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Method Article
이 프로토콜은 마우스 모델에서 폐 허혈 재관류 손상을 연구하는 데 사용할 수 있는 실현 가능하고 신뢰할 수 있으며 재현 가능한 좌폐 고막 클램핑 방법을 설명합니다.
폐 이식 중 허혈 재관류 손상(IRI)은 원발성 이식편 기능 장애, 급성 및 만성 거부 반응, 사망률을 포함한 이식 후 합병증의 주요 위험 요소입니다. IRI의 토대를 연구하기 위한 노력은 좌측 폐 힐라 클램핑의 신뢰할 수 있고 재현 가능한 마우스 모델의 개발로 이어졌습니다. 이 모델은 마취되고 삽관된 마우스에서 수행된 수술 절차를 포함합니다. 좌측 흉곽 절개술을 시행한 후 조심스럽게 폐를 움직이고 좌측 폐 하골을 절제합니다. hilar clamp는 슬립매듭으로 폐 hilum의 가역적 봉합 결찰을 포함하여 동맥 유입, 정맥 유출 및 좌측 주줄기 기관지를 통한 공기 흐름을 차단합니다. 재관류는 봉합사를 조심스럽게 제거함으로써 시작됩니다. 우리 실험실은 현재 연구에서 실험 모델에 대해 30분의 허혈과 1시간의 재관류를 사용합니다. 그러나 이러한 기간은 특정 실험 질문에 따라 수정될 수 있습니다. 희생 직전, 4분 동안 오른쪽 힐라 클램핑을 한 후 좌심실에서 동맥혈 가스를 얻을 수 있어 얻은 PaO2 값이 손상된 왼쪽 폐에만 기인하는지 확인할 수 있습니다. 또한 유세포 분석을 통해 세포 유출을 측정하는 방법에 대해서도 설명하는데, 이는 희생 전에 연구할 세포에 특이적인 형광 색소 표지 항체의 정맥 주사를 포함합니다. 그런 다음 유세포 분석, 동결 또는 고정, 파라핀 포매 면역조직화학, 정량적 중합효소 연쇄 반응을 위해 왼쪽 폐를 채취할 수 있습니다. 이 힐라 클램프 기술을 사용하면 IRI의 기저에 있는 세포 및 분자 메커니즘을 자세히 연구할 수 있습니다. 대표적인 결과는 좌측 폐 산소 공급이 감소하고 힐라 클램핑 후 폐 손상의 조직학적 증거를 보여줍니다. 이 기법은 미세수술 경험이 있든 없든 누구나 쉽게 배우고 재현할 수 있어 신뢰할 수 있고 일관된 결과를 얻을 수 있으며 폐 IRI를 연구하기 위해 널리 채택할 수 있는 모델 역할을 합니다.
장기 이식 중 IRI는 원발성 이식편 기능 장애 및 이후 이식편 거부 반응의 주요 위험 요인입니다 1,2. 이식 중 온열 허혈 시간은 기증자 대동맥 교차 클램프에서 냉간 관류 시작까지의 기간과 얼음에서 장기 제거에서 장기 이식까지의 기간으로 정의됩니다. 냉장 보관 시간은 냉간 관류가 시작된 시점부터 얼음에서 장기를 제거할 때까지의 기간으로 정의된다3. 온난허혈은 한랭허혈보다 후기 장기 기능에 더 해롭다 4,5,6, 그리고 그 기저에 깔린 메커니즘은 전임상 모델에서 추가 연구를 필요로 한다. 또한, 심장사 후 기증을 통한 장기 이식(DCD)은 뇌사(DBD) 후 전통적인 기증보다 따뜻한 허혈 시간이 더 긴 것과 관련이 있습니다(7). DCD 기증자의 사용은 기증자 풀을 확장하고 폐 이용률을 높일 수 있지만, 이식 후 폐 기능에 대한 온열 허혈의 영향을 평가하기 위한 추가 전임상 연구가 필요합니다. 아래에서는 왼쪽 폐 hilar 클램프를 통한 마우스의 따뜻한 IRI 모델을 설명합니다.
폐 힐라 클램핑의 여러 동물 모델이 지난 몇 년 동안 개발 및 적용되었으며 비외상성 미세혈관 클램프 8,9,10,11,12,13, 루멜 지혈대14,15 또는 봉합 결찰16의 사용이 포함될 수 있습니다 Hilar 클램프로. hilar 클램프의 핵심은 가역적이어야 하며 재관류가 달성될 수 있도록 hilar 구조에 손상을 최소화하거나 전혀 일으키지 않아야 한다는 것입니다. 여기에서는 좌측 폐 hilum의 가역적 봉합 결찰을 슬립매듭으로 포함하는 마우스의 hilar clamp 기술에 대해 설명합니다. 이 방법은 폐동맥 유입, 정맥 유출 및 기관지 주엽 안팎의 공기 흐름을 차단합니다. 혈관 클램프, 클립 또는 지혈대에 대한 슬립매듭의 주요 이점은 허혈이 장기간 지속되는 동안 가슴을 닫을 수 있어 마우스의 무감각한 체액과 열 손실을 최소화할 수 있다는 것입니다. 당사는 신뢰할 수 있는 동맥혈 가스(ABG) 측정을 얻고 hilar 클램핑 후 세포 유출을 측정하기 위한 프로토콜을 제공합니다.
이 힐라 클램프 기술은 폐 이식에 대한 광범위한 연구에서 중요한 위치를 차지합니다. 기상피성 폐 이식의 소동물 모델과 비교했을 때, 힐라 클램프 기법은 외과적 문합 외상이나 동종성을 추가하지 않고도 IRI의 효과를 분리할 수 있다17. 또한 hilar clamp 기술은 마우스 폐 이식보다 더 쉽고 빠르게 마스터할 수 있습니다. 실제로, hilar 클램프 기술을 사용하여 지난 10 년 동안 TLR4, NADPH 산화 효소 및 아데노신 A2A 수용체 14,18,19,20과 같은 IRI의 발병기전에서 몇 가지 중요한 메커니즘이 확인되었습니다. 다음 프로토콜에서는 폐 IRI를 연구하기 위한 도구로서 신뢰할 수 있고 학습 가능하며 재현 가능한 hilar 클램핑 방법을 제시합니다.
모든 연구는 Washington University School of Medicine의 Institutional Animal Care and Use Committee의 승인을 받았습니다. 동물은 미국 국립과학원(National Academy of Sciences)이 준비하고 국립보건원(National Institutes of Health)에서 발행한 실험동물 관리 및 사용 가이드(Guide for the care and use of laboratory animals), 미국 국립보건원(National Institutes of Health)에서 발행한8판 21 호(Guide for the care and use of laboratory animals), 국립보건원(National Institutes of Health)에서 발행한 실험동물 관리 원칙(Principles of laboratory animal care)에 따라 인도적 보호를 받았습니다.
1. 마취 및 삽관
2. 흉강절개술
3. hilar 클램프의 적용
4. hilar 클램프 해제
5. ABG 평가
참고: ABG 측정이 필요한 경우 좌심실에서 동맥혈 흡인을 통해 얻는 것이 가장 좋습니다. ABG가 왼쪽 폐 기능만을 반영한다는 것을 확인하기 위해, 이 동맥혈은 오른쪽 hilum이22,23 고정된 후 약 4분 후에 얻어야 하며, 이 시간 동안 왼쪽 폐만 산소 공급 및 환기를 수행해야 합니다.
6. 세포 유출 측정을 위한 정맥 항체 주입
참고: 이 기법은 이전에 발표된바와 같이 18에 발표된 바와 같이 형광 색소 표지 항체를 IVC에 정맥 주사한 후 유세포 분석을 수행하여 세포 유출을 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 요컨대, 혈관 내 호중구는 호중구 특이적 항-Ly6G 항체를 사용하여 간질성 호중구와 구별할 수 있습니다. 플루오레세인 이소티오시아네이트 라벨링(FITC 라벨링) 항-Ly6G(클론 1A8)는 희생 5분 전에 정맥 주사하여 순환 혈관 내 호중구를 라벨링합니다. 사용된 FITC-Ly6G 항체의 농도는 200μL의 인산염 완충 식염수에 희석된 100ng입니다. 그런 다음 유세포 분석을 위해 왼쪽 폐에서 단세포 현탁액을 준비한 후 모든 호중구를 알로피코시아닌 표지(APC 표지) 항-Ly6G(클론 1A8)로 표지합니다. 따라서 APC-Ly6G+FITC-Ly6G+ 호중구는 혈관 내이고 APC-Ly6G+FITC-Ly6G- 는 혈관 외 또는 간질입니다. 이 기술은 예를 들어 항-Ly6C 항체가 있는 단핵구, 항-CD19 항체가 있는 B 세포에 적용할 수 있습니다.
7. 조직학(H&E) 염색
좌측 흉곽 클램핑 후 좌측 폐에 기인 한 동맥혈 (PaO2)의 산소 분압은 ~ 100 mmHg이며, 이는 가짜 흉곽 절제술 후 ~ 500 mmHg에 비해 현저히 낮습니다 (그림 7A, n = 6-7). 주목할 만한 점은, B6 마우스에서 가짜 흉곽 절제술을 수행했으며, ABG 측정은 4분 동안 오른쪽 힐라 클램핑을 한 후 수행되었으며, 이는 왼쪽 폐에만 기인한 값을 나타냅니다. 좌측 폐의 H&E 염색은 기도를 채우?...
우리는 폐동맥과 정맥 및 기관지를 폐색하는 왼쪽 힐럼에 슬립매듭을 적용하여 온열 허혈을 유도한 후 재관류를 수행하는 hilar clamp 기술에 대해 설명합니다. hilar 클램핑 후 왼쪽 폐를 채취하여 조직학, 유세포 분석, 벌크 또는 단일 세포 시퀀싱, 정량적 중합효소 연쇄 반응과 같은 다양한 실험 기법을 사용할 수 있습니다. 또한 혈액과 비장은 전신 효과를 연구하는 데 사용할 수 있으며 비허혈성 ?...
저자는 관련 공개를 보고하지 않습니다.
이 작업은 공공, 상업 또는 비영리 부문의 자금 지원 기관으로부터 특정 보조금을 받지 않았습니다.
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
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