Transplantation cardiaque hétérotopique chez la souris

Biology

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Summary

Le modèle de souris transplantation cardiaque hétérotopique a été prouvée par de nombreux chercheurs d'être une méthode importante pour étudier les mécanismes de rejet et de la réponse immunitaire. Cependant, les techniques impliquées sont toujours difficiles. En modifiant les techniques standard, nous avons eu du succès avec plus de 1000 greffes.

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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

La transplantation cardiaque hétérotopique la souris a été largement utilisée car elle a été introduite par les Drs. Corry et Russell en 1973. Il est particulièrement précieux pour étudier le rejet et la réponse immunitaire aujourd'hui que les nouveaux transgéniques et des souris knockout du gène sont disponibles, et un grand nombre de réactifs immunologiques ont été développés. Le modèle de transplantation cardiaque est moins stricte que les modèles de greffe de peau, bien que techniquement plus difficile. Nous avons développé une technique modifiée et avoir complété plus de 1000 cas de succès de la transplantation cardiaque hétérotopique chez la souris. Lors de l'anastomose de l'aorte ascendante et l'aorte abdominale, deux points de suture sont placés rester aux sommets proximales et distales de l'aorte abdominale avec destinataires aorte ascendante du donateur s, puis en utilisant 11-0 de suture pour une anastomose des deux côtés de l'aorte avec des sutures de continuer. Les sutures séjour font l'anastomose facile et 11-0 est une taille idéale de suture pour éviter les saignements et des thromboses.

Lors de l'anastomose de l'artère pulmonaire et la veine cave inférieure, deux sutures sont faites rester à la pointe proximale et distale de l'apex inférieure au destinataire s veine cave avec l'artère pulmonaire du donateur s. La paroi gauche de la veine cave inférieure et l'artère pulmonaire donateurs est fermé avec des sutures continue dans l'intérieur de la veine cave inférieure après, un noeud avec le séjour de suture proximale sommet du mur à droite de la veine cave inférieure et l'artère pulmonaire du donateur s sont fermées par des sutures continue en dehors de la grotte de veine avec des sutures 10-0. Cette méthode est plus facile à réaliser, car l'anastomose est faite seulement sur un côté de la veine cave inférieure et 10-0 sutures est la bonne taille pour éviter les saignements et des thromboses. Dans cet article, nous fournir des détails sur la technique pour compléter la vidéo.

Protocol

Préparation des donateurs et la récolte du coeur:

  1. La souris est anesthésiée par une injection intrapéritonéale de pentobarbital et placé en position couchée sur le champ opératoire.
  2. Une longue incision médiane abdominale est faite. Contenu abdominal sont rentrés avec de la gaze à gauche afin d'exposer l'aorte abdominale et la veine cave inférieure.
  3. 1 ml d'héparine (10u/ml) est injecté dans la veine cave inférieure pour héparinisation.
  4. La thoracotomie est faite: les côtes sont divisés sur les deux côtés de la colonne vertébrale et la paroi thoracique antérieure est endettée pour exposer le cœur.
  5. La veine cave inférieure, la veine cave supérieure et la veine azygos sont ligués avec soie 6-0 et divisé supérieure aux ligatures.
  6. L'aorte ascendante et l'artère pulmonaire sont séparés et répartis autant que possible distal.
  7. Les veines pulmonaires sont ligaturés et divisés en aval de la cravate.
  8. Le coeur est perfusé avec 4 o C une solution saline.
  9. Le cœur est stocké dans une solution saline glacée.

Récipiendaire de préparation et de la transplantation

  1. La souris est anesthésiée par une injection intrapéritonéale de pentobarbital et placé en position couchée sur le champ opératoire.
  2. Une longue incision médiane abdominale est faite. Contenu abdominal sont rentrés en dehors de l'abdomen avec une gaze afin d'exposer l'aorte abdominale et la veine cave inférieure.
  3. Les branches de l'aorte abdominale et la veine cave inférieure sont exposés et ligaturé avec 10-0 points de suture.
  4. Les ligatures proximales et distales sont placés autour de l'aorte et la veine cave inférieure, respectivement.
  5. Le venotomy est faite dans la veine cave inférieure du receveur avec une aiguille de calibre 30. L'ouverture est ensuite étendu à une longueur de l'aorte pulmonaire égal à du donneur avec des micro-ciseaux.
  6. Le aortotomie est faite dans l'aorte abdominale du destinataire avec une aiguille de calibre 30.
  7. L'aorte abdominale et a ouvert la veine cave inférieure sont irriguées avec une solution saline.
  8. Le cœur du donneur est placée sur le côté gauche de l'abdomen du destinataire et est couvert avec de la gaze.
  9. Les sutures sont placées rester aux sommets proximales et distales de l'aorte abdominale avec destinataires aorte ascendante du donateur.
  10. L'anastomose du côté droit de l'aorte abdominale du destinataire et l'aorte ascendante du donateur sont complétées par des sutures de continuer.
  11. Deux sutures sont réalisées en premier séjour à l'apex et le sommet proximale distale inférieure du destinataire veine cave avec l'artère pulmonaire du donateur pour l'anastomose de l'artère pulmonaire du donneur et du receveur inférieure veine cave.
  12. La paroi gauche de la veine cave inférieure et l'artère pulmonaire donneur est fermée avec des sutures continue à l'intérieur de la veine cave inférieure.
  13. Après un noeud avec la suture proximale séjour sommet, le mur de droite de la veine cave inférieure et l'artère pulmonaire du donneur sont fermées avec des sutures continue en dehors de la grotte de veine.
  14. Le cœur du donneur est retourné sur le côté droit de l'abdomen du destinataire. Le mur de droite de l'aorte abdominale du receveur et le donneur d'anastomose aorte ascendante sont fermées par des sutures de continuer.
  15. Après anastomose est faite, la ligature distale est retiré pour vérifier que le saignement de l'anastomose.
  16. S'il ya peu ou pas de saignement de l'anastomose, la ligature proximale est retirée. Le cœur du donateur se remplit de sang immédiatement la couleur du cœur devient rouge et il commence à battre de nouveau.
  17. Les intestins sont retournés à l'abdomen, qui est fermée avec 6-0 points de suture continue.
  18. La souris receveuse est placé sur une surface chaude. Après une heure le destinataire récupère.

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Discussion

Résultats

Nous avons réalisé avec succès plus de 1000 cas de transplantation cardiaque hétérotopique chez la souris et atteint plus de 90% de réussite dans les différentes souches de souris, y compris de type sauvage, transgéniques et des souris knockout du gène.

Discussion

Depuis les Drs. Corry et Russell introduit transplantation cardiaque hétérotopique chez la souris, en 1973, ce modèle s'est avéré être une particulièrement précieuse pour étudier la réponse de rejet immunitaire et le développement de nouvelles stratégies immunosuppressives. Ce modèle peut être utilisé plus largement maintenant, parce que l'émergence des cultures transgéniques et des souris knockout de nombreux gènes a fourni de nouvelles façons d'étudier les mécanismes de rejet / tolérance. Le modèle vascularisé transplantation cardiaque peuvent être plus pertinentes pour la transplantation d'organes solides cliniques. Bien que les greffes de peau ou des greffes sous-cutanées de coeurs néonatals sont techniquement plus simple, la néovascularisation qui est nécessaire pour la survie du greffon dans ces greffes sont particulièrement sensibles aux réponses allogéniques. Ainsi, la peau et sous-cutanée entendre greffes peut être utile pour un test rigoureux de la tolérance, mais pas pour le développement ou l'optimisation des protocoles immunosuppresseurs ou induisant la tolérance.

Nous avons modifié la technique de greffe de coeur vasculaires de plusieurs façons à améliorer l'efficacité et les taux de réussite:

  1. Le cœur du donneur doivent être irriguées avec une solution saline de l'aorte ascendante jusqu'à ce que le coeur devenu couleur de la lumière après la récolte.
  2. Les branches de l'aorte abdominale et la veine cave inférieure du receveur doit être ligaturé avec 10-0 sutures, la prévention des hémorragies pendant l'opération et la thrombose après l'opération.
  3. La lumière de l'aorte abdominale et la veine cave inférieure du receveur doit être irriguée avec une solution saline jusqu'au pas de sang est à gauche. Cela peut prévenir la thrombose après l'opération.
  4. Les bulles d'air dans les vaisseaux doivent être évités lors de anastomoses.
  5. Les anastomoses des artères devraient utiliser 11-0 sutures, pour aider à prévenir les saignements de l'anastomose.
  6. L'incision de l'aorte abdominale et la veine cave inférieure du receveur doit être égale à l'ouverture de l'artère pulmonaire et l'aorte ascendante de coeur du donateur.
  7. Il est important d'avoir un champ d'exploitation claires et expansive, donc utiliser de suture 6-0 au lieu des pinces à occulter temporairement l'aorte et la veine cave inférieure.

Conclusion

Bien que la technique de la transplantation cardiaque hétérotopique chez la souris est techniquement difficile, il est une technique importante pour l'étude de alloresponses. Modifications de pratique et technique ont entraîné un taux de réussite de plus de 90% dans notre laboratoire. Nous pensons que la vidéo et le manuscrit qui accompagne aidera à réduire la courbe d'apprentissage pour les laboratoires qui souhaitent utiliser cette technique.

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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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