小鼠肺内气管移植：肺移植后闭塞性气道疾病研究模型

摘要

小鼠肺内气管移植 （IPTT） 模型对于研究肺移植后的闭塞性气道疾病 （OAD） 很有价值。它以高可重复性提供了对同种异体移植后气道闭塞中肺特异性免疫学和血管生成行为的见解。在这里，我们描述了 IPTT 程序及其预期结果。

摘要

小鼠肺内气管移植 （IPTT） 用作肺移植后闭塞性气道疾病 （OAD） 的模型。该模型最初由我们的团队报道，由于其高技术可重复性和研究免疫行为和治疗干预的适用性，该模型已用于 OAD 的研究。

在 IPTT 模型中，啮齿动物气管移植物通过胸膜直接插入受体的肺部。该模型不同于异位气管移植 （HTT） 模型，其中移植物移植到皮下或网膜部位，也不同于原位气管移植 （OTT） 模型，其中供体气管取代受体的气管。

成功实施 IPTT 模型需要先进的麻醉和手术技能。麻醉技能包括接受者的气管插管、设置适当的通气参数以及麻醉恢复后适当定时拔管。手术技巧对于在肺内精确放置移植物以及确保有效密封脏胸膜以防止漏气和出血至关重要。一般来说，学习过程大约需要 2 个月。

与 HTT 和 OTT 模型相比，在 IPTT 模型中，同种异体移植气道在相关肺微环境中发生气道闭塞。这使研究人员能够研究肺移植后气道闭塞所涉及的肺特异性免疫学和血管生成过程。此外，该模型的独特之处在于它表现出三级淋巴器官 （TLO），这在人类肺同种异体移植物中也可见。TLO 由 T 细胞群和 B 细胞群组成，其特征是存在指导免疫细胞募集的高内皮小静脉;因此，它们很可能在移植物的接受和排斥中起着至关重要的作用。我们得出的结论是，IPTT 模型是研究肺移植同种异体移植物气道闭塞发展中涉及的肺内免疫和促纤维化途径的有用工具。

引言

肺移植已被确定为终末期呼吸系统疾病患者的有效治疗方法。然而，人肺移植受者的中位生存率仅为 6 年左右，闭塞性细支气管炎 （OB） 是一种阻塞性气道疾病 （OAD），是移植后第一年后死亡的主要原因¹。

已经利用几种动物模型来研究OAD的潜在机制。其中一种模型是异位气管移植 （HTT） 模型²。在该模型中，气管移植物被植入接受者的皮下组织或网膜中。发生缺血诱导的气管移植物上皮细胞丢失，随后发生同种异体淋巴细胞浸润和供体上皮细胞凋亡。成纤维细胞和肌成纤维细胞在气管周围迁移，产生细胞外基质。最后，气道管腔完全纤维性闭塞。HTT模型技术简单，提供 体内 环境，并提供高可重复性。

研究 OAD 的另一种模型是大鼠原位气管移植 （OTT） 模型，其中气管移植物插入受体的气管以维持生理通气³。在该模型中，缺血诱导的供体上皮细胞耗竭导致它们被气管内受体上皮细胞取代，形成通畅的气道并伴有中度纤维化。尽管这些模型有助于理解肺移植后气道闭塞，但它们在肺实质微环境的概括方面存在局限性。

我们的研究小组介绍了大鼠肺内气管移植（IPTT）模型，其中气管移植物植入受体肺⁴（

研究方案

所有动物均按照加拿大动物护理委员会在《实验动物护理和使用指南》中规定的指南进行治疗。该实验方案已获得多伦多综合医院研究所动物护理委员会、大学健康网络的批准。

1. 供体手术

注意：BALB / c小鼠被用作实验供体的一个例子。所有程序都必须使用无菌技术进行。

1. 在操作之前，记录每只鼠标的重量。
2. 使用CO₂ 室对小鼠实施安乐死。
3. 确认死亡后，将鼠标置于仰卧位并用胶带固定四肢。
4. 用 70% 异丙醇对手术区域进行消毒，为手术区域做好准备。
   注意：如果需要并按照当地动物伦理委员会的建议，从切口部位剪下毛皮。
5. 在皮肤上做一个中线切口，从中腹部开始，延伸到颈前区。
6. 通过小心地缩回脂肪垫、横向移动带状肌肉并将气管与周围的结缔组织分开来进入气管。使用镊子在气管和食道之间创造空间。
7. 抬起剑突并切断横膈膜。
8. 抬高胸骨，通过插入止血钳确保从胸骨到颈部区域的畅通路径。夹住两侧的肋骨，切开胸骨，向上延伸至颈部肌肉。
9. 去除胸腺和任何阻塞气管的脂肪或肌肉，以暴露气管分叉处。
10. 切开主支气管，小心地将气道与食道分开。
11. 切开喉部并将其取出。
12. 用无菌盐水溶液或用浸....

讨论

小鼠IPTT程序包括关键步骤。关于麻醉，第一个关键步骤是气管插管。必须将鼠标保持在适当的高度，双腿放在桌子上，以可视化声带并促进立即插管。此外，还需要仔细调整呼吸量和呼气末正压 （PEEP）。通常，500μL的呼吸容积和2cmH_2O的PEEP足以使体重为25-30g的小鼠满意。然而，较大的受体小鼠可能会经历“打嗝”发作，表明缺氧。在这种情况下，可能需要增加呼吸量，PEEP，并暂时夹住呼.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
BALB/cJ	The Jackson Laboratory	8-10 weeks 25-30 g	Male, Donor
BD 1 mL Syringe	Becton Dickinson	309659
BD PrecisionGlide Needle Aiguile BD PrecisionGlide	Becton Dickinson	305122
Bovie Change-A-Tip Deluxe High-Temperture	Bovie	DEL1
C57BL/6J	The Jackson Laboratory	8-10 weeks 25-30 g	Male, Recipient
Dumont #5/45 Forceps	F·S·T	11251-35
Ethicon Ligaclip Multiple -Clip Appliers-	Ethicon	LX107
Extra Fine Graefe Forceps	F·S·T	11150-10
Glover Bulldog Clamp	Integra	320-127
Halsted-Mosquito Hemostats	F·S·T	13009-12
Horizon Titanium Ligating Clips	Teleflex	001201
Leica M651 Manual surgical microscope for microsurgical procedures	Leica
Magnetix Fixator with spring lock	CD+ LABS	ACD-001
Microsurgical Scissor	Jarit	277-051
Mouse and Perinatal Rat Ventilator Model 687	Harvard	55-0001
Perfadex Plus	XVIVO	19850
Retractor Tip Blunt - 2.5 mm	CD+ LABS	ACD-011
small animal table	CD+ LABS	ACD-003
Surgipro Blue 24" CV-1 Taper, Double Armed	Covidien	VP702X
Systane ointment	Alconn	1444062
System Elastomer	CD+ LABS	ACD-007
Terumo Surflo IV Catheter, 20 G x 1 in	Terumo Medical Corporation	SR-OX2025CA
VMT table Top	benson	91803300