Renale ischemie reperfusie schade: een muismodel van letsel en Regeneratie
Summary
The mouse model of renal ischaemia reperfusion injury described here comprises of a right nephrectomy that provides control tissue and clamping of the left renal pedicle to induce ischaemia that results in acute kidney injury. This model uses a midline laparotomy approach with all steps performed via one incision.
Abstract
Renale ischemie reperfusie schade (IRI) is een veel voorkomende oorzaak van acute nierschade (AKI) bij patiënten en occlusie van nierbloedstroming onvermijdelijk tijdens niertransplantatie. Experimentele modellen die nauwkeurig en reproduceerbaar recapituleren renale IRI zijn cruciaal in het ontleden van de pathofysiologie van AKI en de ontwikkeling van nieuwe therapeutische middelen. Hier gepresenteerd is een muismodel van renale IRI die resulteert in reproduceerbare AKI. Dit wordt bereikt door een middellijn laparotomie benadering voor de operatie met een incisie waardoor zowel een rechter nefrectomie die controleweefsel en klemmen van de linker renale pedikel ischemie van de linker nier te induceren verschaft. Door zorgvuldige controle van de klem positie en de lichaamstemperatuur gedurende de periode van ischemie dit model behaalt reproduceerbare functionele en structurele schade. Muizen opgeofferd 24 uur na een operatie aan te tonen verlies van de nierfunctie met verhoging van het serum of plasma creatinine niveau als structurele nierschade met acute tubulaire necrose evident. De nierfunctie verbetert en acute weefselschade lost tijdens 7 dagen na renale IRI zodat dit model kan worden gebruikt om renale regeneratie te bestuderen. Dit model van renale IRI is gebruikt om de moleculaire en cellulaire pathofysiologie van AKI en een analyse van de latere nier-regeneratie te bestuderen.
Introduction
Ischemie-reperfusie schade (IRI) is een veel voorkomende vorm van letsel voor meerdere organen, waaronder de nieren, het hart en de hersenen. Nier IRI kan leiden tot acute nierschade (AKI) bij patiënten en geen specifieke behandeling beschikbaar is. AKI als gevolg van IRI heeft een ingewikkelde pathogenese waarbij zowel het aangeboren en adaptieve immuunrespons 1. Een experimenteel model van renale IRI biedt de mogelijkheid om de belangrijkste cellen en mediatoren betrokken bij de pathogenese van AKI en de daaropvolgende regeneratie nier die volgt de daaropvolgende dagen ontleden. Verder is de effecten van nieuwe therapeutische middelen bij ziekteprocessen kan worden beoordeeld.
De algemene doelstelling van het experimentele model van renale IRI beschreven is hier om zowel acute functionele en structurele nierschade veroorzaken. Sommige onderzoekers hebben een model dat de inductie van bilaterale IRI 2 omvat gebruikt. Hoewel de bilaterale renale IRI model is van het gebruik, de eenzijdige renAl IRI model heeft het voordeel van een recht nefrectomie wordt aangebracht op het moment van de operatie. De rechter nefrectomie weefsel dient als waardevol controle weefsel in studies met een voorbehandeling stap die ofwel induceert of onderdrukt de expressie van een gen of eiwit. Zo hebben we dit model gebruikt om de voorconditionering effecten van heem arginaat (HA) injectie 24 uur vóór renale IRI 3 beoordelen. De succesvolle inductie van de cytoprotectieve enzym heem-oxygenase-1 (HO-1) door HA voordat IRI werd bevestigd in de rechter nefrectomie controleweefsel 4. HA verminderde renale IRI in oude muizen gedeeltelijk via een HO-1 afhankelijk mechanisme. Zo hebben wij het model dat in macrofaag depletie studies om de rol van macrofagen bij nier IRI 5 onderzoeken. Immunohistochemische analyse van de rechter nefrectomie weefsel kan worden gebruikt om de doeltreffendheid van de ablatie methode bevestigen. De rechter nefrectomie weefsel kan derhalve worden gebruikt om zowel bevestigen en kwantificeren van de mate van induction of remming van het molecuul van belang in elk afzonderlijk proefdier. Dit model zal van belang zijn voor onderzoekers die het gebruik van drugs of andere verbindingen om de expressie van genen of eiwitten enz. voorafgaand aan de inductie van het renale IRI moduleren.
Andere studies hebben flank incisies gebruikt om de nieren. De hier beschreven model gebruikt een middenlijn abdominale chirurgie zowel rechts nefrectomie uitgevoerd en induceren ischemie reperfusie van de linker nier. Deze chirurgische aanpak zorgt voor een uitstekende visualisatie van het chirurgische veld met inbegrip van de renale steeltjes en kleurveranderingen die renale pedikel klemming volgen. Onze gepubliceerde ervaringen met het model 4-6 geeft aan dat muizen snel te herstellen van de operatie met een bijna 100% overlevingskans.
Tenslotte kinetische analyse van het model over een periode van 7 dagen aangeeft dat dit model vertoont herstel van zowel nierfunctie en tubulaire integeresignificante tubulaire cel proliferatie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nier IRI is een belangrijke oorzaak van AKI met geen specifieke behandeling beschikbaar. De experimentele studie van renale IRI is zeer informatief met eerder werk demonstreren de rol van macrofagen, dendritische cellen, lymfocyten, regulatoire T-cellen en andere cellen en mediatoren in de inductie van zowel de acute schade en genezingsfase 5,8 geweest – 16. Daarnaast heeft renale IRI gebruikt om het effect van verschillende therapeutische middelen 4,17-19 beoordelen.
<p class="jove_…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The present study was supported by grants from Kidney Research UK (ST4/2011), the Cunningham Trust (CT11/14) and the Mrs EA Hogg’s Charitable Trust.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Tissue scissors | Fine Science Tools | 14072 – 10 | |
| Micro-Adson forceps (Rat toothed) | Fine Science Tools | 11019 – 12 | |
| S&T JFA-5bTC Forceps – SuperGrip Angled | Fine Science Tools | 00649-11 | |
| Colibri retractor | Fine Science Tools | 17000 – 04 | |
| Micro clip applicator | Fine Science Tools | 18057-14 | |
| Micro serrafines | Fine Science Tools | 18055-04 | |
| Olsen-Hegar needle holder | Fine Science Tools | 12002 – 12 | |
| Hemoclip Plus Ligating Clips Small | Weck | 533837 | |
| Autoclip Wound Clip System, 9mm | Harvard Apparatus | PY2 52-3748 | |
| Silk Black Braided Suture, Size 6-0 | Harvard Apparatus | 723288 | |
| Standard Heat Matt | |||
| Homeothermic Blanket & Control Unit | Harvard Apparatus | ||
| Lacri-Lube | Allergan | ||
| Vetasept Chlorhexidine | AnimalCare | ||
| Vetalar : Ketamine hydrochloride | 100mg/ml solution | ||
| Domitor : medetomidine hydrochloride | 1mg/ml | ||
| Vetergesic : Buprenorphine hydrochloride | 0.3mg/ml | ||
| Antisedan : Atipamezole hydrochoride | 5mg/ml | ||
References
- Kinsey, G. R., Li, L., Okusa, M. D. Inflammation in acute kidney injury. Nephron Exp Nephrol. 109, (2008).
- Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: technical notes and tricks. Am J Physiol Renal Physiol. 303, (2012).
- Ferenbach, D. A., Kluth, D. C., Hughes, J. Hemeoxygenase-1 and renal ischaemia-reperfusion injury. Nephron Exp Nephrol. 115, (2010).
- Ferenbach, D. A., et al. The induction of macrophage hemeoxygenase-1 is protective during acute kidney injury in aging mice. Kidney Int. 79, 966-976 (2011).
- Ferenbach, D. A., et al. Macrophage/monocyte depletion by clodronate, but not diphtheria toxin, improves renal ischemia/reperfusion injury in mice. Kidney Int. 82, 928-933 (2012).
- Ferenbach, D. A., et al. Macrophages expressing heme oxygenase-1 improve renal function in ischemia/reperfusion injury. Mol Ther. 18, 1706-1713 (2010).
- Keppler, A., et al. Plasma creatinine determination in mice and rats: an enzymatic method compares favorably with a high-performance liquid chromatography assay. Kidney Int. 71, 74-78 (2007).
- Vinuesa, E., et al. Macrophage involvement in the kidney repair phase after ischaemia/reperfusion injury. J Pathol. 214, 104-113 (2008).
- Friedewald, J. J., Rabb, H. Inflammatory cells in ischemic acute renal failure. Kidney Int. 66, 486-491 (2004).
- Gandolfo, M. T., et al. Foxp3+ regulatory T cells participate in repair of ischemic acute kidney injury. Kidney Int. 76, 717-729 (2009).
- Burne, M. J., et al. Identification of the CD4+ T cell as a major pathogenic factor in ischemic acute renal failure. J Clin Invest. , 1283-1290 (2001).
- Burne-Taney, M. J., et al. B cell deficiency confers protection from renal ischemia reperfusion injury. J Immunol. 171, 3210-3215 (2003).
- Kinsey, G. R., et al. Regulatory T cells suppress innate immunity in kidney ischemia-reperfusion injury. J Am Soc Nephrol. 20, 1744-1753 (2009).
- Li, L., Okusa, M. D. Macrophages, dendritic cells, and kidney ischemia-reperfusion injury. Semin Nephrol. 30, 268-277 (2010).
- Lin, S. L., et al. Macrophage Wnt7b is critical for kidney repair and regeneration. Proc Natl Acad Sci U S A. 107, 4194-4199 (2010).
- Lee, S., et al. Distinct macrophage phenotypes contribute to kidney injury and repair. J Am Soc Nephrol. 22, 317-326 (2011).
- Kumar, S., et al. Dexamethasone ameliorates renal ischemia-reperfusion injury. J Am Soc Nephrol. 20, 2412-2425 (2009).
- Sharples, E. J., et al. Erythropoietin protects the kidney against the injury and dysfunction caused by ischemia-reperfusion. J Am Soc Nephrol. 15, 2115-2124 (2004).
- Gueler, F., et al. Statins attenuate ischemia-reperfusion injury by inducing heme oxygenase-1 in infiltrating macrophages. Am J Pathol. 170, 1192-1199 (2007).
- Delbridge, M. S., Shrestha, B. M., Raftery, A. T., ElNahas, A. M., Haylor, J. L. The effect of body temperature in a rat model of renal ischemia-reperfusion injury. Transplant Proc. 39, 2983-2985 (2007).
