A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يحدد البروتوكول طريقة مجدية وموثوقة وقابلة للتكرار لقط النقيض الرئوي الأيسر والتي يمكن استخدامها لدراسة إصابة نقص تروية الرئة في نماذج الفئران.
تعد إصابة نقص التروية (IRI) أثناء زراعة الرئة عامل خطر رئيسي لمضاعفات ما بعد الزرع ، بما في ذلك خلل الكسب غير المشروع الأولي والرفض الحاد والمزمن والوفيات. أدت الجهود المبذولة لدراسة أسس IRI إلى تطوير نموذج فأر موثوق به وقابل للتكرار لقط الهيلار في الرئة اليسرى. يتضمن هذا النموذج إجراء جراحيا يتم إجراؤه في فأر مخدر وتنبيب. يتم إجراء بضع الصدر الأيسر ، يليه تعبئة الرئة بعناية وتشريح الهيلوم الرئوي الأيسر. يتضمن المشبك النقيري ربط خياطة عكسية للهيلوم الرئوي مع عقدة منزلقة ، مما يوقف التدفق الشرياني والتدفق الوريدي وتدفق الهواء عبر القصبات الهوائية الرئيسية اليسرى. يبدأ التروية عن طريق الإزالة الدقيقة للخياطة. يستخدم مختبرنا 30 دقيقة من نقص التروية و 1 ساعة من التروية للنموذج التجريبي في التحقيقات الحالية. ومع ذلك ، يمكن تعديل هذه الفترات الزمنية اعتمادا على السؤال التجريبي المحدد. مباشرة قبل التضحية ، يمكن الحصول على غازات الدم الشرياني من البطين الأيسر بعد فترة 4 دقائق من تثبيت الظهيرة اليمنى لضمان أن قيم PaO2 التي تم الحصول عليها تعزى إلى الرئة اليسرى المصابة وحدها. كما وصفنا طريقة لقياس تسرب الخلايا باستخدام قياس التدفق الخلوي ، والذي يتضمن الحقن في الوريد لجسم مضاد يحمل علامة الفلوروكروم خاص بالخلية (الخلايا) المراد دراستها قبل التضحية. يمكن بعد ذلك حصاد الرئة اليسرى لقياس التدفق الخلوي ، وتجميدها أو تثبيتها ، والكيمياء الهيستولوجية المناعية المضمنة في البارافين ، وتفاعل البلمرة المتسلسل الكمي. تسمح تقنية المشبك النقيري هذه بدراسة مفصلة للآليات الخلوية والجزيئية الكامنة وراء IRI. تكشف النتائج التمثيلية عن انخفاض أكسجة الرئة اليسرى والأدلة النسيجية لإصابة الرئة بعد لقط النقيري. يمكن تعلم هذه التقنية بسهولة واستنساخها من قبل الأفراد ذوي الخبرة في الجراحة المجهرية أو بدونها ، مما يؤدي إلى نتائج موثوقة ومتسقة ويعمل كنموذج يمكن اعتماده على نطاق واسع لدراسة IRI للرئة.
IRI أثناء زرع الأعضاء هو عامل خطر رئيسي لخلل الكسب غير المشروع الأولي والحلقات اللاحقة من رفض الكسب غير المشروع 1,2. أثناء الزرع ، يتم تعريف وقت نقص التروية الدافئ على أنه الفترة الزمنية من المشبك الأبهري المتبرع إلى بدء التروية الباردة ومن إزالة الأعضاء من الثلج إلى زرع الأعضاء. يتم تعريف وقت التخزين البارد على أنه الفترة الزمنية من بداية التروية الباردة إلى إزالة العضو من الجليد3. نقص التروية الدافئ أكثر ضررا لوظيفة الأعضاء اللاحقة من نقص التروية الباردة4،5،6 ، وآلياته الأساسية تتطلب مزيدا من الدراسة في النماذج قبل السريرية. بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط زرع الأعضاء من التبرع بعد الموت القلبي (DCD) بأوقات إقفارية دافئة أطول من التبرع التقليدي بعد الموت الدماغي (DBD)7. في حين أن استخدام المتبرعين بأمراض DCD يمكن أن يوسع مجموعة المتبرعين ويزيد من استخدام الرئة ، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات قبل السريرية لتقييم آثار نقص التروية الدافئ على وظائف الرئة بعد الزرع. أدناه ، وصفنا نموذجا ل IRI الدافئ في الفئران عبر مشبك النقيض الرئوي الأيسر.
تم تطوير العديد من النماذج الحيوانية لقط الهيلار الرئوي وتكييفها على مدى السنوات العديدة الماضية وقد تشمل استخدام مشبك الأوعية الدموية الدقيقة الرضحية8،9،10،11،12،13 ، عاصبة روميل14،15 ، أو ربط خياطة16 كما المشبك هيلار. جوهر المشبك النقيري هو أنه يجب أن يكون قابلا للانعكاس ويسبب ضررا ضئيلا أو معدوما لهياكل النقيض بحيث يمكن تحقيق التروية. هنا ، نصف تقنية المشبك النقيري في الفئران التي تتضمن ربط خياطة عكسية للهيلوم الرئوي الأيسر مع عقدة منزلقة. تسد هذه الطريقة تدفق الشرايين الرئوية والتدفق الوريدي وتدفق الهواء داخل وخارج القصبات الهوائية الرئيسية. الفائدة الرئيسية للعقدة المنزلقة فوق مشبك الأوعية الدموية أو المشبك أو العاصبة هي أنه يمكن إغلاق الصدر خلال فترات طويلة من نقص التروية ، وبالتالي تقليل السوائل غير المعقولة وفقدان الحرارة في الماوس. نحن نقدم بروتوكولا للحصول على قياسات موثوقة لغازات الدم الشرياني (ABG) ولقياس تسرب الخلايا بعد تثبيت النقيري.
تحتل تقنية المشبك النقيري هذه مكانة مهمة في الدراسة الأوسع لزراعة الرئة. بالمقارنة مع النماذج الحيوانية الصغيرة لزراعة الرئة التقويمية ، يمكن لتقنية المشبك النقيضي عزل آثار IRI دون إضافة صدمة مفاغرة جراحية أو خيفية17. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إتقان تقنية المشبك النقيضي بسهولة وسرعة أكبر من عملية زرع رئة الفأر. في الواقع ، باستخدام تقنيات المشبك النقيضي ، تم تحديد العديد من الآليات المهمة في التسبب في IRI في العقد الماضي ، مثل TLR4 و NADPH oxidase ومستقبلات الأدينوزين A2A14،18،19،20. في البروتوكول التالي ، نقدم طريقة موثوقة وقابلة للتعليم وقابلة للتكرار لقط النقيض كأداة لدراسة IRI للرئة.
تمت الموافقة على جميع الدراسات من قبل لجنة رعاية واستخدام المؤسسية في كلية الطب بجامعة واشنطن. تلقت رعاية إنسانية وفقا لدليل رعاية واستخدام المختبر، الطبعة 821 التي أعدتها الأكاديمية الوطنية للعلوم ونشرتها المعاهد الوطنية للصحة ، ومبادئ رعاية المختبر التي صاغتها الجمعية الوطنية للبحوث الطبية.
1. التخدير والتنبيب
2. بضع الصدر
3. تطبيق المشبك هيلار
4. الافراج عن المشبك هيلار
5. تقييم ABG
ملاحظة: إذا كان قياس ABG مطلوبا ، فمن الأفضل الحصول عليه عن طريق شفط الدم الشرياني من البطين الأيسر. للتأكد من أن ABG يعكس وظيفة الرئة اليسرى فقط ، يجب الحصول على هذا الدم الشرياني بعد حوالي 4 دقائق من تثبيت الهيلوم الأيمن22,23 ، وخلال هذه الفترة تقوم الرئة اليسرى فقط بإجراء الأوكسجين والتهوية.
6. حقن الأجسام المضادة في الوريد لقياس تسرب الخلايا
ملاحظة: يمكن استخدام هذه التقنية لتحديد تسرب الخلايا عن طريق حقن الأجسام المضادة الموسومة بالفلوروكروم عن طريق الوريد في IVC قبل التضحية متبوعا بتحليل التدفق الخلوي ، كما نشرسابقا 18. باختصار ، يمكن تمييز العدلات داخل الأوعية الدموية عن العدلات الخلالية باستخدام الأجسام المضادة المضادة ل Ly6G الخاصة بالعدلات. يتم حقن الفلوريسئين إيزوثيوسيانات (المسمى FITC) المضاد ل Ly6G (استنساخ 1A8) عن طريق الوريد قبل 5 دقائق من التضحية ، والذي يصف العدلات المنتشرة داخل الأوعية. تركيز الجسم المضاد FITC-Ly6G المستخدم هو 100 نانوغرام مخفف في 200 ميكرولتر من محلول ملحي مخزن بالفوسفات. بعد ذلك ، بعد تحضير تعليق خلية واحدة من الرئة اليسرى لقياس التدفق الخلوي ، يتم تمييز جميع العدلات بعلامة allophycocyanin (المسمى APC) المضاد ل Ly6G (استنساخ 1A8). وبالتالي ، فإن العدلات APC-Ly6G + FITC-Ly6G + داخل الأوعية الدموية بينما APC-Ly6G + FITC-Ly6G- خارج الأوعية الدموية أو الخلالية. يمكن تكييف هذه التقنية مع الخلايا الوحيدة ذات الأجسام المضادة المضادة ل Ly6C ، والخلايا البائية ذات الأجسام المضادة ل CD19 ، على سبيل المثال.
7. تلطيخ الأنسجة (H &E)
بعد لقط الظهيرة اليسرى ، يكون الضغط الجزئي للأكسجة في الدم الشرياني (PaO2) المنسوب إلى الرئة اليسرى ~ 100 مم زئبق ، وهو أقل بكثير مقارنة ب ~ 500 مم زئبق بعد بضع الصدر الوهمي (الشكل 7 أ ، ن = 6-7). وتجدر الإشارة إلى أنه تم إجراء عمليات استئصال الصدر الوهمية في الفئران B6 مع قياس ABG ال...
وصفنا تقنية المشبك النقيري التي تنطوي على تطبيق عقدة منزلقة على الهيلوم الأيسر الذي يسد الشريان الرئوي والأوردة والشعب الهوائية للحث على نقص التروية الدافئ متبوعا بإعادة التروية. بعد لقط النقيض ، يمكن حصاد الرئة اليسرى لمجموعة متنوعة من التقنيات التجريبية مثل علم الأنسجة ، وقياس التدفق ...
لم يبلغ المؤلفون عن أي إفصاحات ذات صلة.
لم يتلق هذا العمل أي منحة محددة من أي وكالة تمويل في القطاعات العامة أو التجارية أو غير الربحية.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Medications | |||
10% povidone-iodine solution | Aplicare | NDC 52380-0126-2 | For disinfectant |
Buprenorphine 1.3 mg/mL | Fidelis Animal Health | NDC 86084-100-30 | For pain control |
Carprofen | Cronus Pharma | NDC 69043-027-18 | For pain control |
Heparin 1000 units/mL | Sagent | NDC 25021-404-01 | For obtaining arterial blood |
Isoflurane 1%-1.5% | Sigma Aldrich | 26675-46-7 | For anesthesia |
Ketamine hydrochloride 100 mg/mL | Vedco | NDC 50989-996-06 | For anesthesia |
Puralube Vet eye ointment | Medi-Vet.com | 11897 | To prevent eye dessiccation |
Xylazine 20 mg/mL | Akorn | NDC 59399-110-20 | For pain control |
Tools and Instruments | |||
Argent High Temp Fine Tip Cautery Pen | McKesson | 231 | To coagulate blood vessels |
Curved mosquito clamp | Fine Science Tools | 13009-12 | For surgical procedure |
Fine curved forceps | Fine Science Tools | 11274-20 | For surgical procedure |
Fine scissors | Fine Science Tools | 15040-11 | For surgical procedure |
Intubation clamp set-up | Fine Science Tools | 18374-44, 18144-30 | For holding mouse vertically by the tongue during intubation. See Supplementary Figure 1A. |
Magnetic rib retractors | Fine Science Tools | 18200-01, 18200-10 | For retraction of thoracotomy. Magnetic fixator and retractor should be connected by micro latex tubing below. |
Optical Grade Plastic Optical Fiber Unjacketed, 500μm | Edmund Optics | 02-532 | To make the introducer for the endotracheal tube. See Supplemental Figure 1B. A 1.5-inch length of this optical fiber should have a piece of silk tape secured to one end. It can then be used as an introducer for the endotracheal tube. The end of the introducer should be curves slightly. |
Power Pro Ultra clipper | Oster | 078400-020-001 | To clip hair |
Scissors | Fine Science Tools | 14370-22 | For surgical procedure |
Small animal heating pad | K&H Pet Products | Thermo-Peep Heated Pad | To maintain normothermia |
Small animal ventilator | Harvard Apparatus | 55-0000 | For ventilation (TV 0.35 cc, PEEP 1 cm H2O, RR 100-105/min, FiO2 100%) |
Spearit Micro Latex Rubber Tubing (1/8 in outside diameter, 1/16 in inside diameter) | Amazon.com | https://www.amazon.com/Rubber-Tubing-CONTINUOUS-Select-Length/dp/B00H4MT7V0?th=1 | For retraction of thoracotomy |
Stat Profile Prime Critical Care Blood Gas Analyzer | Nova Biomedical | https://novabiomedical.com/prime-plus-critical-care-blood-gas-analyzer/index.php?gad=1&gclid=Cj0KCQjwmICoBhDx ARIsABXkXlInZX--R3ezBkc304nS_GVGI9Z2T3Esr33 2aM8WGPiUVhicPQZ Wj2AaAqhDEALw_wcB | For retraction of thoracotomy |
Straight clamp | Fine Science Tools | 13008-12 | For surgical procedure |
Straight forceps | Fine Science Tools | 91113-10 | For surgical procedure |
Surgical microscope | Wild Heerbrugg | no longer produced | For intubation and surgical procedure; recommend replacement with Leica surgical microscopes |
Supplies | |||
½ cc syringe with ½ inch 29G needle | McKesson | 942665 | For injecting ketamine/xylazine intraperitoneally |
½ inch 31G needle on a 1 cc tuberculin syringe | McKesson | 16-SNT1C2705 | For aspiration of arterial blood from left ventricle |
1-inch 20G IV catheter | Terumo | SROX2025CA | For endotracheal tube (ETT) |
1-inch silk tape | Durapore | 3M ID 7100057168 | To tape ETT to nose and to secure limbs |
3/10 cc syringe with 5/16 inch 31G needle | McKesson | 102-SN310C31516P | For antibody injection into the inferior vena cava |
6-0 monofilament suture on a P-10 needle | McKesson | S697GX | For closure of thoracotomy, muscle layer, and skin |
6-0 silk tie | Surgical Specialties Look | SP102 | To make slipknot for hilar clamp |
Pointed cotton-tipped applicators | Solon | 56225 | To manipulate lung and for blunt dissection |
This corrects the article 10.3791/66232
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved