Name: preparation of decellularized kidney scaffolds in rats
Uploaded: 2021-03-18T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Decellularized Kidney Scaffolds in Rats at JoVE.com

تم دعم هذه الدراسة من قبل منحة معهد البحوث الطبية الحيوية من مستشفى جامعة بوسان الوطنية.

تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل إدارة جامعة بوسان الوطنية للطب وأجريت وفقا للمبادئ التوجيهية الأخلاقية لاستخدام ورعاية الحيوانات. (الشهادة رقم 2017-119). قبل أي دراسات حيوانية، يجب الحصول على موافقة مؤسسية. ملاحظة: جميع الأدوات الجراحية والتخديرية / المعدات والكواشف الموصى بها للعرض ال?...

<ol>
	<li>Kawai, T., 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=Brief+report:+HLA-mismatched+renal+transplantation+without+maintenance+immunosuppression.">Brief report: HLA-mismatched renal transplantation without maintenance immunosuppression.</a> New England Journal of Medicine. 358 (4), 353-361 (2008).</li><li>Rana, D., Zreiqat, H., Benkirane-Jessel, N., Ramakrishna, S., Ramalingam, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+decellularized+scaffolds+for+stem+cell-driven+tissue+engineering.">Development of decellularized scaffolds for stem cell-driven tissue engineering.</a> Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 11 (4), 942-965 (2017).</li><li>Fu, R. 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=Decellularization+and+recellularization+technologies+in+tissue+engineering.">Decellularization and recellularization technologies in tissue engineering.</a> Cell Transplantation. 23 (4-5), 621-630 (2014).</li><li>Hopkinson, 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=Optimization+of+amniotic+membrane+(AM)+denuding+for+tissue+engineering.">Optimization of amniotic membrane (AM) denuding for tissue engineering.</a> Tissue Engineering. Part C, Methods. 14 (4), 371-381 (2008).</li><li>Shupe, T., Williams, M., Brown, A., Willenberg, B., Petersen, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+for+the+decellularization+of+intact+rat+liver.">Method for the decellularization of intact rat liver.</a> Organogenesis. 6 (2), 134-136 (2010).</li><li>Petersen, T. 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=Tissue-engineered+lungs+for+in+vivo+implantation.">Tissue-engineered lungs for in vivo implantation.</a> Science. 329 (5991), 538-541 (2010).</li><li>Fernandez-Perez, J., Ahearne, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+decellularization+methods+on+extracellular+matrix+derived+hydrogels.">The impact of decellularization methods on extracellular matrix derived hydrogels.</a> Scientific Reports. 9 (1), 14933 (2019).</li><li>Naik, A., Griffin, M., Szarko, M., Butler, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimizing+the+decellularization+process+of+an+upper+limb+skeletal+muscle;+implications+for+muscle+tissue+engineering.">Optimizing the decellularization process of an upper limb skeletal muscle; implications for muscle tissue engineering.</a> Artificial Organs. 44 (2), 178-183 (2020).</li><li>Crapo, P. M., Gilbert, T. W., Badylak, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+tissue+and+whole+organ+decellularization+processes.">An overview of tissue and whole organ decellularization processes.</a> Biomaterials. 32 (12), 3233-3243 (2011).</li><li>Mason, C., Dunnill, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+brief+definition+of+regenerative+medicine.">A brief definition of regenerative medicine.</a> Regenerative Medicine. 3 (1), 1-5 (2008).</li><li>Guyette, J. 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=Perfusion+decellularization+of+whole+organs.">Perfusion decellularization of whole organs.</a> Nature Protocols. 9 (6), 1451-1468 (2014).</li><li>Song, J. 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=Regeneration+and+experimental+orthotopic+transplantation+of+a+bioengineered+kidney.">Regeneration and experimental orthotopic transplantation of a bioengineered kidney.</a> Nature Medicine. 19 (5), 646-651 (2013).</li></ol>

وقد استخدمت بروتوكولات مختلفة لdeellularization من الأعضاء والأنسجة الأخرى. يجب أن يحافظ بروتوكول التفكيك الأمثل على البنية ثلاثية الأبعاد للمصفوفة خارج الخلية (ECM). بشكل عام ، تتكون هذه البروتوكولات من ليسينج غشاء الخلية عن طريق المعالجة الفيزيائية أو الحلول الأيونية ، وتفكيك السيتوبلازم والنو...

يتم تطبيق تقنيات زراعة الخلايا لتجديد الأنسجة والأعضاء الوظيفية لتحل محل الأعضاء المريضة أو التالفة. زرع الأعضاء المسببة للألوجين هو حاليا العلاج الأكثر شيوعا لتلف الأعضاء لا رجعة فيه; ومع ذلك ، يتطلب هذا النهج استخدام كبت المناعة لمنع رفض العضو المزروع. وعلاوة على ذلك، على الرغم من التقدم في علم المناعة زرع، 20٪ من المتلقين زرع قد تواجه رفض حاد في غضون 5 سنوات، وخلال 10 سنوات بعد زرع، 40٪ من المتلقين قد تفقد الكسب غير المشروع المزروعة أو يموت1.
وقد أثمر التقدم في تقنيات هندسة الأنسجة في نموذج جديد لزرع أعضاء جديدة دون رفض المناعة باستخدام الخلايا الجذعية المتمايزة. بعد تمايز الخلايا الجذعية ، هناك حاجة إلى سقالة ، تسمى مصفوفة اصطناعية خارج الخلية ، لتسهيل توليد الأعضاء ثلاثية الأبعاد وتمكين الأنسجة الجديدة من الازدهار داخل المتلقي. السقالات من الأعضاء الأصلية decellularized لها مزايا، بما في ذلك بيئة أكثر فعالية لإنشاء الخلايا وتعزيز انتشار الخلايا الجذعية، على الرغم من أن هذه الآليات لم يتم توضيحها تماما2. على وجه الخصوص ، الكلى هي جهاز مناسب لتوليد السقالات لأنها تحتوي على تداول وفير ومكانة لإنشاء الخلايا الجذعية. بالإضافة إلى ذلك ، بسبب الهيكل المعقد للكلى ، من الصعب تجديد الكلى بشكل مصطنع لزرع الأعضاء.
في هذا التقرير، نقدم طريقة لتطوير السقالات الوعائية باستخدام الأعضاء المزيلة في نموذج الفئران لتسهيل الدراسات الحيوانية المستقبلية لأغراض هندسة الأنسجة.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 cc syringe (inject probes and vehicle solutions</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>305217</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10-0 ethilon for vessel anastomosis</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>9032G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25 gauge inch guide needle(for vascular catheters)</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>305145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-0 PDS incision closure rat</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>Z316H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-0 Prolene incision closure rat</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>8832H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-0 silk spool vascular access/ligation in rat</td>
			<td>Braintree Scientific</td>
			<td>SUT-S 110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 PDS incision closure mouse</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>Z773D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 Prolene incision closure mouse</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>8831H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 silk spool vascular access/ligation in mouse</td>
			<td>Braintree Scientific</td>
			<td>SUT-S 106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Scissors to cut fascia/connective tissue</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14058-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Halsey needle holder</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12001-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kelly Hemostat for rats: muscle clamp to minimize bleeding when cut</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>13018-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethelyne 50 tubing, catheter tubing 100 ft</td>
			<td>Braintree Scientific</td>
			<td>.023&#34; &#215; .038&#8221;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schwartz microserrefine vascular clamps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18052-01 (straight)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>18052-03 (curved)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Scissors to cut skin</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14002-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas-Tubingen Spring scissors for arteriotomy</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15003-08</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of decellularized kidney scaffolds in rats

هندسة الأنسجة هي تخصص متطور في الطب الحيوي. يمكن تطبيق تقنيات زراعة الخلايا لتجديد الأنسجة والأعضاء الوظيفية لتحل محل الأعضاء المريضة أو التالفة. هناك حاجة إلى السقالات لتسهيل توليد الأعضاء أو الأنسجة ثلاثية الأبعاد باستخدام الخلايا الجذعية المتمايزة في الجسم الحي. في هذا التقرير، نصف طريقة جديدة لتطوير السقالات الوعائية باستخدام كلى الفئران المزيلة. استخدمت فئران سبراغ دولي البالغة من العمر ثمانية أسابيع في هذه الدراسة، وتم حقن الهيبارين في القلب لتسهيل التدفق إلى الأوعية الكلوية، مما سمح للهابارين بالتغلغل في الأوعية الكلوية. فتح تجويف البطن، وتم جمع الكلى اليسرى. تم تغلغل الكلى التي تم جمعها لمدة 9 ساعة باستخدام المنظفات ، مثل تريتون X-100 وكبريتات دودسيل الصوديوم ، لإزالة الخلايا النسيجية. ثم تم غسل سقالات الكلى منزوعة الخلايا بلطف مع 1٪ البنسلين / الستربتومايسين والهبارين لإزالة الحطام الخلوي والمخلفات الكيميائية. ومن المتوقع زرع الخلايا الجذعية مع السقالات الأوعية الدموية decellularized لتسهيل توليد أجهزة جديدة. وبالتالي ، قد توفر السقالات الوعائية أساسا لهندسة الأنسجة لترقيع الأعضاء في المستقبل.

كان مورفولوجيا الإجمالي من الكلى الفئران الأحمر الداكن(الشكل 1A). بعد التفكيك ، أصبحت الكلية شاحبة وشفافة (الشكل 1D). تم تقييم الحمض النووي الجينومي المتبقي مع مجموعة تجارية وفقا لتعليمات الشركة المصنعة ، في سقالات الكلى المزيلة ومقارنتها مع تلك الموجودة في ?...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Decellularized Kidney Scaffolds in Rats at JoVE.com

Preparation of Decellularized Kidney Scaffolds in Rats

يقدم هذا البروتوكول طريقة لتطوير سقالة باستخدام كليتي الفئران المزيلتين. ويشمل البروتوكول عمليات الازالة وإعادة الخلايا لتأكيد التوافر البيولوجي. يتم تنفيذ إزالة الخلايا باستخدام تريتون X-100 وكبريتات دودسيل الصوديوم.

إعداد سقالات الكلى المزيلة في الفئران

Tissue engineering is a cutting-edge discipline in biomedicine. Cell culture techniques can be applied for regeneration of functional tissues and organs ...

هذا البروتوكول يجعل من الممكن لتطوير السقالات الأوعية الدموية باستخدام الكلى في نموذج الفئران. الكلى هي الجهاز الأكثر ملاءمة لسقالات الخلايا الجذعية المتمايزة. هذا هو بروتوكول ناجح للغاية لdeellularization من الكلى.يزيل النوى بفعالية مع الحد الأدنى من تدمير البنية الفوقية ECM. يمكن تطبيق هذه التقنية على طب الزرع وهندسة الأنسجة. إثبات الإجراء سيكون كيم جو Hyoung ، دكتوراه في الطب / دكتوراه أستاذ مشارك في الجراحة التجميلية من مختبري.للبدء، ضع فأر سبراغ دولي البالغ من العمر ثمانية أسابيع على لوحة احترار، وضع مسبار ميزان الحرارة المستقيم في المستقيم لمراقبة درجة الحرارة الأساسية. بعد تخدير الجرذ، وضعه في وضع ية، وتأمين الأطراف الأربعة إلى الطاولة مع الشريط. حلق وتنظيف البطن بالصابون المبيد للجراثيم.تطبيق 2٪ بيتادين لمدة دقيقة إلى دقيقتين على الأقل, ثم مسح تشغيله مع محلول الإيثانول 70٪. كرر هذا التسلسل ثلاث مرات. غطي الحقل الجراحي بستائر معقمة وناقمة.إجراء شق البطن العمودي، وفضح الكلى اليسرى، الحالب، الشريان الأورطي البطني، والكافا الوريد السفلي. تشريح الأنسجة قبل قطع باديكل. إعداد 50 ملليلتر من محلول التغلغل لكل فأر عن طريق خلط برنامج تلفزيوني مع ما يقرب من 10 وحدات لكل ملليلتر الهيبارين.مزيج كميات متساوية من 8٪ PFA مع برنامج تلفزيوني لجعل الحل PFA 4٪. تمديد شق البطن الرأسي cranially، مع التأكد من رسم مقص بعيدا عن الأجهزة عند قطع لتجنب الضرر. مواصلة شق من خلال القفص الصدري، ومن ثم قطع من خلال الحجاب الحاجز عن طريق رفع القص.تراجع عن رفرف فضفاضة من الجلد للخروج من الطريق مع المشبك أليس، وتحرير القلب عن طريق تمزيق أي النسيج الضام مع ملقط. افتح خط PBS وتأكد من تدفقه قبل وضع الإبرة في البطين الأيسر. عقد القلب بلطف مع ملقط حادة، واستخدام hemostat للسيطرة على الإبرة.يجب إدخال الإبرة لا يزيد عن ربع بوصة. في حين دعم القلب مع الإبرة والهوموستات، وتحديد موقع الأذين الأيمن، وقص من خلال ذلك مع مقص استئصال القزحية. بقية hemostat على جسم الجرذ، وتأكد من الإبرة لا تزال في وضع داخل القلب.استمر في ممارسة التشويش على برنامج تلفزيوني لمدة أربع دقائق أو أكثر إذا كان لا يزال هناك دم مرئي في الكلى والكبد. حصاد الكلى اليسرى مع الشريان الأورطي البطني والكافا الوريد السفلي. Ligate الحالب، الشريان الأورطي الصدري، متفوقة فينا كافا، وفروع الشريان الأورطي البطني.الحفاظ على الجهاز رطب في DPBS في طبق بيتري 10 سم. Cannulate الشريان الأورطي البطني والكافا الوريد السفلي مع قسطرة قياس 23. لإزالة الدم المتبقي، قم بتوصيل القنية بمضخة تمعج، واغسل العضو ب 500 ملليلتر من DPBS و16 وحدة لكل ملليلتر هيبارين لمدة 90 دقيقة عند خمس دورات في الدقيقة و37 درجة مئوية.لتكبيل الكلى، قم بترطيبها ب 1٪ تريتون X-100 لمدة ثلاث ساعات ثم مع محلول SDS بنسبة 0.75٪ لمدة ست ساعات بضغط مستمر يبلغ 40 ملليلتر من الزئبق. لإزالة SDS المتبقية، قم بثقب العينة بنسبة 1٪ بنسلين في الماء المقطر لمدة 18 ساعة ثم مع DPBS معقم و16 وحدة لكل ملليلتر هيبارين لمدة 90 دقيقة. كان مورفولوجيا الفئران الإجمالية حمراء داكنة.بعد التفكيك ، أصبحت الكلية شاحبة وشفافة. تم قياس الحمض النووي الجينومي المتبقي كميا في سقالات الكلى المزيلة ومقارنته بالحمض النووي في الكلى الأصلية ، مما يؤكد أن الحمض النووي الجينومي للأنسجة تم القضاء عليه تقريبا بعد إزالة الخلايا. من 14 حالة، كان متوسط محتويات الحمض النووي 115.05 نانوغرام لكل ميكرولتر للتحكم و 1.96 نانوغرام لكل ميكرولتر للسقالة المزيلة.في المجموع، تمت إزالة 98.3٪ من الحمض النووي. تم الحفاظ على الهيكل ثلاثي الأبعاد ، وتم الحفاظ على الكبيبات اللاخلية في البارينشيما القشرية. عند إدخال الإبرة في البطين الأيسر، يجب إدخالها لا يزيد عن ربع بوصة.قد يخرج أي إدخال آخر من الجانب الآخر. ونحن على ثقة من أن هذه التقنية ستفتح آفاقا جديدة في مجال هندسة الأنسجة.

Research

JoVE Journal

Medicine

Acute Myocardial Infarction in Rats

احتشاء عضلة القلب الحاد في الفئران

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular ...

Orthotopic Small Bowel Transplantation in Rats

زرع مثلي الأمعاء الصغيرة في الفئران

Small  bowel transplantation has become an accepted clinical option for patients with  short gut syndrome and failure of parenteral nutrition ...

Orthotopic Liver Transplantation in Rats

زراعة كبد في الفئران

Clinical progress in the field of liver transplantation has been largely supported by animal models1,2. Since the publication of the first orthotopic rat ...

Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease

تقييم وظيفة الأوعية الدموية في المرضى الذين يعانون من مرض الكلى المزمن

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this ...

Murine Kidney Transplant Technique

الكلى الفئران زرع تقنية

The first mouse kidney transplant technique was published in 19731 by the Russell laboratory. Although it took some years for other labs to become ...

Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

سوي الحرارة<em&gt; السابقين فيفو</em&gt; الإرواء الكلى للحفاظ على الكلى الطعوم قبل الزرع

Kidney transplantation has become a well-established treatment option for patients with end-stage renal failure. The persisting organ shortage remains a ...

Histological Quantification of Chronic Myocardial Infarct in Rats

الكمي النسيجي المزمن عضلة القلب عائق في الجرذان

Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ...

Assessment of Kidney Function in Mouse Models of Glomerular Disease

تقييم لوظيفة الكلي في نماذج الماوس من المرض الكبيبي

The use of murine models to mimic human kidney disease is becoming increasingly common. Our research is focused on the assessment of glomerular function ...

Platelet-based Detection of Nitric Oxide in Blood by Measuring VASP Phosphorylation

الكشف على أساس الصفائح الدموية من أكسيد النيتريك في الدم عن طريق قياس الفسفرة بسب

Platelets are the blood components responsible for proper blood clotting. Their function is highly regulated by various pathways. One of the most potent ...

One-anastomosis Gastric Bypass (OAGB) in Rats

One-anastomosis Gastric Bypass OAGB in Rats

واحد-ملامسة المعدة (أواجب) في الفئران

The goal of this protocol is to set up a preclinical model of bariatric surgery and, more specifically, OAGB in obese rats. Based on this preclinical ...