Een 5/6th Nefrectomie muismodel dat experimentele uremisch cardiomyopathie induceert
Summary
Dit manuscript biedt een gedetailleerde chirurgische procedure voor het uitvoeren van muis 5/6th gedeeltelijke Nefrectomie (PNx) met pool afbinding. Vier weken na de operatie, in vergelijking met sham bediende muizen, de PNx muizen ontwikkeld nierfunctiestoornissen, bloedarmoede, hypertrofie van het hart, cardiale fibrose en daalde van systolische en diastolische hartfunctie.
Abstract
Chronische nierziekten (CKD) is een grote risicofactor voor hart-en vaatziekten evenementen en sterfte en geleidelijk ontwikkelt om het klinische fenotype “uremisch cardiomyopathie” genoemd. Hier beschrijven we een experimentele CKD muismodel, 5/6th gedeeltelijke Nefrectomie (PNx) met pool afbinding, die ontwikkeld uremisch cardiomyopathie op vier weken na chirurgie genoemd. Dit model van PNx werd uitgevoerd door een operatie in twee stappen. In stap-one chirurgie, werden beide Polen van de linker nier afgebonden. In stap twee chirurgie, die 7 dagen na de operatie stap-one werd opgevoerd, was de rechter nier verwijderd. Voor de sham-operatie, dezelfde operatie procedures werden uitgevoerd, maar zonder pole Afbinding van de linker nier of verwijdering van de rechter nier. De chirurgische procedures zijn eenvoudiger en minder tijdrovend is, in vergelijking met andere methoden. Echter, het restant functionele nier massa is niet zo gemakkelijk gecontroleerd als de renale slagader afbinding. Vier weken na de operatie, in vergelijking met de schijnvertoning bediende muizen, de PNx muizen ontwikkeld nierfunctiestoornissen, bloedarmoede, hypertrofie van het hart, cardiale fibrose en daalde van systolische en diastolische hartfunctie.
Introduction
CKD, ook wel bekend als chronisch nierfalen, is een progressief verlies van nierfunctie na verloop van tijd dat uiteindelijk ontwikkelt zich tot permanente nierfalen. CKD, van vroege fase nierziekte Staten tot einde-fase nierziekte (ESRD), is een grote risicofactor voor hart-en vaatziekten evenementen en sterfte en geleidelijk ontwikkelt om het klinische fenotype genaamd “uremisch cardiomyopathie”1, 2,3. Het uremisch Cardiomyopathie bij patiënten met Cementovenstof of ESRD is gekoppeld aan cardiovasculaire afwijkingen, voornamelijk veroorzaakt door overbelasting van de linker ventriculaire (LV) druk en/of volume, wat leidt tot LV hypertrofie (LVH), LV dilatatie en LV systolische dysfunctie4 ,5,6. Cardiale fibrose is een andere gemeenschappelijke pathologische proces uremisch cardiomyopathie die vermindert cardiale naleving resulterend in LV diastolische dysfunctie. Ernstige cardiale fibrose kan leiden tot cardiale wiegendood zelfs in die zonder cardiale symptomen7.
De 5/6th PNx is een veelgebruikte CKD diermodel voor dierlijke studies waarbij nierfalen, uremisch cardiomyopathie en hypertensie. PNx wordt bereikt door ablatie van de renale parenchym 5/6. De rat model werd aanvankelijk ontwikkeld met de twee meest voorkomende protocollen werkzaam chirurgische resectie of infarct. De rat PNx model is een nuttig model om te studeren uremisch cardiomyopathie met aanzienlijke verhogingen in hypertrofie van het hart, bloeddruk en verminderde diastolische functie. Later, werden Muismodellen van PNx, bediend met de soortgelijke technieken als het model van de rat, ontwikkeld als gevolg van de ruime beschikbaarheid en het gemak van het maken van genetische manipulaties in het systeem van de muis.
Het is goed gedocumenteerd dat systemische oxidant stress een constante functie van beide klinische en experimentele uremisch cardiomyopathie8,9 is. Bovendien oxidant stress draagt bij aan het uremisch syndroom10, en speelt een cruciale rol in de pathogenese van de cardiale afwijkingen gezien in uremisch cardiomyopathie11,12,13. Op dit punt, we hebben aangetoond dat het knaagdier 5/6th PNx model veroorzaakt fysiologische, morfologische en biochemische eigenschappen van uremisch cardiomyopathie14,15,16, 17. in de PNx muismodel hier beschreven, PNx bediende muizen ontwikkeld aanzienlijke oxidatieve stress, ten minste gedeeltelijk gemedieerde door de Na/K-ATPase signaalfunctie, wat cruciaal is in PNx-gemedieerde experimentele uremisch cardiomyopathie. Demping van de Na/K-ATPase signalering niet alleen vermindert oxidatieve amplificatie, maar ook de phenotypical veranderingen in PNx-gemedieerde experimentele uremisch cardiomyopathie18uitzitten.
Protocol
Representative Results
Discussion
De rat 5/6th PNx model is wijd verbeid gebruikt om te studeren van Cementovenstof. Vanwege de veel kleinere nier omvang in muis zijn de klassieke slagader afbinding en paal resectie zeer uitdagend in muismodellen met mogelijk hoge sterftecijfers en onverwachte bloeden/bloed verlies.
We goedkeuring gehecht aan een muismodel van PNx met paal afbinding te overwinnen de bloeden/bloedverlies. Dit model PNx vergt minder tijd met de verbeterde overlevingskans en hoge reproduceerbaarheid. D…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gesteund door de NIH R15 1R15DK106666-01A1 (aan J. Liu) en NIH RO1 HL071556 (naar Ji Shapiro).
Materials
| Iris Scissors, 11.5 cm, Straight | World Precision Instruments | 501758 | |
| WPI Swiss Tweezers #5 11 cm, 0.1×0.06 mm Tips | World Precision Instruments | 504506 | |
| Jewelers #5 Forceps, 11cm, Straight, Titanium | World Precision Instruments | 555227F | |
| Iris Forceps, 10cm, Straight, Serrated | World Precision Instruments | 15914 | |
| Tweezers #3, 11cm, 0.2×0.4mm Tips | World Precision Instruments | 501976 | |
| Medesy Iris 4.5" Curved Scissors, Stainless Steel | Net23 | 3512 | www.Net32.com |
| Dr. Slick Iris Scissors; 3.5" | Avid Max | 220-1-965-IrisScsrs-P | www.Avid Max.com |
| Miltex Iris Scissors 4 1/8" Curved | 4mdmedical | V95-306 | www.4mdmedical.com |
| 5" Hemostat clap, curved jaw | PJTool | 4355 | www.pjtool.com |
| sklar Knapp Iris scissors, straight and sharp/blunt 4" | Medical Device depot | 64-3430 | www.medicaldevicedepot.com |
| Kelly Hemostatic Forceps straight 5.5" | Pilgtimmedical | FA710-50 | www.pilgtimmedical.com |
| C57BL/6 mice | Hilltop Lab Animals Inc. | ||
| Mouse Handling Table and rectal thermometer | Visualsonics | ||
| MicroScan transducer | Vevo 1100 | MS400 | |
| Vevo 1100 Imaging System | FUJIFILM VisualSonics Inc. | ||
| Cystatin C ELISA kit and mouse creatinine kit | Crystal Chem. Inc. | ||
| Mouse BUN ELISA kit | MyBioSource Inc |
References
- Sarnak, M. J., et al. Kidney Disease as a Risk Factor for Development of Cardiovascular Disease: A Statement From the American Heart Association Councils on Kidney in Cardiovascular Disease, High Blood Pressure Research, Clinical Cardiology, and Epidemiology and Prevention. Circulation. 108 (17), 2154-2169 (2003).
- Levey, A. S., et al. Controlling the epidemic of cardiovascular disease in chronic renal disease: what do we know? What do we need to learn? Where do we go from here? National Kidney Foundation Task Force on Cardiovascular Disease. Am J Kidney Dis. 32 (5), 853-906 (1998).
- Schiffrin, E. L., Lipman, M. L., Mann, J. F. E. Chronic Kidney Disease. Effects on the Cardiovascular System. 116 (1), 85-97 (2007).
- Foley, R. N., et al. Clinical and echocardiographic disease in patients starting end-stage renal disease therapy. Kidney Int. 47 (1), 186-192 (1995).
- Foley, R. N., et al. The prognostic importance of left ventricular geometry in uremic cardiomyopathy. J Am Soc Nephrol. 5 (12), 2024-2031 (1995).
- Alhaj, E., et al. Uremic cardiomyopathy: an underdiagnosed disease. Congest Heart Fail. 19 (4), 40-45 (2013).
- Gulati, A., et al. Association of fibrosis with mortality and sudden cardiac death in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy. JAMA. 309 (9), 896-908 (2013).
- London, G. M., Parfrey, P. S. Cardiac disease in chronic uremia: pathogenesis. Adv Ren Replace Ther. 4 (3), 194-211 (1997).
- Mohmand, B., Malhotra, D. K., Shapiro, J. I. Uremic cardiomyopathy: role of circulating digitalis like substances. Front Biosci. 10, 2036-2044 (2005).
- Himmelfarb, J., McMonagle, E. Manifestations of oxidant stress in uremia. Blood Purif. 19 (2), 200-205 (2001).
- Okamura, D. M., Himmelfarb, J. Tipping the redox balance of oxidative stress in fibrogenic pathways in chronic kidney disease. Pediatr Nephrol. 24 (12), 2309-2319 (2009).
- Himmelfarb, J., Stenvinkel, P., Ikizler, T. A., Hakim, R. M. The elephant in uremia: oxidant stress as a unifying concept of cardiovascular disease in uremia. Kidney Int. 62 (5), 1524-1538 (2002).
- Becker, B. N., Himmelfarb, J., Henrich, W. L., Hakim, R. M. Reassessing the cardiac risk profile in chronic hemodialysis patients: a hypothesis on the role of oxidant stress and other non-traditional cardiac risk factors. J Am Soc Nephrol. 8 (3), 475-486 (1997).
- Drummond, C. A., et al. Reduction of Na/K-ATPase affects cardiac remodeling and increases c-kit cell abundance in partial nephrectomized mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 306 (12), 1631-1643 (2014).
- Kennedy, D. J., et al. Partial nephrectomy as a model for uremic cardiomyopathy in the mouse. Am J Physiol Renal Physiol. 294 (2), 450-454 (2008).
- Haller, S. T., et al. Monoclonal antibody against marinobufagenin reverses cardiac fibrosis in rats with chronic renal failure. Am J Hypertens. 25 (6), 690-696 (2012).
- Tian, J., et al. Spironolactone attenuates experimental uremic cardiomyopathy by antagonizing marinobufagenin. Hypertension. 54 (6), 1313-1320 (2009).
- Liu, J., et al. Attenuation of Na/K-ATPase Mediated Oxidant Amplification with pNaKtide Ameliorates Experimental Uremic Cardiomyopathy. Sci Rep. 6, 34592 (2016).
- Yan, Y., et al. Involvement of reactive oxygen species in a feed-forward mechanism of Na/K-ATPase-mediated signaling transduction. J Biol Chem. 288 (47), 34249-34258 (2013).
- Leelahavanichkul, A., et al. Angiotensin II overcomes strain-dependent resistance of rapid CKD progression in a new remnant kidney mouse model. Kidney Int. 78 (11), 1136-1153 (2010).
- Ma, L. J., Fogo, A. B. Model of robust induction of glomerulosclerosis in mice: importance of genetic background. Kidney Int. 64 (1), 350-355 (2003).
