グラフト動脈硬化のマウスモデル

要約

私たちは、マウスのグラフトarteriosclerois（GA）は、同じ近交系のレシピエントにマウスの血管セグメントの介在を含むモデルのプロトコルを記述します。血管ドナーへの追加の遺伝的変化を交配することにより、モデルがGA上の特定の遺伝子の効果を評価することができる。

要約

また、同種移植片血管障害呼ば移植arteriosclerois（GA）は、全体のグラフト血管ツリーの拡散、周方向の狭窄によって特徴付け移植臓器に数ヶ月から数年にわたって開発して病的な病変である。 GAの病因の最も重要なコンポーネントは、内膜内の平滑筋様細胞の増殖です。ヒト冠状動脈セグメントは、免疫不全マウスの大動脈の腎外に介在されたとき、intimasは、ヒトT細胞の非存在下における動脈ドナー又は外因性ヒトIFN-γの同種養子移入ヒトT細胞に応じて拡大するかもしれない。このマウスモデルにおける急性細胞媒介性拒絶反応が完全に二から三内移植片からのすべてのドナー由来血管細胞を排除するため、別のマウス系統の受信者に1株からマウスの大動脈の介在は、ヒトにおける慢性拒絶反応のモデルとして限定されている週間。我々は最近、二つの新しいMを開発したこれらの問題を回避するためのモデルをウーズ。最初のモデルは、雄マウスから同じ近交系（C57BL/6J）のメスのレシピエントに血管セグメントの介在を必要とする。この場合の移植片拒絶は、Y染色体（男性に存在しますが、女性ではない）と、数週間のためにドナー由来の平滑筋細胞を維持するために十分に無痛ですすさまじいという拒絶反応によってコードマイナー組織適合抗原に対してのみ向けられている。番目のモデルは、マウスIFN-γ（マウスの感染を介して配信を投与続いIFN-γの受容体を欠い同じ系統、性別のホストマウスに野生型C57BL/6Jマウスドナーから動脈セグメントを介在関与アデノウイルスベクターとの肝臓は、ドナーとレシピエントマウスの両方が同じ系統及び性別であるが、宿主由来の細胞の受容体を欠損しながらドナー平滑筋細胞のサイトカインに応答して増殖、この場合には拒絶反応がありませんこのサイトカインは、応答しています。血管ドナーへの追加の遺伝的変化を交配することにより、両方のモデルは、GAの進行に対する特定の遺伝子の効果を評価するために使用することができる。ここで、私たちはマウスGAモデルの詳細なプロトコルを記述します。

概要

また、同種移植片血管障害と呼ばれる移植arteriosclerois（GA）は、全体のグラフト血管の木⁷の拡散、円周狭窄によって特徴付け移植臓器に数ヶ月から数年にわたって開発して病理学的病変である。初期段階では、このように、より密接に、従来のアテローム性動脈硬化症で見られる狭窄に似ている、動脈でより明白である偏心と焦点狭窄を引き起こす可能性があります。による宿主T細胞およびマクロファージの浸潤、特に細胞外マトリックスおよび平滑筋細胞様細胞由来の移植片の蓄積内膜の膨張から血管グラフト結果の内腔損失が不十分補償されるホストまたは両方^{5、13、19、}外側の血管リモデリングによって。心臓同種移植片では、ほとんどの臨床的に重要な病変は、心外膜と心筋内冠動脈のものさ。最終的には、冠状動脈のGAは、虚血性心不全の原因となります。 GAは後半心臓GRの主要な原因である船尾損失。 GAの狭窄が強く、その病因に移植同種抗原に対する宿主応答が関与し、慢性拒絶³の形態としてGAを分類するために私たちをリードして、縫合線で停止。しかし、動脈損傷の他の形態は、傷害の正味の負担を増やすことを介して、または激化、および/または同種免疫応答を調節するのいずれかによって、GAのリスクを高める可能性があります。移植片動脈の内皮細胞（EC）裏地は、EC裏地に人間GAと隣接内膜の最も表面的な地域で保存されている最も重く宿主由来のIFN-γ産生T細胞およびマクロファージ¹¹で潜入サイトです。で一部の患者は、GA、グラフトEC ¹⁶に結合するが、血管が急性抗体媒介性拒絶¹¹の特徴であるフィブリノイド壊死の少し証拠を示すドナー固有同種抗体の開発に関連付けられています。

GAの病因の最も重要なコンポーネントですスムースの増殖筋様内膜内の細胞には、このプロセスが逮捕されることができれば、GAは進行することはほとんどありません。我々のグループからの以前の研究では、免疫不全マウスの外腎大動脈に介在ヒト冠状動脈セグメントのintimasこのプロセスは、ヒトIFNを中和することによって阻害されることを動脈ドナー同種養子移入ヒトT細胞に応答して展開していることを示していた^γ18。さらに外因ヒトIFN-γはヒトT細胞^15、17が存在しない場合に、これらの動脈移植片における内膜（および内側）血管平滑筋細胞（VSMC）増殖を引き起こす可能性があります。 （これは、注意することは重要だとヒトとマウスのIFN-γは、この実験系でマウスホスト上の間接的な影響を除外、種を越えていない）これらのヒト化マウスモデルはヒトT細胞/血管細胞の相互作用をrecapitulatingの利点を持っており、内膜病変は、主に、人間（ つまり移植片由来）細胞で構成されているとしては、臨床検体で観察されているが、彼らは、臨床移植病変に関わる宿主マクロファージおよびおそらく他の細胞型の役割を無視するので、彼らは、完全な臨床状況を要約するしないでください。このプロセスの従来のマウスモデルは、理論的に完全な宿主の免疫系に関与し、マウス遺伝子アプローチの電力をGAに適用することができるという追加の利点を提供することにより、ヒト化モデルの限界を補完し、この問題に対処することができる。二つの最も広く使用されているマウスモデルは、異所性心臓移植と同所移植動脈^1を含む。人間の心臓移植片における動脈の内膜細胞が移植片の起源^5、13、19の主であるのに対し異心移植片の動脈で開発病変は主として、骨髄由来の可能性が宿主細胞で構成されています。これは、別のマウスモデルを開発するために私たちをリードしてきた重要な違いです。の介在このマウスモデルにおける急性細胞媒介性拒絶反応が完全に二から三内移植片からのすべてのドナー由来血管細胞を排除するため、別のマウス系統の受信者に1株から、マウスの大動脈は、ヒトにおける慢性拒絶反応のモデルとして、さらに限られている週間^19。その結果、介在血管セグメントで見られ、その後の変更は、診療所で発生する移植血管の変化のモデルとして限定された関連性の高い人為的な状況を作成、もっぱら脱細胞血管の足場を再作成している宿主細胞の応答である。我々は最近、これらの問題^21を回避するために、2つの新しいマウスモデルを開発しました。最初のモデルは、雄マウスから同じ近交系（C57BL/6J）のメスのレシピエントに血管セグメントの介在を必要とする。第二のモデルは視聴を欠い同じ系統、性別のホストマウスに野生型C57BL/6Jマウスドナーから動脈セグメントを介在関与用eptor IFN-γ（IFN-γR-KO）は、マウスを投与続いIFN-γ（アデノウイルスベクターを用いたマウス肝臓の感染を介して配信。ここでは、詳細なプロトコルと私たちのマウスGAモデルの利点を説明します。

プロトコル

マウス同種移植と同系移植移植モデル

すべての動物実験は、エール大学の制度の動物のケアと使用委員会によって承認された。同種移植モデルでは、男性、4-5週齢のWT（C57BL/6J）またはIFN-γR-KOマウスから胸部大動脈のセグメントは、エンド·ツーを使って8-12週齢のWT、女性レシピエントの腹部大動脈に介在していたエンド顕微吻合技術（詳細は次を参照してください）​​。同系移植モデルでは、男性、4-5週齢のWTマウスから胸部大動脈のセグメントが男性の腹部大動脈に介在していた、古い8-12週IFN-γR1-KOは、エンドツーエンド顕微吻合技術を使用して。術後1週間では、動物は1×10 ⁹ PFUでAd5.CMVマウスIFN-γまたはAd5.CMV-LacZを（Qbiogene）を静脈接種した。血清マウスIFN-γレベルが1でELISA（eBioscience社）により測定し、5週間アデノウイルス投与後。特定の動物はBrdUのを受け犠牲の前に2週間（Sigma-Aldrich社）で100 mg / kgを皮下。

エンドツーエンド顕微吻合法（ビデオはこの部分のために取られます）：

1。ドナー手順

1. ケタミン（50 mg / kg体重）およびキシラジン（10 mg / kg体重）の腹腔内注射でドナーマウスを麻酔。
2. 十分な麻酔を確保した後、仰臥位にトレイにX8-30倍率で手術用顕微鏡下でドナーマウスを置き、胸壁の準備のためにヨウ素準備パッドとアルコール準備パッドを使用しています。
3. 心臓を露出するために肋骨と横隔膜を通して前胸壁を切開。
4. 右心房を開き、25ゲージの針を10 mlのシリンジを使用してマウスをフラッシュするために左心室にヘパリン化（100 U / ml）の生理食塩溶液10mlを注入。
5. 胸部大動脈の全長を露出させる心臓や肺を切除。
6. 薬用、直接的な外傷を最小限にするために慎重に胸部大動脈を解剖電子識別、結紮および大動脈近く11-0縫合糸を使用した木材の枝を分ける。
7. 一度胸部大動脈は、周囲の組織、移植のための消費税全体の胸部大動脈から自由である。
8. （100 U / ml）のヘパリン加生理食塩水でドナー大動脈の切り口をフラッシュして、移植まで氷上で同じソリューション（最大6時間）に保管してください。

2。受信者の手順

1. 鎮痛は、ipケトプロフェン（5 mg / kg体重）をレシピエントマウスを注入し、腹腔ケタミン（50 mg / kg体重）およびキシラジン（10 mg / kg体重）をマウスにthenanesthetize。レシピエントマウスは、60〜90分の間、10分以内に深く麻酔する。手術中に、麻酔のレベルは、鉗子を用いて前腹壁や足をつまんで15分毎に評価される。動物が手術中にいつでも有害な刺激に反応した場合、ケタミンおよびキシラジン（1/4または1/3元の用量）の追加の用量は、皮下又はイムによって投与される
2. 十分な麻酔を確保した後、電気シェーバーを使用して前腹壁にファーを剃り落とす、、ヨウプレップパッドとアルコール準備パッドを使用して肌をきれいに眼軟膏を使用して目をカバーしています。手術中に、以下の無菌技術は、10​​％漂白剤で手術台を清掃滅菌手袋を着用し、滅菌したマイクロサージェリーの楽器を（操作の開始のための蒸気滅菌器具、その後ホットガラスビーズ滅菌使用を含め、業務に使用されます複数の操作など）の間での楽器。
3. 仰臥位にトレイにX8-30の倍率で手術用顕微鏡下でレシピエントマウスを置きます。
4. xyphoidから恥骨まで正中線で腹壁を切開し、腹腔を露出するために、マイクロリトラクターを使用して離れて腹壁を広げた。
5. 上方に腸を撤回し、ガーゼで包んでは食塩水で湿らせた。レシピエントマウスは、HEAの損失によって冷やさなる外部化された腸を通してトン。これは、動物の暖かさを維持することが重要である。控えめな低体温症は、大動脈の血流の閉塞、ならびにマウス本体の下半分に欠けて血流に非効率的な熱伝達がある時に脊髄損傷の予防に有益であるしかし、加熱板が手術中に使用されない。
6. 、下方に生殖器官を動かして生理食塩水ソリューション湿らせたガーゼでレシピエントマウスの腹部領域をラップし、腹部の右側に直腸を撤回するためにそれを使用。露出した組織は、移植時に生理食塩水で定期的に灌漑される。
7. 遠ぶっきらぼう腎近位血管と大動脈分岐間大動脈大動脈のセグメントを分析し、慎重に下大静脈（IVC）から分離。
8. 11-0ポリアミドモノフィラメント縫合糸を使用した腹部大動脈のこのセグメントから発信小さな枝をすべて特定し、結紮。
9. のクロスクランプ孤立セグメント離れて近接5ミリメートル、各端に1つの2血管のクランプを使用しbdominal大動脈。
10. 吻合サイトを作成する鋭いマイクロハサミを使用してクランプ間の腹部大動脈を横断する。
11. ドナーの大動脈移植片を収容するために切開レシピエント大動脈のワンカット端から腹部大動脈（最長0.4ミリメートル）の小さなセグメントを切除。
12. 残留している血液を除去しヘパリン加生理食塩水を用いて大動脈のクランプ間のセグメントを洗い流す。クランプとドナー大動脈移植の間に大動脈セグメントは、吻合時にヘパリン化（100 U / ml）を食塩水（最大40ミリリットル/キログラム）で定期的に灌漑されています。
13. 移植のために、長さ2.5mmのセグメント移植片を作成するために鋭利なマイクロはさみでドナー大動脈の両面を横断する。
14. エンドtと共に、それぞれ、腹部大動脈の受信者の近位端および遠位切断端にドナー移植片の近位端および遠位端を吻合、同所の位置にドナー大動脈グラフトを配置11-0ポリアミドモノフィラメント縫合糸を使用してOエンドパターン。
15. 連続縫合のために、滞在3での縫合糸とまず9時の位置に配置します。グラフトの各側に2ステー縫合、吻合ランニング縫合糸を使用して3-4ステッチの両方でカットエッジ間、ダブルノットで縫合糸を滞在する実行縫合糸を結ぶ。閉鎖の両方の層が連続しているので、裂開のリスクが増大する。ドナーの大動脈グラフト腹部大動脈の受信者の近位および遠位の切断端を接続するために適切な長さにする必要があります。
16. 中断された縫合糸は、3で4吻合を構築し、まず、移植片の両側で9時の位置、および移植片の各側に2滞在縫合の間に3-4のステッチの両方のカットエッジを吻合。
17. 移植への逆流を可能にするために遠位クランプを解除し、出血部位を同定し、3分以内に追加のステッチを作る。
18. 十分な止血を把握した後、近位クランプを解放。
19. 腹部大動脈と下腸間膜動脈の遠隣接セグメントに、特に移植における活発な脈動とネイティブ腹部大動脈の近位隣接セグメントの存在によって、グラフト開存性を確認してください。脈動は、血流の回復後、数分以内に減少する場合、吻合部位に血栓症を考えてみましょう。
20. 腹腔内に腸を返します。
21. それぞれ、筋層と皮膚層に5-0ナイロン縫合糸を用いて腹壁を閉じて縫合する。
22. 加熱パッドの上にきれいなケージにレシピエントマウスを置き、意識を取り戻すと、麻酔から回復するためにマウスで1〜2時間待ちます。これは、リカバリ中に動物の適切な暖かさを維持することが重要である。麻酔から動物ウェイク前に暖かく、乾燥したケージにマウスを保管してください。
23. マウスの回復後、再び第二日目に後肢の運動機能を評価する。成功した移植手術が確認される私fの後肢のない機能不全は、第二日目のレシピエントマウスで観察されていません。
24. 48時間のために飲料水にケトプロフェン（5 mg / kg体重/ D = 27 UG / mlの飲料水で）とレシピエントマウスを管理します。新郎、異常束ね姿勢などへの移動性、失敗の損失によって証明されるように任意のレシピエントマウスは術後の鎮痛薬で単調な痛みに苦しんでいる場合、それらは安楽死されます。動物は1-60日後に事前定義されたエンドポイントで安楽死されます。

移植分析

同種移植片の動脈移植片は（5週間ウイルス感染後）6週間術後だっ同系移植モデルで4週間と移植で調達とエラスチカ-ワンギーソン（EVG）染色、ヘマトキシリン​​およびエオシン（HE）のための標準的な組織学的手法により解析した染色および免疫蛍光染色。写真は免疫蛍光顕微鏡システム（ツァイス）を用いて撮影した。正の免疫染色に囲ま核の細胞計数は実行だった高倍率下でのエドとは、それぞれの移植のために5断面から平均した。管腔のグラフト面積測定（内皮以内）、内膜（内皮と内弾性板との間には、IEL）、メディア（IELと外弾性板との間に、EEL）、壁厚（内皮と外弾性板との間）全体容器（EEL以内）コンピュータ支援画像解析とNIHイメージ1.60（使用して、それぞれの移植のために離れて5連続断面、150μmのから計算されたhttp://rsbweb.nih.gov/nih-imageを ）。

統計分析

全てのデータは平均±SEMとして表される。両側検定、対応のあるtテスト、双方向ANOVA分析をPrismソフトウェア·プログラム（グラフパッド·ソフトウェア）を用いて行った。 P <0.05との差が統計的有意性を示すと考えられた。

結果

マウス同種移植片動脈硬化（GA）モデル ：このモデルでは、男性ドナー大動脈は、ホストが上に発現マイナーY抗原（男性特有のマイナー組織適合抗原HY）に対するアロ反応性T細胞媒介同種免疫応答を誘導するように、女性レシピエントに移植する移植^12、ひいてはT細胞IFN-γを産生ドライブ他の同種移植モデル^2、6で観察されたように血管平滑筋細胞増殖^20、8-...

ディスカッション

記載されているプロトコルは、マウスGAモデルに焦点を当てている。手順は、他のグラフト移植モデルに適用することができる。これらのモデルは、ヒト異種移植（ つまり人間の冠動脈セグメントは免疫不全マウスの赤外線腎大動脈に介在する）、および急性拒絶反応のマウスGAモデル（ すなわち別の遺伝系統の受信者への1つの遺伝的系統からマウス大動脈）が含まれています...

資料

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.