A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
هنا ، يتم تقديم بروتوكول لزرع طعم وعائي مصمم بالأنسجة في الشريان السباتي للفأر باستخدام تقنية الكفة ، مما يوفر نموذجا حيوانيا مناسبا للتحقيق في آليات تجديد أنسجة الأوعية الدموية.
كان تطوير الطعوم الوعائية ذات القطر الصغير مسعى عالميا ، حيث ساهمت العديد من المجموعات البحثية في هذا المجال. تلعب التجارب على دورا محوريا في تقييم فعالية وسلامة الطعوم الوعائية ، لا سيما في حالة عدم وجود تطبيقات سريرية. بالمقارنة مع النماذج الحيوانية البديلة ، يوفر نموذج زرع الفأر العديد من المزايا ، بما في ذلك خلفية وراثية محددة جيدا ، وطريقة ناضجة لبناء نموذج المرض ، وإجراء جراحي مباشر. بناء على هذه المزايا ، ابتكرت الدراسة الحالية تقنية بسيطة للكفة لزرع ترقيع الأوعية الدموية المصممة بالأنسجة في الشريان السباتي للفأر. بدأت هذه التقنية بتصنيع طعوم الأوعية الدموية ذات القطر الصغير من بولي كابرولاكتون (PCL ) عن طريق الغزل الكهروستاتيكي ، متبوعا ببذر الضامة على الطعوم من خلال امتصاص التروية. بعد ذلك ، تم زرع الطعوم الوعائية المهندسة بالأنسجة الخلوية في الشريان السباتي للفأر باستخدام تقنية الكفة لتقييم المباحية والقدرة على التجدد. بعد 30 يوما من الزرع في الجسم الحي ، وجد أن سالكية الأوعية الدموية مرضية ، مع وجود دليل على تجديد الأنسجة الجديدة وتشكيل طبقة بطانية داخل تجويف الطعوم. تم تحليل جميع البيانات باستخدام برامج إحصائية ورسوم بيانية. نجحت هذه الدراسة في إنشاء نموذج زرع الشريان السباتي للفأر الذي يمكن استخدامه لاستكشاف المصادر الخلوية لتجديد الأوعية الدموية وآليات عمل المواد الفعالة. علاوة على ذلك ، فإنه يوفر الدعم النظري لتطوير ترقيع الأوعية الدموية الجديدة ذات القطر الصغير.
يتزايد انتشار أمراض القلب والأوعية الدموية والوفيات الناجمة عنها على الصعيد العالمي، مما يمثل شاغلا كبيرا للصحةالعمومية1. يعد تطعيم المجازة الوعائية تدخلا فعالا لأمراض القلب التاجية الشديدة وأمراض الأوعية الدمويةالطرفية 2. تم توثيق استخدام ترقيع الأوعية الدموية الاصطناعية بأقطار تتجاوز 6 مم جيدا في البيئات السريرية. على العكس من ذلك ، فإن أولئك الذين يقل قطرهم عن 6 مم معرضون للتخثر وتضخم الورم الحمي، مما قد يؤدي إلى خطر كبير من تضيقالنفس 3. على الرغم من التقدم الكبير في البحث والتطوير للطعوم الوعائية ذات القطر الصغير في السنوات الأخيرة ، مع اقتراب العديد من المنتجات من التطبيق السريري ، لا تزال هناك تحديات متعددة 4,5. وتشمل هذه معدل سالكية منخفض نسبيا على المدى الطويل ، وتجديد محدود للأوعية الدموية ، وفهم غير كاف لآلية التجديد.
يعتمد التقييم قبل السريري للطعوم الوعائية الجديدة ذات القطر الصغير على الزرع في الجسم الحي في نماذج حيوانية مختلفة. تشمل النماذج الأكثر استخداما الشريان السباتي للأغنام ، والشريان الفخذي للكلاب ، والشريان السباتي للأرانب ، ونماذج زرع الشريان البطنيللفئران 6،7،8،9. يمكن تقييم سالكية الطعوم الوعائية في المتوسطة إلى الكبيرة الحجم ، مثل الأغنام والخنازير. ومع ذلك، تنطوي هذه الدراسات على تكاليف باهظة بسبب الخبرة والمعدات المطلوبة. بالإضافة إلى ذلك ، يشكل تعقيدها التقني تحديا للتنفيذ. في المقابل ، تفتقر النماذج الحيوانية الصغيرة مثل الأرانب والجرذان إلى الأنواع المعدلة وراثيا راسخة ذات خلفيات وراثية محددة بوضوح ، مما يمثل عقبة كبيرة في دراسة آليات تجديد الأوعية الدموية.
بالمقارنة مع النماذج الحيوانية المذكورة أعلاه ، يقدم نموذج الفأر إجراء جراحيا مباشرا نسبيا ، ومنهجية راسخة لتوليد الفئران المعدلة وراثيا ، وخلفية وراثية محددة بوضوح. ومع ذلك ، فإن القطر الصغير للأوعية الدموية للفئران يجعل مفاغرة البداية إلى النهاية في تطعيم الأوعية الدموية معقدة تقنيا ، مما يتطلب خبرة كبيرة وينتج عنه معدل نجاح منخفض نسبيا. لتقليل تعقيد الإجراء وتحسين معدل نجاح زرع الطعم الوعائي ، استخدمت الدراسة الحالية تقنية الكفة في نموذج زرع الشريان السباتي للفأر.
بعد الزرع في الجسم الحي ، يمكن أن تقوم الطعوم الوعائية بتجنيد الخلايا الذاتية التي تساهم في تجديد أنسجة الأوعية الدموية. يسهل وجود هذه الخلايا الظهارة البطانية وتجديد طبقة العضلات الملساء من الطعوم. 10. ومع ذلك ، لا يزال مصدر ونوع الخلايا المشاركة في تجديد أنسجة الأوعية الدموية غير واضح ، وهناك العديد من النظريات المتنافسة قيدالتحقيق 11. من بين هؤلاء ، ركزت الأبحاث على أدوار الخلايا الالتهابية والجذعية. قام Breuer et al. بزرع الخلايا الوحيدة المشتقة من نخاع العظام البشرية (hBMCs) على الطعوم الوعائية ووجدوا أن الخلايا المصنفة جندت الخلايا المضيفة في جدار الكسب غير المشروع من خلال إطلاق بروتين الجاذب الكيميائي أحادي الخلايا -1 (MCP-1) ، وبالتالي تعزيز تجديد أنسجة الأوعيةالدموية 12. في هذه الدراسة ، تم اقتراح طريقة فعالة لبذر خلايا امتصاص التروية واستخدمت بنجاح لبذر البلاعم على طعوم الأوعية الدموية ذات القطر الصغير من بولي كابرولاكتون (PCL). بعد الزرع ، أظهرت هذه الخلايا قابلية مستدامة للبقاء.
توضح هذه المقالة بالتفصيل منهجية إعداد ترقيع الأوعية الدموية المصممة بالأنسجة وإجراء زرع الشريان السباتي في الفئران باستخدام تقنية الكفة. تبدأ العملية بتصنيع ترقيع الأوعية الدموية ذات القطر الصغير PCL بمعلمات محددة عن طريق الغزل الكهروستاتيكي. بعد ذلك ، تخضع الطعوم التي تعتبر مناسبة للزرع لاختبار ميكانيكي. ثم يتم زرع البلاعم على الطعوم الوعائية باستخدام طريقة امتصاص التروية. أخيرا ، يتم زرع ترقيع الأوعية الدموية المصنفة بالبلاعم في الشريان السباتي للفأر باستخدام تقنية الكفة ، ويتم تحليل خصائص المباحية والتجدد بعد شهر واحد من الزرع في الجسم الحي .
هذه التقنية لديها القدرة على تعزيز فعالية ومعدلات نجاح تطعيم الأوعية الدموية في نماذج الفئران. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام النموذج للتحقيق في الآليات الكامنة وراء مصادر الخلايا والجينات المحورية والعوامل النشطة في تجديد الأوعية الدموية ، وتوفير الدعم النظري والمنهجي للتعديل الوظيفي وتطوير الطعوم الوعائية الجديدة ذات القطر الصغير.
تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية من قبل اللجنة الأخلاقية للتجارب على التابعة لمعهد الطب الإشعاعي ، الأكاديمية الصينية للعلوم الطبية ، وامتثلت للمبادئ التوجيهية لرعاية واستخدام المختبر. تم استخدام ذكور الفئران C57BL / 6 ، الذين تتراوح أعمارهم بين 6 و 8 أسابيع ، ويبلغ وزن جسمهم 25-30 جم ، في هذه الدراسة. تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.
1. تصنيع الطعوم الوعائية ذات القطر الصغير
ملاحظة: قم بتصنيع ترقيع الأوعية الدموية PCL ذات القطر الصغير باستخدام تقنية الغزل الكهربائي13.
2. بذر البلاعم على الطعوم الوعائية
ملاحظة: تأكد من أن جميع المحاليل والمواد معقمة. إجراء جميع العمليات داخل غرفة زراعة الخلايا.
3. نموذج زرع الشريان السباتي للفأر
ملاحظة: الحفاظ على منطقة جراحية معقمة لإجراءات. تعقيم جميع الأدوات الجراحية والمستهلكات قبل الجراحة.
4. الرعاية والتحليل اللاحق للإجراءات
تم تحضير الطعوم الوعائية ذات القطر الصغير بمعايير مختلفة بنجاح عن طريق الغزل الكهربائي. كشفت صور SEM أن الألياف موزعة بشكل موحد وأظهرت ترتيبا غير منتظم داخل جدار الكسب غير المشروع ، مع وجود هياكل مسام (الشكل 4). مع زيادة تركيز PCL ، زاد قطر الألياف وحجم ا?...
يمثل استخدام تقنية الكفة لزرع ترقيع الأوعية الدموية المصممة بالأنسجة في الشريان السباتي للفأر تقدما كبيرا في أبحاث القلب والأوعية الدموية15. تشمل الخطوات الحاسمة لهذه التقنية بذر الخلايا وزرع الكسب غير المشروع. استخدمت هذه الدراسة نهج امتصاص التروية لتعزي...
وليس لدى أصحاب البلاغ مصالح مالية متضاربة.
تم توفير تمويل هذه الدراسة من قبل مشاريع المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 32101098 و 32071356 و 82272158) وصندوق CAMS للابتكار للعلوم الطبية (رقم 2022-I2M-1-023).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1% penicillin-streptomycin | Solarbio | P1400 | |
10% fetal bovine serum | Gibco | A5256701 | |
4% paraformaldehyde | Solarbio | P1110 | |
4',6-Diamidino-2-Phenylindole (DAPI) | SouthernBiotech | 0100-20 | |
Alcohol | Tianjin Chemical Reaggent Company | 1083 | |
Anti-Mouse CD31 primary antibody | BD Bioscience | 553370 | |
Arterial clips | RWD Life Science | R31005-06 | |
C57BL/6 mice | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Company | ||
Dulbecco's modified eagle medium (DMEM) | Gibco | 11966025 | |
Electrostatic spinning machine | Yunfan Technology | DP30 | |
Goat anti-rat IgG (Alexa Fluor 555) | Invitrogen | A-21434 | |
Hematoxylin and eosin (H&E) | Solarbio | G1120 | |
Hexafluoroisopropanol (HFIP) | McClean | H811026 | |
Iodophor | LIRCON | V273068 | |
Microscissors | World Precision Instruments | 14124 | |
Microtweezers | World Precision Instruments | 500338 | |
Normal goat serum | Boster | AR0009 | |
Normal saline | Cisen Pharmaceutical company | H20113369 | |
Nylon tube for cuff | Portex | ||
Optimal cutting temperature compound (OCT) | Sakara | 4583 | |
Pentobarbital sodium | Sigma | P3761 | |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | Solarbio | P1003 | |
Poly(ε-caprolactone) (PCL) pellets (Mn = 80,000) | Sigma | 704067 | |
RAW264.7 macrophages | Biyuntian Biotechnology | ||
Scanning electron microscope (SEM) | Zeiss | PHENOM-XL-G2 | |
Surgical sutures 6-0 | Ningbo Chenghe microapparatus factory | 220919 | |
Surgical sutures 9-0 | Ningbo Chenghe microapparatus factory | 221006 | |
Syringe | Changqiang Medical Devices | 0197 | |
Tensile testing machine | Instron | WDW-5D |
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