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动物模型系列之常见器官移植动物模型

一、移植模型概括

建立器官移植动物模型是一项大操作,等同于给小动物做手术,所以需要精心准备,具体步骤包括:①手术器械准备;②供体和受体动物的选择;③术前准备和麻醉方式;④供体器官切除;⑤受体器官植入;⑥术后监测和处理


①常见小动物手术器械:

显微外科器械包,手术显微镜,自制拉钩,眼科剪,手术刀,纱布、棉球、棉片等等。

②供体和受体动物的选择:

研究目的不同,动物品系不同,常见的用于移植研究的哺乳动物有猪、羊、猴,以及大鼠、小鼠等啮齿类动物。在大鼠的同种移植模型中,Lewis、Brown Norway 、DA、 Wistar,SD大鼠均较常见。

③术前麻醉方式:

术前动物需禁食,麻醉方法有戊巴比妥钠、水合氯醛,均应腹腔注释,麻醉过浅时加乙醚吸入辅助。

④-⑤不同器官的手术处理将在后文详细阐述。

⑥术后监测和处理:

术后根据实验研究设计的需要监测移植器官功能,如测定移植肺动物模型的血氧饱和度、移植胰模型的空腹血糖值正常,C-肽值,移植肾动物模型的血尿肌酐含量。


术后应关注动物的体温,可以使用电热毯或电灯进行保温。通常动物术后1h内苏醒。可以视情况皮下注射葡萄糖、生理盐水、抗生素,2-3天后恢复正常饮食。



二、常见器官移植动物模型

1、大鼠心脏移植

特点:可用于研究心脏移植物的排斥反应、器官保存和药物筛选。能够直接观察移植物状况,通过观察心搏和心电图鉴别移植物的存活情况,有一定的判断标准,应用较广泛。

具体步骤:

A)受体鼠准备:首先麻醉,在大鼠尾静脉建立输液通路。腹正中切口,游离腹主动脉、下腔静脉,暴露待吻合部位,结扎,注入肝素盐水。纱布覆盖切口。

B)供体鼠的准备:从下腔静脉注入肝素,剪开胸壁,暴露心脏。主动脉根部注入“心脏停跳液”,放碎冰降温。结扎下腔静脉,截断上腔静脉,钝性游离并离断主动脉、肺动脉。结扎肺静脉、左上腔静脉,剪除肺组织。供心保存于4度生理盐水中,修剪备用。

C)供心移植:供心用保护套包裹,垂直放于腹主动脉左侧,连续缝合吻合口对侧壁,再缝合另一侧。同法处理供体肺动脉、受体下腔静脉。

D)移植心的观察:吻合后,恢复血供,心脏颜色变红,并有心肌颤动,棉签轻按后,恢复节律性跳动。若吻合口少量渗血,用棉签按压止血;渗血严重需重新缝合。移植心脏存活24h,为手术成功。


2、大鼠肝移植

特点:大鼠肝移植模型是肝移植中的缺血-再灌注损伤、排斥反应以及免疫耐受研究的有效手段

详细步骤:

二袖套吻合法

A)供肝的获取

腹腔麻醉,开腹,游离并结扎胃小弯背腹侧、左膈下静脉、左肝至食管高位血管支、右肾上腺静脉丛、右肾动静脉、肝下下腔静脉至左肾静脉上缘。游离肝外胆管并插管,行肝脏冷灌注。剪断肝下下腔静脉,横断肝上、下腔静脉,将供肝置于4℃生理盐水保存。

B)血管袖套制备

4℃生理盐水中,门静脉、肝下下腔静脉壁外翻,套在管上,丝线环扎固定制备血管袖套。

C)受体准备

麻醉后,上腹部直切口,取出受体肝脏,将供肝置于原位。吻合肝上、下腔静脉。将供体胆管插入受体胆管插管内,缝合腹壁。


3、大鼠胰腺移植

特点目前临床上的I型糖尿病,II型糖尿病晚期伴肾功能不全较少有内科手段能解决,胰腺移植则为有效外科手段,大鼠胰腺移植模型成本较低,有标准化的操作方法,有利于进行胰腺移植的基础研究。

详细步骤:

A)供胰切取术

麻醉,腹正中切口,结扎并切断胰腺大网膜间血管,游离胰腺,结扎切断肠系膜上血管、胆总管及肝固有动脉、左右肾及肾上腺动脉、肠系膜上动脉开口以下和腹腔动脉开口以上的腹主动脉。腹主动脉插管灌洗,移植物由淡红变为苍白;完整地切取移植物及脾,4℃保存。

B)供胰植入术有两种,一种是腔静脉-膀胱引流式胰腺移植,另一种是静脉-肠道引流式胰腺移植。第一种为供者门静脉与受者下腔静脉吻合,供者腹主动脉与受者腹主动脉吻合。供者十二指肠段与受者膀胱顶部合。第二种为供者门静脉与受者肠系膜上静脉断缝合。供胰腺的腹主动脉与受者的腹主动脉行缝合,供胰的十二指肠开口一端与受者近端空肠行端-侧吻合,另一端结扎。同时要切除脾脏。


4、大鼠肾移植

特点:肾移植小鼠模型有助于研究肾移植的免疫排斥反应,也是研究肾移植后机体免疫代偿等基础机制的模型

造模方法:

一共有两种,分别为:1)腹主动脉和下腔静脉缝合2)输尿管吻合

A)供体手术

腹部正中切口,左肾作为供肾,游离、结扎、阻断腹主动脉和下腔静脉。灌注完,剪断输尿管。移植物放入4℃高渗枸椽盐腺嘌呤液(H-CA)中保存。

B)受体手术

腹部正中切口,暴露左肾及血管。全身肝素化后,先吻合动脉后吻合静脉,吻合结束,恢复血供,可见肾颜色变红,肾动脉搏动以及肾静脉充盈。吻合口渗血时应轻压。

C)尿路重建

血管吻合成功后观察肾输尿管蠕动,有清亮的尿液流出,即可重建尿路。修剪供体输尿管,肝素盐水冲洗。显微镜下吻合输尿管并观察吻合情况。

D)关腹

腹腔无渗血后,将肠管复位,关腹。



三、总结

小动物器官模型的构建需要提取准备相应的器械和设备,有一定的门槛,同时需要胆大心细的操作和不断的练习,希望大家的模型建立顺利。


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参考文献:

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[2]王丹,陈亚惊,马延龄,刘小龙,王博方,汪学艳,陈昊.大鼠双供体肝移植模型的改进[J].器官移植,2020,11(01):72-75+103.

[3]梁飞海. 一种改良的“袖套”技术建立大鼠左肺原位移植模型[D].吉林大学,2018.

[4]郭宇,叶小鸣,张彤,伍庄,华学锋,张琪,陈规划.大鼠腹腔同种异体异位心脏移植模型的建立与改进[J].器官移植,2011,2(01):18-22+45.

[5]Chen QR,Wang LF,Xia SS,et al. Role of interleukin17A in early graft rejection after orthotopic lung transplantation in mice[J]. J Thorac Dis,2016,8 ( 6) :1069-1079.


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