Name: an immunological model for heterotopic heart and cardiac muscle cell transplantation in rats
Uploaded: 2020-05-08T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Immunological Model for Heterotopic Heart and Cardiac Muscle Cell Transplantation in Rats at JoVE.com

Wir danken Britta Trautewig, Corinna Löbbert und Ingrid Meder für ihr Engagement.

Alle Tiererfahrungen wurden nach den Richtlinien des lokalen Ethik-Tierprüfungsausschusses der Landesbehörden für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit Niedersachsen (LAVES, Oldenburg, Deutschland) mit den Zulassungsausweisen 12/0768 und 17/2472 durchgeführt.
1. Herzexplantation und Perfusion
HINWEIS: Als Transplantatspender wurden weibliche oder männliche Ratten im Alter von 7-22 Wochen verwendet.
<ol><li>Anästhetisieren Sie die Spenderratte durch Is...

<ol>
	<li>Abbott, C. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Technique+for+Heart+Transplantation+In+the+Rat.">A Technique for Heart Transplantation In the Rat.</a> Archives of Surgery. 89 (4), 645-652 (1964).</li><li>Tomita, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+homotransplantation+in+the+rat.">Heart homotransplantation in the rat.</a> Sapporo igaku zasshi. The Sapporo Medical Journal. 30 (4), 165-183 (1966).</li><li>Ono, K., Lindsey, E. 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R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+modified+technique+for+heterotopic+femoral+heart+transplantation+in+rats.">A new modified technique for heterotopic femoral heart transplantation in rats.</a> The Journal of Surgical Research. 139 (2), 157-163 (2007).</li><li>Ma, Y., Wang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+2+heterotopic+heart+transplant+techniques+in+rats:+cervical+and+abdominal+heart.">Comparison of 2 heterotopic heart transplant techniques in rats: cervical and abdominal heart.</a> Experimental and Clinical Transplantation. 9 (2), 128-133 (2011).</li><li>Bektas, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effect+of+donor-specific+blood+transfusions+after+kidney,+heart,+pancreas,+and+skin+transplantation+in+major+histocompatibility+complex-incompatible+rats.">Differential effect of donor-specific blood transfusions after kidney, heart, pancreas, and skin transplantation in major histocompatibility complex-incompatible rats.</a> Transfusion. 37 (2), 226-230 (1997).</li><li>Saiho, K. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+allograft+acceptance+induced+by+single+dose+anti-leukocyte+common+antigen+(RT7)+antibody+in+the+rat.">Long-term allograft acceptance induced by single dose anti-leukocyte common antigen (RT7) antibody in the rat.</a> Transplantation. 71 (8), 1124-1131 (2001).</li><li>Bektas, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+transfers+infectious+immunologic+tolerance+in+MHC-incompatible+heart+transplantation+in+rats.">Blood transfers infectious immunologic tolerance in MHC-incompatible heart transplantation in rats.</a> Journal of Heart and Lung Transplantation. 24 (5), 614-617 (2005).</li><li>J&#228;ger, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sirolimus+promotes+tolerance+for+donor+and+recipient+antigens+after+MHC+class+II+disparate+bone+marrow+transplantation+in+rats.">Sirolimus promotes tolerance for donor and recipient antigens after MHC class II disparate bone marrow transplantation in rats.</a> Experimental Hematology. 35 (1), 164-170 (2007).</li><li>Timrott, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+allogeneic+bone+marrow+cells+in+view+of+residual+alloreactivity:+Sirolimus+but+not+cyclosporine+evolves+tolerogenic+properties.">Application of allogeneic bone marrow cells in view of residual alloreactivity: Sirolimus but not cyclosporine evolves tolerogenic properties.</a> PLoS ONE. 10 (4), 1-16 (2015).</li><li>Hadamitzky, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Memory-updating+abrogates+extinction+of+learned+immunosuppression.">Memory-updating abrogates extinction of learned immunosuppression.</a> Brain, Behavior, and Immunity. 52, 40-48 (2016).</li><li>Beetz, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recipient+natural+killer+cells+alter+the+course+of+rejection+of+allogeneic+heart+grafts+in+rats.">Recipient natural killer cells alter the course of rejection of allogeneic heart grafts in rats.</a> Plos One. 14 (8), e0220546 (2019).</li><li>Hirschburger, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nicotine+Attenuates+Macrophage+Infiltration+in+Rat+Lung+Allografts.">Nicotine Attenuates Macrophage Infiltration in Rat Lung Allografts.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 28 (5), 493-500 (2009).</li><li>Ruzza, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterotopic+heart+transplantation+in+rats:+improved+anesthetic+and+surgical+technique.">Heterotopic heart transplantation in rats: improved anesthetic and surgical technique.</a> Transplantation Proceedings. 42 (9), 3828-3832 (2010).</li><li>Wang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+technique+for+heart+transplantation+in+rats:+abdominal+vessel+branch-sparing+and+modified+venotomy.">A simplified technique for heart transplantation in rats: abdominal vessel branch-sparing and modified venotomy.</a> Microsurgery. 26 (6), 470-472 (2006).</li><li>Wang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modified+method+for+heterotopic+mouse+heart+transplantion.">A modified method for heterotopic mouse heart transplantion.</a> Journal of Visualized Experiments. (88), (2014).</li><li>Al-Amran, F. G., Shahkolahi, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Total+arterial+anastomosis+heterotopic+heart+transplantation+model.">Total arterial anastomosis heterotopic heart transplantation model.</a> Transplantation Proceedings. 45 (2), 625-629 (2013).</li><li>Hoerstrup, S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modified+technique+for+heterotopic+rat+heart+transplantation+under+cardioplegic+arrest.">Modified technique for heterotopic rat heart transplantation under cardioplegic arrest.</a> Journal of Investigative Surgery. 13 (2), 73-77 (2000).</li><li>Fry, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+vascular+endothelial+changes+associated+with+increased+blood+velocity+gradients.">Acute vascular endothelial changes associated with increased blood velocity gradients.</a> Circulation Research. 22 (2), 165-197 (1968).</li><li>Ahmadi, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthotopic+Rat+Kidney+Transplantation:+A+Novel+and+Simplified+Surgical+Approach.">Orthotopic Rat Kidney Transplantation: A Novel and Simplified Surgical Approach.</a> Journal of Visualized Experiments. 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L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrocardiographic+monitoring+of+cardiac+transplants+in+mice.">Electrocardiographic monitoring of cardiac transplants in mice.</a> Cardiovascular Research. 22 (5), 315-321 (1988).</li><li>Torre-Amione, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decreased+expression+of+tumor+necrosis+factor-&#945;+in+failing+human+myocardium+after+mechanical+circulatory+support:+A+potential+mechanism+for+cardiac+recovery.">Decreased expression of tumor necrosis factor-&#945; in failing human myocardium after mechanical circulatory support: A potential mechanism for cardiac recovery.</a> Circulation. 100 (11), 1189-1193 (1999).</li><li>Goldstein, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulatory+resuscitation+with+left+ventricular+assist+device+support+reduces+interleukins+6+and+8+levels.">Circulatory resuscitation with left ventricular assist device support reduces interleukins 6 and 8 levels.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 63 (4), 971-974 (1997).</li><li>Tang-Quan, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-volume-loaded+heart+provides+a+more+relevant+heterotopic+transplantation+model.">Non-volume-loaded heart provides a more relevant heterotopic transplantation model.</a> Transplant Immunology. 23 (1-2), 65-70 (2010).</li><li>Lakhal-Naouar, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcutaneous+immunization+using+SLA+or+rLACK+skews+the+immune+response+towards+a+Th1+profile+but+fails+to+protect+BALB/c+mice+against+a+Leishmania+major+challenge.">Transcutaneous immunization using SLA or rLACK skews the immune response towards a Th1 profile but fails to protect BALB/c mice against a Leishmania major challenge.</a> Vaccine. 37 (3), 516-523 (2019).</li><li>Sousa-Batista, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+and+safe+single-dose+treatment+of+cutaneous+leishmaniasis+with+implantable+amphotericin+B-loaded+microparticles.">Novel and safe single-dose treatment of cutaneous leishmaniasis with implantable amphotericin B-loaded microparticles.</a> International Journal for Parasitology: Drugs and Drug Resistance. , (2019).</li></ol>

Die zuvor beschriebene Methode der heterotopischen Herztransplantation bei Ratten basiert hauptsächlich auf der Beschreibung von Ono und Lindsey im Jahr 19693. Seitdem wurden mehrere Modifikationen in verschiedenen Arten eingeführt, was zu einer großen Vielfalt dieses Modells führt. Durch die Kombination mehrerer dieser Modifikationen und die Einführung unserer eigenen Erfahrung, die sich aus über 30 Jahren heterotopischer Herztransplantationen im Labor ergibt, haben wir einen praktikablen c...

Die heterotopische Herztransplantation ist ein häufig verwendetes experimentelles Modell für verschiedene Untersuchungen in Bezug auf Transplantationstoleranz, akute und chronische Allograft-Abstoßung, Ischämie-Reperfusionsverletzung, maschinelle Perfusion oder Herzumbau. Unter anderem kann die Transplantatfunktion nichtinvasiv durch Palpation überwacht werden und Transplantatversagen führt nicht zu einer vitalen Beeinträchtigung des Empfängers im Gegensatz zu anderen Organen, wie Nieren oder Lebern.
1964 beschrieben Abbott et al. zunächst die heterotopische Bauchherztransplantation bei Ratten1. Später, 1966, wurde die End-to-Side-Technik für Anastomosen von Tomita et al.2beschrieben. Die Grundlagen für das derzeit verwendete Modell wurden von Ono und Lindsey im Jahr 1969berichtet 3. In den letzten Jahrzehnten wurden mehrere Modifikationen veröffentlicht, um verschiedene Arten von entladenen, teilweise geladenen oder geladenen linksventrikulären Herztransplantaten zu erstellen, einschließlich kombinierter heterotopischer Herz-Lungen-Transplantation4,5,6. Für immunologische Analysen wird am häufigsten eine nicht volumenbelastete Herztransplantattransplantation durchgeführt. In diesem Fall gelangt der Blutfluss retrograd in die aufsteigende Aorta des Spenders und anschließend in die Herzkranzgefäße. Die venöse Drainage erfolgt entlang der koronaren Sinus in den rechten Vorhof und Ventrikel (Abbildung 1A-B). Daher ist die linke Herzkammer vom Blutfluss ausgeschlossen, abgesehen von marginalen Blutmengen aus Thebesian Venen. Dies macht es auch zu einem nützlichen Modell für die Untersuchung der pathophysiologischen Mechanismen während der linksventrikulären Assist-Gerätetherapie7.
Heterotopische Herztransplantation wurde bei verschiedenen Arten durchgeführt, einschließlich Mäusen, Kaninchen, Schweinen und wurde sogar als uni- oder biventrikuläre Sanitoren beimMenschen8,9,10,11verwendet. Die Ratte stellt immer noch ein beliebtes Versuchstier für Transplantationsmodelle dar, zumal die Transplantat-Überlebenszeiten für verschiedene Rattenstammkombinationen in der Vergangenheit gut definiert waren und eine große Anzahl immunologischer Reagenzien zugänglich sind12,13. Im Gegensatz zu Mäusen sind Ratten größer, was eine Operation und den Zugang zu Lymphgewebe für immunologische Analysen praktikabler macht12. Darüber hinaus wird die Einführung kommerzieller Klontechnologien bei Ratten in den letzten Jahren höchstwahrscheinlich zu einem wiederkehrenden Interesse an experimentellen Rattenmodellen führen14.
Im Allgemeinen können heterotopische Herztransplantate entweder durch Hals- oder Bauchanastomose an den Empfängergefäßen befestigt werden. Einige Studien deuten jedoch darauf hin, dass eine femorale Anastomose eine verbesserte Überwachung durch einen besseren Zugang für manuelle Palpation oder transfemorale Echokardiographie ermöglicht und somit eine genauere Erkennung von Transplantatversagen15,16ermöglicht.
Es hat sich gezeigt, dass es keinen Unterschied in Bezug auf Die Operationszeit, Komplikationsrate, Ergebnis und Transplantat-Überlebenszeit zwischen beiden Anastomose-Techniken17gibt. Natürlich muss die Verfügbarkeit einer ausreichenden Anzahl von entwässernden Lymphknoten als Vorteil der zervikalen Anastomose erwähnt werden; allerdings sind längere Ausbildungszeiten erforderlich. Im Gegensatz dazu ist die Bauchanastomose weniger kompliziert und ebenso wertvoll für immunologische Untersuchungen, insbesondere in Kombination mit Ergebnissen einer neuartigen Methode der In-Ear-Injektion allogener Herzmuskelzellen und der anschließenden zervikalen Lymphadenektomie. Eine Kombination beider Modelle bietet ein breites Spektrum postinterventionaler immunologischer Analysen.
Das folgende Protokoll bezieht sich auf die Bedienung bei Paaren von Chirurgen, um die Ischämiezeit zu reduzieren. Alle Experimente können jedoch von einer einzigen Person durchgeführt werden. Die Einrichtung von Instrumenten und Materialien für die Herzexplantation und Implantation ist in Abbildung 2A-Bdargestellt.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Anesthesia device (including isoflurane vaporizer)</td>
			<td>Summit Anesthesia Solutions</td>
			<td>No Catalog Number available</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannula (27 G)</td>
			<td>BD Microlance</td>
			<td>302200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>Rimadyl 50 mg/mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellstar Tubes (15 mL)</td>
			<td>GreinerBioOne</td>
			<td>188271</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell strainer (40 &#181;m)</td>
			<td>BD Falcon</td>
			<td>2271680</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase Type CLSII</td>
			<td>Biochrome</td>
			<td>C2-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compresses 5x5 cm</td>
			<td>Fuhrmann</td>
			<td>31501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compresses 7.5x7.5 cm</td>
			<td>Fuhrmann</td>
			<td>31505</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swabs</td>
			<td>Heinz Herenz Medizinalbedarf</td>
			<td>1032128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dexpathenol (5 %)</td>
			<td>Bayer</td>
			<td>&#34;Bepanthen&#34;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS BioWhittaker</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>17-512F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap BD557R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap BD313R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap BD35</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating mat</td>
			<td>Gaymar Industries</td>
			<td>&#34;T/Pump&#34;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemostatic gauze</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>Tabotamp</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin-Natrium 25 000 I.E.</td>
			<td>Ratiopharm</td>
			<td>No Catalog Number available</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isofluran CP</td>
			<td>CP-Pharma</td>
			<td>No Catalog Number available</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large-pored sieve (stainless steel)</td>
			<td>Forschungswerkst&#228;tten Hannover Medical School</td>
			<td>No Catalog Number available</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lidocaine</td>
			<td>Astra Zeneca</td>
			<td>2 % Xylocain</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metamizol-Natrium</td>
			<td>Ratiopharma</td>
			<td>Novaminsulfon 500 mg/mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro forceps</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap BD3361</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro needle holder</td>
			<td>Codman, Johnson &#38; Johnson Medical</td>
			<td>Codmann 80-2003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro needle holder</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap BD336R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro needle holder</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap FD241R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro scissors</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap FD101R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro scissors</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap FM471R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap BM221R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin/Glutamine (100x)</td>
			<td>PAA</td>
			<td>P11-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peripheral venous catheter (18 G)</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>4268334B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peripheral venous catheter (22 G)</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>4268091B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Probe pointed scissors</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap BC030R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Retractors</td>
			<td>Forschungswerkst&#228;tten Hannover Medical School</td>
			<td>No Catalog Number available</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI culture medium</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>BE12-702F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline solution (NaCl 0.9 %)</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>No Catalog Number available</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap BC414</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical microscope</td>
			<td>Carl-Zeiss</td>
			<td>OPMI-MDM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sutures (anastomoses)</td>
			<td>Catgut</td>
			<td>Mariderm 8-0 monofil</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sutures (ligature)</td>
			<td>Resorba</td>
			<td>Silk 5-0 polyfil</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sutures (skin, fascia)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>Mersilene 3-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe (1 mL)</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>9166017V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe (10 mL)</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>4606108V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe (20 mL)</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>4606205V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vascular clamp</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>Aesculap FB708R</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an immunological model for heterotopic heart and cardiac muscle cell transplantation in rats

Die heterotopische Herztransplantation bei Ratten ist seit mehr als 50 Jahren ein häufig verwendetes Modell für verschiedene immunologische Studien. Seit der ersten Beschreibung im Jahr 1964 wurden mehrere Änderungen gemeldet. Nach 30 Jahren heterotopischer Herztransplantation bei Ratten haben wir einen vereinfachten chirurgischen Ansatz entwickelt, der ohne weitere chirurgische Ausbildung oder Hintergrund leicht gelehrt und durchgeführt werden kann.
Nach der Zerlegung der aufsteigenden Aorta und der Lungenarterie und Ligation der überlegenen und minderwertigen Kavaliers- und Lungenvenen wird das Spenderherz geerntet und anschließend mit eiskalter Kochlösung ergänzt mit Heparin durchtränkt. Nach dem Spannen und Einschneiden der Empfänger-Bauchgefäße werden die aufsteigende Aorta und die Lungenarterie des Spenders mit kontinuierlichlaufenden Nähten an die Bauchaorta bzw. die inferiorven cava des Empfängers angeglüst.
Je nach verschiedenen Spender-Empfänger-Kombinationen ermöglicht dieses Modell Analysen der akuten oder chronischen Abstoßung von Allografts. Die immunologische Bedeutung dieses Modells wird durch einen neuartigen Ansatz der In-Ear-Injektion lebenswichtiger Herzmuskelzellen und der anschließenden Analyse der Entwässerung von zervikalen Lymphgewebes noch verstärkt.

In der Vergangenheit wurden verschiedene immunologische Fragen auf der Grundlage des Modells behandelt, das in der Arbeitsgruppe von mehr als 500 Transplantationen mit einer Überlebensrate von mehr als 95%13,,18,19,20,21,22,23,24...

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An Immunological Model for Heterotopic Heart and Cardiac Muscle Cell Transplantation in Rats

Wir beschreiben ein Modell der heterotopischen Bauchherztransplantation bei Ratten, was Veränderungen der aktuellen Strategien impliziert, die zu einem vereinfachten chirurgischen Ansatz führen. Zusätzlich beschreiben wir ein neuartiges Abstoßungsmodell durch In-Ear-Injektion lebenswichtiger Herzmuskelzellen, das weitere transplantierte immunologische Analysen bei Ratten ermöglicht.

Ein immunologisches Modell für heterotopische Herz- und Herzmuskelzelltransplantation bei Ratten

Heterotopic heart transplantation in rats has been a commonly used model for diverse immunological studies for more than 50 years. Several modifications ...

Transplantationsmodelle sind wertvolle Werkzeuge für die immunologische Forschung, die oft chirurgisches Fachwissen erfordern. Hier stellen wir einen praktikablen Ansatz für die heterotopische Herz- und Herzmuskelzelltransplantation bei Ratten vor. Durch die Hervorhebung und Vereinfachung aller wichtigen Schritte unseres Modells sollten Forscher ohne chirurgischen Hintergrund in der Lage sein, dieses Modell in einer angemessenen Zeit zu meistern.Beide Transplantationsmodelle liefern wertvolle Einblicke in die Mechanismen von Toleranz und Abstoßung und können bei verschiedenen Arten angewendet werden. Wir haben viel Erfahrung in der Vermittlung dieses Modells für Personen ohne vorherige chirurgische Ausbildung. Nachdem wir die entscheidenden Schritte gelernt haben, raten wir zu Geduld und ausreichender Praxis mit verstorbenen Tieren.Für Spender Herzexplantation, nach der Bestätigung einer mangelnden Reaktion auf Pedalreflex in anästhesierten sieben bis 22 Wochen alten Ratte Spender Tier, wenden Sie Augenschmiermittel und verwenden mechanische Clippers, um das Bauch- und Brustfell zu entfernen. Legen Sie die Ratte in die Supine-Position auf einem Heizsockel und fixieren Sie die Gliedmaßen an der Basis des Operationstisches mit elastischen Bändern. Desinfizieren Sie die exponierte Haut mit 70% Ethanol und führen Sie eine mediane Laparotomie durch.Setzen Sie Retraktoren in den Schnitt ein und verwenden Sie sterilisierte Wattestäbchen, um den Darm auf der linken Seite des Spenders zu mobilisieren, um die minderwertige Vena cava freizulegen. Als nächstes punktieren Sie die minderwertige Vena cava, um eine intravenöse Injektion von 500 Internationalen Einheiten von Heparin zu ermöglichen, die in einem Milliliter eiskalter isotonischer Salinelösung gelöst sind. Stoppen Sie die Blutung an der punktierten Stelle nach dem Zurückziehen der Nadel durch leichte Kompression mit einem Wattestäbchen.Schneiden Sie das Zwerchfell, führen Sie eine seitliche Thorakotomie auf beiden Seiten des Spenders und pin die Thoraxwand. Entfernen Sie das Perikard und den Vagalnerv durch stumpfe Vorbereitung mit zwei Mikronadelhaltern. Für die Exsanguination, transsektieren Sie die Bauchgefäße und setzen Sie den stumpfen Ast einer Sonde spitze Schere in die quere perkardiale Sinus.Verwenden Sie eine Kompresse, um die aufsteigende Aorta und Lungenarterie so distal wie möglich unter leichter kaudaler Zugkraft des Herzens zu sezieren. Legen Sie eine einzelne 5-0 Ligatur um die überlegene und unterlegene Venenhöhle und die Lungenvenen und straffen Sie die Ligatur stufenweise so dorsal wie möglich. Trennen Sie das Gewebe dorsal an die Ligatur und extrahieren Sie das Herz.Um das explantierte Herz zu durchdringen, verwenden Sie eine 18 Gauge Kanüle aus einem intravenösen Katheter, um 30 Milliliter eiskalte, isotonische Sarinlösung zu spülen, ergänzt durch 1000 Internationale Heparineinheiten durch die aufsteigende Aorta und die Lungenarterie, bevor Sie das Herz in eine 15-Milliliter-Röhre der Sarinlösung auf Eis legen. Nach der Vorbereitung der 10 bis 14 Wochen alten Empfängerratte, wie gerade gezeigt, mobilisieren Sie den Darm auf der oberen linken Seite des Empfängers auf eine warme, nasse Kompresse. Und stellen Sie das Operationsmikroskop oder eine ausreichende Alternative ein.Nach der Mobilisierung des Zwölffingerdarms bzw. des proximalen Jejunums, mit einer fünf bis sieben vollen Vergrößerung, verwenden Sie Wattestäbchen und stumpfe Sezierung, um die Bauchaorta und die minderwertige Vena cava zu entblößen. Mit zwei Mikronadelhaltern, um die Bauchgefäße zu erhöhen, ohne die Lendenvenen zu verletzen, legen Sie eine Cooley Gefäßklemme auf die Gefäße. Verwenden Sie eine 30 bis 45 Grad gewölbte 27 Gauge Kanüle, um die Bauchgefäße zu punktieren.Und verwenden Sie die Potts-Schere, um die Punktionsstelle zu einem Längsschnitt zu vergrößern, der der Größe des Lumens der Spendergefäße entspricht. Um Gerinnsel zu entfernen und eine postoperative Thrombose zu verhindern, durchdringen Sie die Gefäße mit Saline und legen Sie das Transplantat in den Situs. Mit zwei einfachen unterbrochenen 8-0 monofilament nicht resorbierbare Nähte, fixieren Sie den Spender aufsteigende Aorta an der Empfänger-Bauch-Aorta an den schädel- und kaudalen Ecken des Längsschnitts.Um die aufsteigende Aorta des Spenders mit der Bauchaorta des Empfängers zu anastomose, stellen Sie das Transplantat rechts von den Empfängergefäßen, während Sie die erste Hälfte der Anastomose mit einem laufenden 8-0 Monofilament-Nähte. Legen Sie dann das Transplantat auf der linken Seite der Empfängergefäße und führen Sie die zweite Hälfte der Anastomose. Fixieren Sie die Spender-Lungenarterie in ähnlicher Weise an der unteren Vena cava mit zwei Eckknoten an den Schädel- und Kaudalen.Nachdem Sie das Spendergefäß an jeder Ecke mit Knoten fixiert haben, legen Sie einen Stich von außen nach innen des Gefäßes, um eine intraluminale Anastomose für die erste Hälfte der Anastomose zu betreiben. Bevor Sie die Naht binden, legen Sie einen weiteren Stich von innen nach außen. Um periphere Embolie nach Abschluss der zweiten Hälfte der Anastomose zu verhindern, spülen Sie die Anastomose mit Einer Linie, bevor Sie den Knoten der zweiten Hälfte der Anastomose anziehen.Legen Sie eine hämostatische Gaze um beide Anastomosen und lösen Sie vorsichtig die Cooley Gefäßklemme, um eine Transplantatreperfusion zu ermöglichen. Verwaltung von Blutungen mit leichter Kompression und sterilisierten Wattestäbchen. Nach etwa 60 Sekunden sollte das Herz zu schlagen beginnen.Ersetzen Sie den Darm sorgfältig und schließen Sie die Bauchfaszie und die Haut mit separaten kontinuierlichen 3-0 Polyfilament-Laufnähten. Zum geeigneten Versuchszeitpunkt ein Spenderrattenherz ernten, wie gezeigt, und verwenden Sie ein steriles Skalpell oder eine sterile Schere, um das Herz in drei mal drei Millimeter Fragmente zu zerkleinern. Verdauen Sie die Stücke in 20 Milliliter Kulturmedium ergänzt mit 0,5 Milligramm pro Milliliter Kollagenase für 30 Minuten bei 37 Grad Celsius.Am Ende der Verdauung, fügen Sie das Gewebe zu einem großporigen Sieb, während das Kulturmedium zu entfernen. Fünf bis 10 Milliliter isotonische Salinelösung hinzufügen und die Gewebeschlämme durch das Sieb belasten. Und nach dem Zentrifugieren der Zellsuspension zweimal, filtern Sie es durch ein 40 Mikrometer Zellsieb.Spülen Sie das Sieb mit fünf bis 10 Milliliter isotonischen Saline-Lösung, um alle verbleibenden Zellen zu sammeln. Und nach der Zentrifugation die isolierten Rattenherzzellen in einer Salinelösung in einer Konzentration von fünf mal 10 bis zu den fünften Zellen pro Milliliter wieder aussetzen. Legen Sie eine 1 Milliliter Spritze mit der Zelllösung und legen Sie das anästhesierte Empfängertier in eine seitliche Position mit dem Zielohr nach oben.Fixieren Sie das Ohr mit einem Finger und doppelseitigem Klebeband, und verwenden Sie eine 27 Gauge Kanüle, um 20 Mikroliter Herzmuskelzelllösung in der Nähe der visuellen Kapillargefäße in das Ohr des Empfängers subkutan zu injizieren. Nach der entsprechenden experimentellen Beobachtungsphase die entwässernden zervikalen Lymphknoten extrahieren und die entsprechenden nachgelagerten Analysen von Interesse durchführen. Syngene Transplantationen überlebten bis zu 100 Tage ohne Anzeichen eines Transplantatversagens.Die spezifische Spender-Empfänger-Kombination kann zu unterschiedlichen Geschwindigkeiten der heterotopischen Herztransplantationsabstoßung führen. Kryostatabschnitte der abgelehnten Herzen zeigen eine zunehmende Infiltration von Immuneffektorzellen, während syngene Transplantate weitgehend frei von Immunzellen sind. Zervikale Lymphadenektomie und Restimulationstests von entwässernden Lymphknotenzellen nach oraler Herzmuskelzellinjektion zeigen bei allogenen Transplantationsempfängern ausgeprägte dehnungsspezifische Immunreaktionen auf heterotopisches Herzgewebe, was weitere immunologische Analysen wie Zytokinprofilierung rechtfertigt.Behandeln Sie die Gefäße beim Einsetzen und Extrahieren der Nadel sorgfältig. Legen Sie nicht zu viel Aufmerksamkeit auf die Nähte, um Stenose zu verhindern. Legen Sie nicht zu viele Stiche für jede Anastomose.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Murine Model of CD40-activation of B cells

Mausmodell der CD40-Aktivierung von B-Zellen

Research on B cells has shown that CD40 activation improves their antigen presentation capacity. When stimulated with interleukin-4 and CD40 ligand ...

Forschung

Immunologie und Infektion

Orthotopic Hind-Limb Transplantation in Rats

Orthotopen Hind-Limb Transplantation in Ratten

Composite tissue allotransplantation (CTA) now represents a valid therapeutic option after the loss of a hand, forearm or digits and has become a novel ...

An Ex vivo Model of an Oligodendrocyte-directed T-Cell Attack in Acute Brain Slices

An Ex vivo Model of an Oligodendrocyte-directed T-Cell Attack in Acute Brain Slices

Ein<em&gt; Ex-vivo-</em&gt; Modell eines Oligodendrozyten-gerichtete T-Cell Attack in akuten Hirnschnitten

Death of oligodendrocytes accompanied by destruction of neurons and axons are typical histopathological findings in cortical and subcortical grey matter ...

Assessing Bacterial Invasion of Cardiac Cells in Culture and Heart Colonization in Infected Mice Using Listeria monocytogenes

Assessing Bacterial Invasion of Cardiac Cells in Culture and Heart Colonization in Infected Mice Using Listeria monocytogenes

Beurteilung der bakteriellen Invasion von Herzzellen in Kultur und Herzkolonisation bei infizierten Mäusen mit Listeria monocytogenes

Listeria monocytogenes is a Gram-positive facultative intracellular pathogen that is capable of causing serious invasive infections in immunocompromised ...

Normal and Malignant Muscle Cell Transplantation into Immune Compromised Adult Zebrafish

Normalen und malignen Muscle Cell Transplantation in immungeschwächten Adult Zebrafisch

Zebrafish have become a powerful tool for assessing development, regeneration, and cancer. More recently, allograft cell transplantation protocols have ...

An Endothelial Planar Cell Model for Imaging Immunological Synapse Dynamics

Ein Endothelial Planar Zellmodell für Imaging immunologischen Synapse Dynamics

Adaptive immunity is regulated by dynamic interactions between T cells and antigen presenting cells (&#39;APCs&#39;) referred to as &#39;immunological ...

Establishment of a High-throughput Setup for Screening Small Molecules That Modulate c-di-GMP Signaling in Pseudomonas aeruginosa

Establishment of a High-throughput Setup for Screening Small Molecules That Modulate c-di-GMP Signaling in Pseudomonas aeruginosa

Einrichtung eines Setup-Hochdurchsatz-Screening für kleine Moleküle, die Modulate c-di-GMP-Signalisierung in<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em

Bacterial resistance to traditional antibiotics has driven research attempts to identify new drug targets in recently discovered regulatory pathways. ...

Isolation and Identification of Extravascular Immune Cells of the Heart

Isolierung und Identifizierung von Extravascular Immunzellen des Herzens

The immune system is an essential component of a healthy heart. The myocardium is home to a rich population of different immune cell subsets with ...

Optimization of the Cuff Technique for Murine Heart Transplantation

Optimierung der Manschettentechnik für DieMurine Heart Transplantation

Murine cardiac transplantation has been performed for more than 40 years. With advancements in microsurgery, certain new techniques have been used to ...

Visualization of SARS-CoV-2 using Immuno RNA-Fluorescence In Situ Hybridization

Visualisierung von SARS-CoV-2 mit Immuno-RNA-Fluoreszenz in situ Hybridisierung

This manuscript provides a protocol for in situ hybridization chain reaction (HCR) coupled with immunofluorescence to visualize severe acute respiratory ...