急性腎障害研究のための両側性腎虚血再灌流マウスモデルの技術的改良
Summary
この研究は、急性腎障害研究のための両側腎虚血再灌流のマウスモデルの技術的改良に焦点を当てたプロトコルを確立しました。
Abstract
心停止は公衆衛生上の大きな負担となります。急性腎障害(AKI)は、心肺蘇生が成功した後の自発循環(ROSC)の復帰後の心停止の生存者における有害マーカーです。逆に、AKIからの腎機能の回復は、良好な神経学的転帰と退院の予測因子です。しかし、ROSC後の心停止による腎障害を予防するための効果的な介入は不足しており、追加の治療戦略が必要であることが示唆されている。腎低灌流と再灌流は、心停止後にAKIを引き起こす2つの病態生理学的メカニズムです。両方の腎臓の虚血再灌流誘発AKI(IR-AKI)の動物モデルは、臨床現場でROSCに続くAKI患者に匹敵します。しかし、両腎臓のIR-AKIは、死亡率が高く、腎臓の損傷に大きなばらつきがあり、分析に影響を与える可能性があるため、解析が技術的に困難である。軽量マウスを選択し、イソフルランによる全身麻酔下に配置し、背外側アプローチで手術を行い、手術中に体温を維持することで、組織の損傷を軽減し、再現性のある急性腎IR-AKI研究プロトコルを確立しました。
Introduction
米国では年間80,000回以上、心停止が発生しています1,2。心停止の死亡率は非常に高い3,4,5,6です。AKIは、ROSC7、8、9、10、11、12、13後の心停止患者における高い死亡率と神経学的転帰の不良に関連する主要な危険因子です。AKIからの回復は、良好な神経学的転帰と退院の優れた予測因子です14,15,16。しかし、IR-AKIの効果的な治療法はまだ不足しています15、16、17、18、19。この疾患の臨床転帰をさらに改善するには、追加の治療戦略が必要です。
両側腎虚血アプローチによるIR-AKIは、AKI研究に使用される動物モデルの1つです20、21、22、23、24、25、26。腎 IR-AKI 動物モデルは、ROSC 6,27,28,29,30 後の突然の心停止患者における AKI の研究において、全身 IR 損傷モデルよりも複雑ではありません。これは、実験における交絡因子が少ないため、腎臓IR-AKI動物モデルからの一貫した結果を達成しやすいことを意味します。さらに、腎臓 IR-AKI プロトコルには、通常、片側性または両側の腎椎弓根閉塞が含まれます。両側腎IR-AKIの実験条件は、心肺蘇生が成功した後に突然心停止した患者のROSC後のAKIの臨床状態に匹敵します。両方のモデルにおける腎臓の病理学的特徴は、ヒト腎IR損傷の病理学的特徴を反映しているが31,32,33、両側性腎虚血アプローチは、心不全、血管収縮、敗血症性ショックなどのヒトの病理学的条件下でのAKIにより関連している35。両側腎IR-AKI動物モデルは、ROSC後の心停止における腎IR損傷に焦点を当てた研究に適しています。
両側腎IR-AKIモデルは、技術的な困難、実験の複雑さ、および長い手術期間に関連しています23、26、32、33、35、36。これらの技術的困難を克服するために、本研究では、いくつかの技術的修正を加えることにより、マウスにおける信頼性の高い双方向IR-AKI研究プロトコルを確立しました。提案されたプロトコルは、外科的合併症の減少、組織損傷の減少、および手術中の死亡率の低下をもたらしました。したがって、ROSC後のAKIの病態生理学的プロセスを調査して、腎低灌流および再灌流損傷に対する新しい治療戦略を開発するために使用できます37,38,39。
Protocol
すべての動物実験は、米国国立衛生研究所が発行した実験 動物のケアと使用に関するガイド(NIH出版物番号85-23、1996年改訂)に従って実施されました。研究プロトコルは、Fu-Jen Catholic UniversityのInstitutional Animal Care and Use Committeeのガイドラインに従って承認されました。このプロトコルで使用されるすべての材料と機器の詳細については、 材料表 を参照してください。 <p c…
Representative Results
両側腎IR-AKI手術の質は、さらなる顕微鏡的または分子的分析の前に評価されるべきである。手術中、腎椎弓根を微小血管クリップで固定した直後に腎臓の色がピンク色から暗赤色に変化したかどうかを確認することで、腎虚血を確認する必要があります(図1)。手術後、IR-AKI手術によって引き起こされた腎臓の損傷は、生化学的分析のために顎下採血を通じて数マイクロ?…
Discussion
提案された両側IR-AKIプロトコルは、両方の腎臓の低灌流および再灌流損傷のメカニズムを調査するのに適しています。プロトコルは、軽量マウス、イソフルランによる全身麻酔、手術への背側アプローチ、および手術中の体温維持が、関連する技術的困難を軽減し、手術の期間を短縮し、急性両側腎IR-AKI研究の手順の一貫性を高めることを示唆しています。
技術的な困?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
このモデルは、台湾科学技術部(MOST 109-2320-B-030-006-MY3)の資金援助を受けて開発されました。この原稿はWallace Academic Editingによって編集されました。
Materials
| Absorbable Suture, 6-0 | Ethicon | J510G-BX | |
| Betadine solution | Shineteh Istrument | ||
| Carprofen | Sigma | PHR1452 | |
| Cotton balls | Shineteh Istrument | ||
| Graefe Forceps | Fine Science Tools | 11051-10 | |
| Heating pad | Shineteh Istrument | ||
| Isoflurane | Piramal Critical Care Inc. | 26675-46-7 | |
| Moria Vessel Clamp | Fine Science Tools | 18320-11 | |
| Olsen-Hegar needle holder | Fine Science Tools | 12002 – 12 | |
| Saline | Shineteh Istrument | ||
| Scalpel blades | Shinva | s2646 | |
| Small Animal Anesthesia Machine | Sheng-Cing Instruments Co. | STEP AS-01 | |
| Tissue scissors | Fine Science Tools | 14072 – 10 |
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Citar este artículo
Ku, H., Huang, C., Lee, S. Y. Technical Refinement of a Bilateral Renal Ischemia-Reperfusion Mouse Model for Acute Kidney Injury Research. J. Vis. Exp. (201), e63957, doi:10.3791/63957 (2023).