嫁接动脉硬化的小鼠模型

摘要

我们描述了协议我们的鼠标接枝arteriosclerois的的模型（GA）涉及鼠标容器段插入到相同的近交系的收件人。通过回交额外的遗传变为血管捐助，该模型可以评估特定基因遗传的影响。

摘要

接枝arteriosclerois的（GA），也称为移植物血管​​病变，是经过数月至数年在弥漫，整个移植血管树的圆周狭窄的移植器官的特点，开发一个病理病变。 GA发病的最重要组成部分是内膜平滑肌细胞内的增殖。当一个人冠状动脉段被插入到红外线的免疫缺陷小鼠的肾主动脉的内膜可以扩大在人类T细胞过继转移反应同种异体动脉供体或外源性的人IFN-γ中的人T细胞的缺乏。从一株成另一种小鼠品系收件人鼠标主动脉介入有限，因为人类的慢性排斥反应的模型，因为这种小鼠模型中的急性细胞介导的​​排斥反应，完全消除所有捐助源性血管内细胞移植两三个周。最近，我们已经开发了两种新的m乌斯模型来规避这些问题。第一种模式涉及从雄性小鼠的血管段插入到相同的近交系（C57BL/6J）一名女收件人。次要组织相容性抗原编码的Y染色体（本在男但不是女）的，随之而来的是足够了几个星期，懒惰保留供体来源的平滑肌细胞的排斥反应，移植物排斥在这种情况下，仅仅针对的。第二个模型涉及动脉段插​​入到主机从一个野生型C57BL/6J鼠标的捐助鼠标一脉相承和性别，缺乏干扰素受体-γ其次是管理的鼠标IFN-γ（通过感染的鼠标交付肝脏的腺病毒载体。没有在这种情况下，作为供体和受体的小鼠相同的应变和性别，但供体平滑肌细胞增殖中的细胞因子，而宿主来源的细胞，缺乏受体抑制这种细胞因子，反应迟钝。通过回交附加到容器中供体的基因变化，这两种模式可以用于特定基因的遗传进展的效果进行评估。在这里，我们描述了我们的鼠标GA模型的详细协议。

引言

接枝arteriosclerois的（GA），也称为移植物血管病变，是一个在移植器官的特点是弥漫性，圆周狭窄整个移植血管树⁷个月至数年发展的病理损害。早期阶段可能会导致偏心和焦距狭窄的动脉更明显，从而更紧密地类似看出，在传统的动脉粥样硬化狭窄。移植物血管内膜膨胀的结果，由于宿主的T细胞和巨噬细胞的浸润，特别是积累的细胞外基质和平滑肌细胞样细胞的管腔丢失源于接枝，主机或两个^{5，13，19，}是不充分的补偿出境船舶重塑。临床上最显着的病变是心脏移植，心外膜和心肌内冠状动脉。最终，乔治亚州的冠状动脉将导致缺血性心脏衰竭。 GA是心脏GR年底的主要原因船尾损失。停在狭窄的GA缝合线，强烈暗示其发病移植同种抗原主机响应和领导分类GA作为一种慢性排斥反应^3。然而，其他形式的动脉损伤可能增加GA的风险，可以通过增加净负担受伤或通过加强和/或调节同种免疫反应。接枝动脉的内皮细胞（EC）的衣料是保存在人类遗传算法和最表面的内膜的区域的相邻EC衣料宿主来源的IFN-γ产生的T细胞和巨噬细胞^11，在最严重的渗透是在网站上一些患者供体特异性自身抗体，结合移植EC ^16，但船只的发展是与GA表明几乎没有证据表明纤维素样坏死为特征的急性抗体介导的排斥^11。

GA发病的最重要组成部分，是内膜平滑肌细胞内增殖，如果这个过程中可能会被逮捕，，GA是不可能的进步。我们组以前的工作表明，人类冠状动​​脉节段的内膜，插入红外线肾免疫缺陷小鼠主动脉扩大继转移的人类T细胞异体动脉捐助的，并且这个过程中和人干扰素可以抑制^γ18。此外，外源人IFN-γ的可能导致内膜（内侧）在没有人类T细胞^15，17在这些动脉移植物的血管平滑肌细胞（VSMC）增殖。 （这是重要的要注意，人类和小鼠IFN-γ不跨越物种，排除鼠标在这个实验系统主机的间接影响。）这些人性化的小鼠模型，谈到人类Ţ细胞/血管细胞相互作用的利益和内膜病变主要是由人类细胞（ 即移植派生）已观察到的临床标本中，但它们完全不重述临床情况，因为它们忽略宿主巨噬细胞和可能的其他类型的细胞的作用，在临床移植病变。在此过程中常规的小鼠模型理论上可以解决这个问题，有一个完整的宿主的免疫系统，并提供附加的优点，允许功率基因小鼠的方法被应用到GA补充人源化模型的限制。两个最广泛使用的小鼠模型涉及异位心脏移植和原位动脉移植^1。异位心脏移植的动脉病变的发展主要是由宿主细胞，骨髓起源可能，而人类心脏移植的动脉内膜细胞主要是移植原点^{5，13，19。}这是一个显着的区别，使我们开发替代小鼠模型。介入的鼠标主动脉另一个鼠标应变收件人一株成是人类慢性排斥反应的模型更为有限，因为急性细胞介导的​​排斥反应，这种小鼠模型完全消除所有捐助源性血管内细胞移植两三个^第19周。因此，随后的变化中看到插入血管段是单纯的响应宿主细胞重新填充脱细胞血管支架，创造一个的高人造的情况作为模型移植血管的变化发生在诊所的相关性有限。最近，我们已经开发了两个新的小鼠模型来规避这些问题^21。第一种模式涉及从雄性小鼠的血管段插入到相同的近交系（C57BL/6J）一名女收件人。第二个模型涉及到主机鼠标缺乏REC一脉相承和性别从一个野生型C57BL/6J鼠标的捐助中插入动脉段eptor IFN-γ（IFN-γRKO的），其次是管理的鼠标干扰素-γ（交付通过腺病毒载体感染的小鼠肝脏，在这里，我们将详细介绍协议的优势我们的鼠标GA模型。

研究方案

鼠标异体同基因移植模型

所有的动物研究机构动物护理和使用委员会耶鲁大学批准。同种异体移植模型，使用一个终端到男，4-5周龄WT（C57BL/6J）或IFN-γRKO的小鼠胸主动脉段，插入女收件人，腹主动脉8-12周龄WT高端的显微外科吻合技术（有关详细信息，请参阅下）。 8-12周龄IFN-γR1-KO对于同基因移植模型，男，4-5周龄WT小鼠胸主动脉段插入到腹主动脉的男性，使用一个终端到终端的显微外科吻合技术。术后1周，动物接种IV与IFN-γAd5.CMV鼠或Ad5.CMV LacZ基因（QBIOGENE联系）1×10 ⁹ PFU。血清小鼠IFN-γ水平测定ELISA（eBioscience公司）在1和5周后腺病毒管理。某些动物的BrdU（Sigma-Aldrich公司）在100毫克/千克SC 2周前牺牲。

终端到终端的显微外科吻合技术（这部分将采取视频）：

1。捐助者的程序

1. 麻醉供体小鼠腹腔注射氯胺酮（50毫克/公斤）和甲苯噻嗪（10毫克/千克）。
2. 确保有足够的麻醉后，在手术显微镜下将供体小鼠X8-30的放大倍率在仰卧位托盘上，并使用碘消毒片，酒精消毒片胸壁准备。
3. 切开通过前胸壁的肋骨和膈肌，暴露心脏。
4. 打开右心房进入左心室，注入10毫升的肝素（100 U / ml）的生理盐水冲洗小鼠用10毫升的注射器，25号针头。
5. 切除的心脏和肺部露出的整个长度胸主动脉。
6. 仔细解剖胸主动脉，以尽量减少直接创伤的whILË识别，结扎并用11-0附近的主动脉缝合木材划分分支机构。
7. 一旦胸主动脉周围组织，切除整个胸主动脉移植。
8. 肝素化（100 U / ml）的生理盐水溶液冲洗供体主动脉的切断端，并将其存储在冰上（最多6个小时），直到移植在同一溶液中。

2。收件人程序

1. 同IP酮洛芬（5毫克/公斤）注入受体小鼠的镇痛，并，用ip氯胺酮（50毫克/千克）和甲苯噻嗪（10毫克/公斤）小鼠thenanesthetize。受体小鼠深深60-90分钟，持续时间在10分钟内麻醉。手术过程中，麻醉水平评估每隔15分钟用钳子捏腹前壁或脚。如果动物在手术过程中随时有害刺激的反应，追加剂量氯胺酮和甲苯噻嗪（1/4或1/3原剂量）会由SC或IM
2. 确保有足够的麻醉后，腹前壁使用电动剃须刀剃掉皮草，清洁皮肤，使用碘消毒片，酒精片，使用眼药膏遮住眼睛。在手术过程中，将用于下列无菌技术操作，其中包括10％的漂白剂清洗运作表，戴无菌手套，使用无菌显微外科工具（蒸汽消毒仪器的操作开始时，再热玻璃珠灭菌多个操作间等）的仪器。
3. 将受体小鼠在手术显微镜下的放大倍率X8-30上的托盘在仰卧位。
4. 从剑突至耻骨中线切开腹壁，并波及腹壁除了使用微拉钩暴露腹腔。
5. 缩回的肠子优，用纱布包好，用生理盐水浸湿。受体小鼠变得损失HEA冷却t透外向的肠子。重要的是要保持动物的温暖。然而，加热板在手术过程中不使用适度低温有利于在防止脊髓损伤在闭塞主动脉的血流量，以及有小鼠体内不存在血流量的下半部分的传热效率。
6. 生殖器官的下部移动，用生理盐水溶液湿润的纱布包裹受体小鼠的腹部区域，并用它来缩回直肠腹部右侧。暴露的组织在移植过程中定期用盐水灌溉。
7. 解剖说穿了一段腹主动脉之间的肾血管主动脉分叉近端和远端仔细分离下腔静脉（IVC）。
8. 识别并结扎所有源于这个段腹主动脉，用11-0尼龙单丝缝合的小树枝。
9. 交叉夹紧的该隔离段使用bdominal主动脉血管钳近似5毫米，两端各​​一个。
10. 横切腹主动脉之间使用的是锋利的微型剪刀夹子创建吻合网站。
11. 切除从一个切断端的横断收件人主动脉腹主动脉的一小部分（不超过0.4毫米的长度），以适应供体主动脉移植物。
12. 冲洗使用肝素生理盐水溶液，以除去残留的血液的夹具之间的主动脉段。夹具和捐助主动脉移植的主动脉段之间的定期灌溉肝素（100 U / ml）的生理盐水溶液（40毫升/公斤）期间吻合。
13. 断面捐助主动脉两侧用锋利的微型剪刀，创建一个段嫁接移植长度为2.5毫米。
14. 原位位置，吻合移植供体的近端和远端分别到收件人的近端和远端腹主动脉切端，将捐助主动脉移植，最终吨邻图案，用11-0尼龙单丝缝合。
15. 对于连续的缝合线，将在3和9点钟位置首先住宿缝线。两个住缝线之间每侧移植，吻合两切边缘采用连续缝合3-4针，缝线连续缝合，留一个双结绑。由于封闭的两个层是连续的，裂开的风险增加。捐助主动脉移植应在适当的长度以连接收件人的近端和远端腹主动脉切端。
16. 间断缝合，构造四个吻合在3和9点钟位置两侧的接枝首先，3-4针迹之间的住宿缝线在移植物的每一侧的两个切割边缘吻合。
17. 松开钳远端允许逆行流入移植，确定出血部位，并在3分钟内作出额外的针。
18. 确定满意的止血后，松开近端钳。
19. 确认移植通畅大力脉动在接枝和本机腹主动脉的近端邻近节段的存在，特别是在远端邻近节段的腹主动脉和肠系膜下动脉。考虑，如果脉动的血流恢复后，在几分钟之内减少血栓形成的吻合口网站。
20. 返回肠道进入腹腔。
21. 缝合关闭腹壁肌肉层和皮肤层用5-0尼龙缝合线，分别。
22. 受体小鼠放置到一个干净的笼子一个加热垫的顶部，并等待1-2小时的老鼠，恢复知觉，并从麻醉中恢复。在恢复过程中，重要的是要保持动物足够的温暖。保持温暖和干燥的老鼠笼前动物从麻醉中唤醒。
23. 后肢运动功能评估后，老鼠恢复，并再次在第二日。一个成功的移植手术将证实我F无后肢功能障碍的受体小鼠中观察到第二天。
24. 管理与酮洛芬在受体小鼠的饮用水（5毫克/公斤/天= 27微克/毫升饮用水中）48小时。如果有任何的受体小鼠患上术后止痛药，疼痛缓解的新郎，揉成异常姿势，等失去流动性，失败证明了，他们将被实施安乐死。动物将被安乐死在预定结束点后1-60天。

嫁接分析

采购同基因移植模型中在第4周和移植物动脉移植的同种异体移植后6周可操作（病毒感染后第5周），并分析通过标准组织学技术弹性van Gieson染色（EVG）染色法，苏木精和伊红（HE）染色和免疫染色。照片拍摄使用免疫荧光显微镜系统（蔡司）。细胞计数的细胞核阳性表达包围执行在高倍率下，平均5横截面为每个移植。接枝面积测量管腔内的内皮细胞，内膜（内皮细胞和内弹力层之间，IEL），媒体（IEL和外弹性膜之间，鳗鱼），壁厚（之间的内皮细胞和外弹性膜） 5串行交叉路段，相距150微米每个移植整个容器（EEL内）进行计算，采用计算机辅助的图像分析和NIH图像1.60（ http://rsbweb.nih.gov/nih-image ）。

统计分析

所有数据均以平均值±SEM。双尾配对t检验和双向方差分析进行使用的Prism软件程序（GraphPad软件的）。以P <0.05的差异被认为是表明统计学意义。

结果

小鼠移植物动脉硬化（GA）模式 ：在这种模式下，男性捐赠者主动脉移植到女性的收件人，使主机诱导同种异体反应性T细胞介导的免疫性反应表示对未成年y抗原（男性特有的次要组织相容性抗原HY）移植物^12，反过来T细胞产生IFN-γ的驱动器的血管平滑肌细胞增殖²⁰中观察到的其他同种异体移植模型^{2，6，8-10，14。}从捐赠者男A段胸主动脉手术，插入女性收件人?...

讨论

专注于鼠标GA模型所描述的协议。该程序可以被应用到其他接枝移植模型。这些模型包括人性化的异种移植（ 即人类冠状动脉节段插入到免疫缺陷小鼠的肾主动脉红外线），急性排斥反应的鼠标GA模型（ 即鼠标从一个到另一个遗传应变收件人遗传应变主动脉）。我们描述的小鼠模型更接近人类的遗传病变。第一种模式涉及从雄性小鼠的血管段插入到相同的近交系（C57BL/6J）一名女收?...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
C57BL/6J (H-2b)	Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME)	000664	Donor (5 weeks) Recipient (8-12weeks)
Ketamine Hydrochloride Injection	Hospira Inc.	NDC 0409-2053	Storage Solution(50 mg/ml) Working Solution(5 mg/ml)
Xylazine Sterile Solution	Lloyd Inc.	NADA# 139-236	Storage Solution(100 mg/ml) Working Solution(1 mg/ml)
Ketoprofen	Fort Dodge Animal Health	NDC 0856-4396-01	Storage Solution(100 mg/ml) Working Solution-oral (0.027 mg/ml)
Heparin Sodium	Sagent Pharmaceticals	NDC 25021-400	Storage Solution(1000 U/ml) Working Solution(100 U/ml)
Saline solution (Sterile 0.9% Sodium Chloride)	CareFusion	AL4109
0.9% Sodium Chloride Injection	Hospira Inc.	NDC 0409-4888-10	To prepare the anesthetic
Petrolatum Ophthalmic Ointment	Dechra Veterinary Products	NDC 17033-211-38
Iodine Prep Pads	Triad Disposables, Inc.	NDC 50730-3201-1
Alcohol Prep Pads	McKesson Corp.	NDC 68599-5805-1
Microscope	Leica	MZ95
Micro Scissors	Roboz Surgical Instrument Co.	RS-5693
Spring Scissors	F.S.T	15009-08	To transect the aorta of donor or recipient
Extra Narrow Scissors	F.S.T	14088-10
Needle Holder/Forceps	MICRINS	MI1542	To hold the needle
Fine Forceps	F.S.T	11254-20
Forceps	F.S.T	11251-35
Standard Pattern Forceps	F.S.T	11000-12
Forceps	F.S.T	13011-12
LANCASTER Eye Speculum	Zepf Medical Instruments	42-1209-07
Micro Vascular Clip	Roboz Surgical Instrument Co.	RS-6472
Micro Clip Applying Forceps With Lock	Roboz Surgical Instrument Co.	RS-5440
Black Polyamide Monofilament Suture	AROSurgical Instruments Corporation	Cat #T4A10Q07	10-0 suture, Needle=70 microns
Black Monofilament Nylon Suture	Syneture (Covidien)	SN-1956	6-0 suture
Non-Woven Songes	McKesson Corp.	Reorder No. 94442000
1 ml Syringe	BD	REF 309659
3 ml Syringe	BD	REF 309657
10 ml Syringe	BD	REF 309604
18G 1 1/2, Hypodermic Needle	BD	REF 305196
25G 7/8, Hypodermic Needle	BD	REF 305124
27G 1/2, Hypodermic Needle	BD	REF 305109
30G 1/2, Hypodermic Needle	BD	REF 305106
Hearting Pad	Sunbeam	Z-1228-001
Trimmer	Wahl	9854-500
Table 2. Specific reagents and equipment.