כריתת כליה דגםth העכבר 5/6 שגורם קרדיומיופתיה Uremic ניסיוני
Summary
כתב יד זה מספק הליך כירורגי מפורט שני שלבים לביצוע העכבר 5/6th חלקית כריתת כליה (PNx) עם מוט מצדו. ארבעה שבועות לאחר הניתוח, בהשוואה המופעלים המזויפים עכברים, העכברים PNx פיתחה תפקוד כליות לקוי, אנמיה, היפרטרופיה, הלב פיברוזיס, וירידה תפקוד הלב בהתכווצות והתרחבות.
Abstract
מחלת כליות כרונית (CKD) הוא גורם סיכון גדול עבור אירועים למחלות ותמותה, מתפתחת בהדרגה פנוטיפ קליני בשם “uremic שריר הלב”. נתאר כאן מדגם העכבר CKD ניסיוני, בשם 5/6th חלקית כריתת כליה (PNx) עם מוט מצדו, שהתפתחה uremic שריר הלב-4 שבועות לאחר הניתוח. מודל PNx זה בוצע על ידי ניתוח דו-שלבי. בניתוח צעד אחד, שני קטבים של הכליה השמאלית היו מאתרים. בניתוח שלב-2, אשר נערך 7 ימים אחרי הניתוח בשלב אחד, הכליה הימנית הוסרה. עבור הניתוח המזויפים, אותם הליכים ניתוחים בוצעו אך ללא הקוטב מצדו של הכליה השמאלית או הסרת הכליה הימנית. הניתוחים הם יותר קל וצורך פחות, לעומת שיטות אחרות. עם זאת, השריד מסה כליות פונקציונלי לא נשלטת באותה קלות כמו מצדו עורק הכליה. ארבעה שבועות לאחר הניתוח, בהשוואה לעכברים המופעלים באמצעות העמדת פנים, העכברים PNx פיתחה תפקוד כליות לקוי, אנמיה, היפרטרופיה, הלב פיברוזיס, וירידה תפקוד הלב בהתכווצות והתרחבות.
Introduction
CKD, הידוע גם בשם אי ספיקת כליות כרונית, היא אובדן הדרגתי של תפקוד הכליות עם הזמן זה בסופו של דבר מתפתח כשל כלייתי קבוע. CKD, ממדינות מחלת כליות בשלב מוקדם כדי מחלת כליות סופנית (ESRD), הוא גורם סיכון גדול עבור אירועים למחלות ותמותה, מתפתחת בהדרגה פנוטיפ קליני הנקרא “uremic שריר הלב”1, 2,3. Uremic למחלת שריר הלב בחולים עם CKD או ESRD מזוהה עם הפרעות לב וכלי דם, נגרמת בעיקר עומס של שמאל לחץ (LV) חדרית ו/או נפח, שמוביל LV היפרטרופיה (LVH), התרחבות LV ואת תפקוד סיסטולי LV4 5, ,6. הלב פיברוזיס היא תהליך פתולוגי נפוץ אחר של קרדיומיופתיה uremic אשר מפחית את הלב ציות וכתוצאה מכך LV דיספונקציה diastolic. פיברוזיס לב חמור יכול להוביל למוות לבבי פתאומי אפילו באלה ללא תסמינים לבביים7.
5/6th PNx הוא מודל נפוץ של בעלי חיים CKD עבור מחקרים שנעשו בבעלי חיים המערבים אי ספיקת כליות, uremic שריר הלב, יתר לחץ דם. PNx מושגת על ידי אבלציה של parenchyma כליות 5/6. המודל עכברוש פותחה בתחילה עם השניים נפוצים ביותר פרוטוקולים המועסקים כריתה כירורגית או אוטם. המודל PNx עכברוש הוא מודל שימושי ביותר ללמוד קרדיומיופתיה uremic עם הגבהים משמעותית בלחץ הדם, היפרטרופיה, diastolic תפקוד לקוי. מאוחר יותר, פותחו העכבר PNx מודלים, פעלו עם טכניקות דומות כמודל עכברוש, עקב זמינותו רחב קלות ביצוע מניפולציות גנטיות במערכת העכבר.
זה מתועד היטב כי חמצון מערכתית מתח היא תכונה קבועה של8,שני קרדיומיופתיה uremic קליניים וניסויים9. יתר על כן, הלחץ חמצון תורם תסמונת uremic10, שמשחק תפקיד בפתוגנזה של מומים לבביים ראיתי קרדיומיופתיה uremic11,12,13. בשלב זה, הראו כי למכרסמים 5/6ה מודל PNx גורם תכונות פיזיולוגיות, מורפולוגיים הביוכימי של קרדיומיופתיה uremic14,15,16, 17. במודל עכבר PNx המתוארים כאן, עכברים המופעלים PNx פיתח משמעותי סטרס חמצוני, לפחות באופן חלקי מתווכת על ידי Na/K-ATPase איתות פונקציה, וזה קריטי בתיווך PNx קרדיומיופתיה uremic ניסיוני. הנחתה של האיתות נה/K-ATPase לא רק מפחיתה הגברה חמצוני, אך גם המשפרת את השינויים פנוטיפיות שהיו קיימות בעבר בתיווך PNx קרדיומיופתיה uremic ניסיוני18.
Protocol
Representative Results
Discussion
העכברוש 5/6th PNx מודל כבר בשימוש נרחב ללמוד CKD. בגלל הרבה יותר קטן כליות לגודל עכבר, עורק קלאסית מצדו של כריתה הקוטב הם מאוד מאתגר במודלים של העכבר עם תמותה גבוהה אפשרי, אובדן לא צפוי דימום/דם.
אימצנו דגם PNx עכבר עם מוט מצדו כדי להתגבר על אובדן דם/דימום. מודל PNx זה לוקח פחות זמ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי NIH R15 1R15DK106666-01A1 (כדי י ליו) ו- NIH HL071556 RO1 (ל J.I. שפירא).
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).
