Il trapianto cardiaco eterotopico nel Mice

Biology

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Summary

Il modello di topo eterotopica trapianto di cuore è stato provato da molti ricercatori ad essere un metodo importante per lo studio dei meccanismi di rifiuto e di risposta immunitaria. Tuttavia, i metodi impiegati sono ancora difficili. Modificando le tecniche standard che abbiamo avuto successo con più di 1000 trapianti.

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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

Il trapianto eterotopico cuore del mouse è stato ampiamente utilizzato da quando è stato introdotto da Drs. Corry e Russell nel 1973. E 'particolarmente utile per lo studio rifiuto e risposta immunitaria ora che i nuovi transgenici e topi knockout del gene sono disponibili, e un gran numero di reagenti immunologici sono stati sviluppati. Il modello di trapianto di cuore è meno rigorosi rispetto ai modelli di trapianto della pelle, anche se tecnicamente più impegnativo. Abbiamo sviluppato una tecnica hanno modificato e completato oltre 1000 casi di successo del trapianto di cuore eterotopico nei topi. Quando si effettuano anastomosi dell'aorta ascendente e l'aorta addominale, due punti di sutura soggiorno siano messi a apici prossimale e distale del destinatario aorta addominale dell'aorta ascendente con il donatore s, quindi utilizzando 11-0 sutura per anastomosi su entrambi i lati dell'aorta con suture di continuare. Le suture soggiorno rendere l'anastomosi più facile e 11-0 è una dimensione di sutura ideale per evitare il sanguinamento e trombosi.

Quando si effettuano anastomosi dell'arteria polmonare e la vena cava inferiore, due suture sono fatte al vertice prossimale e distale all'apice del destinatario s vena cava inferiore con arteria polmonare del donatore s. La parete sinistra della vena cava inferiore e l'arteria polmonare donatore s è chiusa con sutura continua in parte interna della vena cava inferiore dopo, un nodo con il soggiorno apice prossimale sutura la parete destra della vena cava inferiore e l'arteria polmonare del donatore s sono chiuse con punti di sutura continua al di fuori della grotta vena 10-0 con punti di sutura. Questo metodo è più facile da eseguire, perché anastomosi è fatta solo da una parte della vena cava inferiore e 10-0 suture è la dimensione giusta per evitare di sanguinamento e trombosi. In questo articolo, forniamo i dettagli della tecnica per integrare il video.

Protocol

Preparazione del donatore e Harvest Cuore:

  1. Il mouse è anestetizzato con un'iniezione intraperitoneale di supina pentobarbital e immessi sul campo operatorio.
  2. Una lunga incisione addominale mediana è fatto. Contenuto addominale sono ritratta con una garza a sinistra al fine di esporre l'aorta addominale e la vena cava inferiore.
  3. 1 ml di eparina (10u/ml) viene iniettato nella vena cava inferiore per eparinizzazione.
  4. La toracotomia è fatto: le costole sono divisi su entrambi i lati della colonna vertebrale e la parete toracica anteriore è indebitate fino ad esporre il cuore.
  5. La vena cava inferiore, la vena cava superiore e la vena azygos sono legatura con 6-0 seta e diviso superiore alla legature.
  6. L'aorta ascendente e l'arteria polmonare sono separati e divisi per quanto distalmente possibile.
  7. Le vene polmonari sono legata e sezionata distale ai legami.
  8. Il cuore è perfuso con 4 soluzione C o salina.
  9. Il cuore è conservato in una soluzione salina ghiacciata.

Destinatario Preparazione e Trapianto

  1. Il mouse è anestetizzato con un'iniezione intraperitoneale di supina pentobarbital e immessi sul campo operatorio.
  2. Una lunga incisione addominale mediana è fatto. Contenuto addominale sono ritratta fuori l'addome con una garza per esporre l'aorta addominale e la vena cava inferiore.
  3. I rami dell'aorta addominale e la vena cava inferiore sono esposti e legatura 10-0 con punti di sutura.
  4. Le legature prossimale e distale sono disposte intorno al aorta e vena cava inferiore, rispettivamente.
  5. Il venotomy è fatto in vena cava inferiore del ricevente con un ago da 30 gauge. L'apertura è poi estesa ad una lunghezza uguale aorta polmonare del donatore con micro-forbici.
  6. Il aortotomy è realizzato in dell'aorta addominale del destinatario con un ago da 30 gauge.
  7. L'aorta addominale aperta e la vena cava inferiore sono irrigati con soluzione salina.
  8. Il cuore del donatore è posizionato sul lato sinistro dell'addome del destinatario ed è coperto con una garza.
  9. Le suture sono messi a apici prossimale e distale del destinatario aorta addominale con aorta ascendente del donatore.
  10. L'anastomosi del lato destro della aorta addominale del destinatario e dell'aorta ascendente del donatore sono completati con suture di continuare.
  11. Due punti di sutura soggiorno sono fatte prima al vertice prossimale e distale del vertice del destinatario vena cava inferiore con arteria polmonare del donatore per l'anastomosi dell'arteria polmonare del donatore e del ricevente vena cava inferiore.
  12. La parete sinistra della vena cava inferiore e l'arteria polmonare donatore viene chiusa con sutura continua nella parte interna della vena cava inferiore.
  13. Dopo un nodo con la sutura prossimale soggiorno apice, la parete destra della vena cava inferiore e l'arteria polmonare del donatore sono chiuse con punti di sutura continua al di fuori della vena cava inferiore.
  14. Il cuore del donatore è girato verso il lato destro dell'addome del destinatario. La parete destra della aorta addominale del destinatario e anastomosi aorta ascendente del donatore sono chiusi con continui punti di sutura.
  15. Dopo anastomosi è fatto, la legatura distale viene rimosso per controllare il sanguinamento dal anastomosi.
  16. Se c'è poco o nessun sanguinamento dal anastomosi, la legatura prossimale viene rimosso. Il cuore del donatore si riempie di sangue immediatamente il colore del cuore diventa rossa e comincia a battere di nuovo.
  17. Gli intestini sono restituiti al ventre, che si chiude con 6-0 punti di sutura continua.
  18. Il mouse destinatario è piazzato in una zona calda. Dopo un'ora il destinatario recupera.

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Discussion

Risultati

Abbiamo effettuato con successo più di 1000 casi di trapianto di cuore eterotopico nei topi e ha raggiunto oltre il 90% tasso di successo in diversi ceppi di topi, tra cui wild-type, transgenici e topi knockout del gene.

Discussione

Dal Drs. Corry e Russell introdotto trapianto eterotopico cuore nei topi, nel 1973, questo modello ha dimostrato di essere particolarmente utile per studiare la risposta immunitaria rifiuto e lo sviluppo di nuove strategie immunosoppressive. Questo modello può essere utilizzato più ampiamente ora, perché l'emergere di numerosi transgenici e topi knockout del gene ha fornito nuovi modi per studiare i meccanismi di rifiuto / tolleranza. Il modello di trapianto di cuore vascolarizzati possono essere più rilevanti per cliniche trapianto di organi solidi. Anche se trapianti di pelle o per via sottocutanea trapianti di cuori neonatale sono tecnicamente più semplici, la neovascolarizzazione che è necessario per la sopravvivenza del trapianto in questi trapianti sono particolarmente sensibili alle risposte allogenico. Così, la pelle e del tessuto sottocutaneo sentire i trapianti possono essere utili per una prova rigorosa di tolleranza, ma non per lo sviluppo o l'ottimizzazione dei protocolli immunosoppressivi o indurre tolleranza.

Abbiamo modificato la tecnica di trapianto di cuore vascolari in diversi modi per migliorare l'efficienza e il tasso di successo:

  1. Il cuore del donatore deve essere irrigata con soluzione salina dalla aorta ascendente fino a quando il cuore diventa colore della luce dopo la raccolta.
  2. I rami dell'aorta addominale e vena cava inferiore del ricevente deve essere legata 10-0 con punti di sutura, arrestando il sanguinamento durante l'operazione e trombosi dopo l'operazione.
  3. Il lume dell'aorta addominale e la vena cava inferiore del ricevente deve essere irrigata con soluzione fisiologica fino a quando il sangue non è di sinistra. Questo può prevenire la trombosi dopo l'operazione.
  4. Le bolle d'aria all'interno dei vasi dovrebbero essere evitati quando si effettua anastomosi.
  5. L'anastomosi arteria dovrebbe usare 11-0 suture, per aiutare a prevenire il sanguinamento dal anastomosi.
  6. L'incisione dell'aorta addominale e vena cava inferiore del ricevente deve essere uguale a l'apertura dell'arteria polmonare e dell'aorta ascendente del cuore del donatore.
  7. E 'importante avere un campo operatorio chiara ed espansivo, quindi usare 6-0 sutura al posto dei morsetti per occludere temporaneamente l'aorta e vena cava inferiore.

Conclusione

Sebbene la tecnica di trapianto di cuore eterotopico nei topi è tecnicamente impegnativo, è una tecnica importante per lo studio alloresponses. Modifiche pratiche e tecniche hanno portato ad un tasso di successo di oltre il 90% nel nostro laboratorio. Crediamo che il video e il manoscritto accompagnamento contribuirà a ridurre la curva di apprendimento per i laboratori che desiderano utilizzare questa tecnica.

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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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