cava inferior y la arteria pulmonar del donante se cierra con suturas continúa fuera de la cueva inferior vena.
  14. El corazón del donante se entrega a la parte derecha del abdomen del receptor. En la pared derecha de la aorta abdominal del receptor y anastomosis del donante aorta ascendente se cierran con suturas continuar.
  15. Después de la anastomosis se realiza la ligadura distal se retira para comprobar el sangrado de la anastomosis.
  16. Si hay poco o ningún sangrado de la anastomosis, la ligadura proximal se elimina. El corazón del donante se llena de sangre inmediatamente, el color del corazón se vuelve de color rojo y comienza a latir de nuevo.
  17. Los intestinos se introducen en el abdomen, que se cierra con sutura continua 6-0.
  18. El ratón receptor se coloca en un lugar cálido. Después de una hora, el destinatario recupere.

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Discussion

Resultados

Hemos realizado con éxito más de 1000 casos de trasplante cardíaco heterotópico en ratones y ha logrado más del 90% de éxito en diferentes cepas de ratones, incluso de tipo salvaje, los ratones transgénicos y knock-out de genes.

Discusión

Dado que los Dres. Corry y Russell introdujo el trasplante cardíaco heterotópico en ratones en 1973, este modelo ha demostrado ser una particularmente valiosa para el estudio de la respuesta de rechazo inmune y el desarrollo de nuevas estrategias inmunosupresoras. Este modelo se puede utilizar de manera más amplia ahora, porque la aparición de numerosos transgénicos y ratones knock-out de genes ha proporcionado nuevas maneras de estudiar los mecanismos de rechazo / tolerancia. El corazón vascularizado modelo de trasplante pueden ser más relevantes para el trasplante clínico de órganos sólidos. Aunque los trasplantes de piel o los trasplantes de corazones subcutánea neonatal son técnicamente más simple, la neovascularización que se requiere para la supervivencia del injerto en estos trasplantes son particularmente sensibles a las respuestas alogénicas. Por lo tanto, la piel y del tejido subcutáneo escuchar los trasplantes pueden ser útiles para una prueba rigurosa de la tolerancia, pero no para el desarrollo o la optimización de los protocolos de inducción de tolerancia o inmunosupresores.

Hemos modificado la técnica de trasplante de corazón vascular de varias maneras para mejorar la eficiencia y las tasas de éxito:

  1. El corazón del donante debe ser irrigado con solución salina de la aorta ascendente hasta que el corazón se vuelven color de la luz después de la cosecha.
  2. Las ramas de la aorta abdominal y vena cava inferior del receptor debe estar ligada con 10-0, prevención de la hemorragia durante la operación y la trombosis después de la operación.
  3. La luz de la aorta abdominal y la vena cava inferior del receptor debe ser irrigado con solución salina hasta que la sangre no se deja. Esto puede prevenir la trombosis después de la operación.
  4. Las burbujas de aire dentro de los vasos se debe evitar al realizar la anastomosis.
  5. La anastomosis arterial deben usar suturas 11-0, para ayudar a prevenir el sangrado de la anastomosis.
  6. La incisión de la aorta abdominal y vena cava inferior del receptor debe ser igual a la apertura de la arteria pulmonar y la aorta ascendente del corazón del donante.
  7. Es importante tener un campo de operación claras y amplias, por lo tanto, el uso de sutura 6-0 en lugar de las pinzas para ocluir temporalmente la aorta y la vena cava inferior.

Conclusión

Aunque la técnica del trasplante cardíaco heterotópico en ratones es técnicamente difícil, es una técnica importante para el estudio de alloresponses. Modificaciones técnicas y la práctica han resultado en una tasa de éxito de más del 90% en nuestro laboratorio. Creemos que el video y el manuscrito que acompaña ayudará a disminuir la curva de aprendizaje para los laboratorios que deseen utilizar esta técnica.

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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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