Zebrafish में Nephrotoxin Microinjection गुर्दे की गंभीर चोट मॉडल के लिए
Summary
गुर्दे की चोटों nephrotoxins, जो एंटीबायोटिक दवाओं से केमोथेरापी से लेकर दवाओं में शामिल हैं से किए गए, जटिल विकारों जिसका रोगजनन पूरी तरह से समझे रहता है में परिणाम कर सकते हैं। इस प्रोटोकॉल दर्शाता है कि कैसे zebrafish इन परिस्थितियों, जो renoprotective उपायों की पहचान करने के लिए लागू किया जा सकता का रोग मॉडलिंग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
Abstract
गुर्दे रसायन वे खून से फिल्टर करने के लिए जोखिम से नुकसान करने के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। इस अंग गुर्दे समारोह और नैदानिक तीव्र गुर्दे की चोट (अकी) के रूप में जाना जाता है सिंड्रोम के विकास में तेजी से गिरावट के साथ जुड़े चोट करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। औषधीय एजेंटों या जब व्यक्तिगत रूप से प्रशासित चिकित्सा परिस्थितियों जीवाणु संक्रमण से कैंसर, को लेकर इलाज के लिए इस्तेमाल अन्य दवाओं के साथ संयोजन में, अकी आरंभ कर सकते हैं। Zebrafish विवो में गुर्दे समारोह पर रासायनिक प्रभाव का अध्ययन करने के लिए एक उपयोगी पशु मॉडल के रूप में वे एक भ्रूण गुर्दे नेफ्रॉन कार्यात्मक इकाइयों कि मानव सहित उच्च रीढ़, साथ संरक्षित कर रहे हैं के शामिल फार्म हैं। इसके अलावा, zebrafish आनुवंशिक और रासायनिक स्क्रीन है, जो अकी के सेलुलर और आणविक पहलुओं को स्पष्ट और ऐसे nephroprotective अणुओं की पहचान के रूप में चिकित्सकीय रणनीति विकसित करने के लिए अवसर उपलब्ध कराने के प्रदर्शन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। यहाँ, हम में कैसे microinjection का प्रदर्शनzebrafish भ्रूण nephrotoxin अध्ययन के लिए एक प्रतिमान के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
Introduction
अकी गुर्दे समारोह में कहा कि विनाशकारी स्वास्थ्य परिणाम 1 करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं की एक आकस्मिक नुकसान हुआ है। अकी एक महत्वपूर्ण स्वास्थ्य मुद्दा 50-70% 1-3 की मृत्यु दर क्रिटिकल केयर मामलों में 30-50% की भी उच्च दर और बुजुर्गों, और साथ, अस्पताल में भर्ती मरीजों के बीच लगभग 20% की अपनी उच्च घटना के कारण दुनिया भर में है। दुर्भाग्य से, अकी के प्रसार में वृद्धि की गई है और कारकों की विविधता है कि अकी पैदा कर सकते हैं, जो पोस्ट ऑपरेटिव तनाव, ischemia, और जैसे एंटीबायोटिक दवाओं और के रूप में nephrotoxins के लिए जोखिम को शामिल करने के कारण भाग में, अगले एक दशक में आगे बढ़ा होने का अनुमान है कीमोथेरेपी दवाओं 4।
अकी गुर्दे के भीतर अचानक सेलुलर क्षति शामिल है, आमतौर पर नेफ्रॉन, जो आवश्यक कार्यात्मक इकाइयां हैं, और एक रक्त फिल्टर और एक खंडों छोटी नली है कि केंद्रीय एकत्रित नलिकाओं 1 में मूत्र नालियों के शामिल हैं में होने वाली। जब नेफ्रॉन की एक महत्वपूर्ण संख्या में हैंअकी के दौरान क्षतिग्रस्त, तत्काल प्रभाव मर चुका है और मर कोशिकाओं 1 से बाधा के कारण नेफ्रॉन के माध्यम से प्रचलन से अपशिष्ट क्लीयरेंस में एक रुकावट है, और कम या निराकृत द्रव का प्रवाह शामिल हैं। समय के साथ, ट्यूबलर रुकावट पूरे नेफ्रॉन, जो स्थायी रूप से गुर्दे समारोह 1 कम कर देता है के अध: पतन के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। अकी निम्नलिखित गुर्दे में शारीरिक परिवर्तन भी जटिल भड़काऊ घटनाओं है कि जीर्ण scarring 1 करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं शामिल है।
इन परिणामों के बावजूद, नेफ्रॉन अकी कि ट्यूबलर उपकला 5,6 reconstitutes के बाद उत्थान से गुजरना करने के लिए कुछ क्षमता है। नेफ्रॉन उत्थान के एक बढ़ती हुई आणविक समझ कर दिया गया है, वहीं तंत्र कई संबंध में मायावी रहते हैं और जरूरत जांच 7 जारी रखा। डिग्री है जो अकी स्थायी गुर्दे की क्षति में परिणाम भी अनजान बनी हुई है। वर्तमान शोध से पता चलता गुर्दे के लिए पुनर्योजी क्षमता हैजबकि अधिक स्पष्ट या दोहराया एपिसोड क्रोनिक किडनी रोग (सीकेडी) के लिए नेतृत्व उच्चतम, अकी के कम गंभीर मामलों के बाद और अंत मंच वृक्क रोग (ईएसआरडी) है कि जीवन रक्षक प्रत्यारोपण या डायलिसिस की आवश्यकता है 8,9 में culminate। इसके अतिरिक्त, व्यक्तियों को पहले से ही सीकेडी से पीड़ित अकी 8,9 की एक गंभीर प्रकरण से ग्रस्त होने का एक भी उच्च जोखिम में हैं। साथ में ले ली, यह है कि जारी रखा बुनियादी और नैदानिक अनुसंधान, समझने के इलाज के लिए और अकी को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है स्पष्ट है।
पशु मॉडल के साथ अनुसंधान स्थानीय और पर्यावरण परिवर्तन है कि अकी 10 के दौरान होने की प्रगति की प्रशंसा में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। इस समझ का विस्तार करने के साथ ही नए उपचारों के विकास, zebrafish पशु मॉडल तरीके 11,12 की एक किस्म में नियोजित किया गया है। Zebrafish गुर्दे की नेफ्रॉन, दोनों भ्रूण और वयस्क में, स्तनधारियों 13-16 के साथ संरक्षण के एक उच्च डिग्री प्रदर्शित करते हैं। इसके अलावा, ज़ी में वृक्कांग उपकला चोटbrafish उच्च रीढ़, जिससे ट्यूबलर कोशिकाओं के स्थानीय विनाश intratubular प्रसार और नेफ्रॉन वास्तुकला 17-19 के reestablishment द्वारा पीछा किया जाता है में प्रक्रिया जैसा दिखता है। भ्रूण में, हालांकि, सिस्पैटिन तरह nephrotoxins से व्यापक क्षति छोटी नली मारक 20,21 के साथ जुड़ा हुआ है। तुलना करके, zebrafish वयस्कों अकी जीवित है और गुर्दे में ठोस पुनर्योजी क्षमताओं दिखा रहे हैं। उदाहरण के लिए, अमिनोग्लाईकोसाइड एंटीबायोटिक जेंटामाइसिन को प्रदर्शन के बाद, zebrafish छोटी नली उपकला नुकसान पुनर्जन्म और नए नेफ्रॉन इकाइयों के रूप में अच्छी तरह से 22-24 बढ़ता है। इन जेंटामाइसिन प्रेरित अकी अध्ययनों अमूल्य जानकारी उपलब्ध कराई है, वहीं विविध nephrotoxins से गुर्दे की क्षति को समझने के प्रभाव और नुकसान 25 के विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रिया की सराहना करने के लिए गंभीर बनी हुई है।
zebrafish भ्रूण, इसके आकार, पारदर्शिता, और आनुवंशिक शिक्षणीयता के कारण, nephrotoxin अध्ययन के लिए कई फायदे हैं <sup> 25, जहां microinjection 20,21 की विधि जांच के लिए अणु (s) प्रशासन के लिए प्रयोग किया जाता है। नेफ्रॉन 24 घंटे बाद निषेचन (HPF) द्वारा गठित और लगभग 48 HPF 26,27 से खून को फिल्टर करने के लिए शुरू कर रहे हैं। इस प्रकार, तेजी से गठन और भ्रूण गुर्दे के समारोह में प्रयोगात्मक विश्लेषण की सुविधा। हालांकि, microinjection की प्रक्रिया तकनीकी चुनौतियों का सामना किया और तकनीक माहिर करने के लिए एक तेजी से सीखने की अवस्था हो सकता है। इस वीडियो लेख में, हम कैसे microinjections प्रदर्शन और आदेश में सफल इंजेक्शन की दर को बढ़ाने के लिए समस्या निवारण युक्तियाँ प्रदान करने का वर्णन है।
Protocol
Representative Results
Discussion
चिकित्सीय एजेंटों की एक विविध संख्या अकी 29 के साथ संबद्ध किया गया है। ऐसे अमिनोग्लाईकोसाइड जेंटामाइसिन 30 और व्यापक रूप से इस्तेमाल कीमोथेराप्युटिक सिस्पैटिन 31,32 के रूप में कई अलग-अलग यौगि?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम एनआईएच अनुदान DP2OD008470 द्वारा समर्थित किया गया था। इसके अतिरिक्त, राम नोट्रे डेम ग्रेजुएट स्कूल विश्वविद्यालय द्वारा उपलब्ध कराई गई निधियों द्वारा समर्थित किया गया था। हम स्टेम सेल और नोट्रे डेम विश्वविद्यालय में पुनर्योजी चिकित्सा के लिए जीव विज्ञान विभाग, zebrafish अनुसंधान के लिए केंद्र, और केंद्र के कर्मचारी धन्यवाद। हम विशेष रूप से गुर्दे की जीव विज्ञान और इस काम पर उनकी मददगार प्रतिक्रिया के बारे में विचार विमर्श उलझाने के लिए प्रयोगशाला के सदस्यों को धन्यवाद।
Materials
| Sodium Chloride | American Bioanalytical | AB01915 | |
| Potassium Chloride | American Bioanalytical | AB01652 | |
| Calcium Chloride | American Bioanalytical | AB00366 | |
| N-Phenylthiourea (PTU) | Aldrich Chemistry | P7629 | |
| Ethyl 3-aminobenzoate (Tricaine) | Fluka Analytical | A5040 | |
| Borosilicate glass | Sutter Instruments Co. | BF100-50-10 | |
| Flaming/Brown Micropipette puller | Sutter Instruments Co. | Mo. P097 | |
| UltraPure Agarose | Invitrogen | 15510-027 | |
| Magnesium Sulfate | Sigma-Aldrich | M7506 | |
| Methylene Blue | Sigma-Aldrich | M9140 | |
| Falcon Diposable Petri Dishes, Sterile, Corning: | |||
| 60mm x 15mm | VWR | 25373-085 | |
| 100mm x 15mm | VWR | 25373-100 | |
| (microinjection tray) 150mm x 15mm | VWR | 25373-187 | |
| Low Temperature Incubator | Fischer Scientific | 11 690 516DQ | |
| Micro Dissecting Tweezer | Roboz Surgical Instruments Co. | RS-5010 | |
| Micrometer | Ted Pella, Inc. | 2280-24 |
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