Bedömningen av urinvägarna Junction obstruktion defekter av metylenblått Dye injektion
Summary
Metylenblått dye injektion i njurbäckenet underlättar bedömning av urinvägarna junction obstruktion brister under mus embryonala urinvägarna utveckling. Här beskrivs ett protokoll för metylenblått dye injektion in i njurbäckenet.
Abstract
Urinvägarna junction obstruktion defekter är medfödda missbildningar förmå hydronefros och hydroureter. Murina urinvägarna junction obstruktion defekter kan bedömas genom att spåra metylenblått dye flöde inom urinvägarna. Metylenblått färgämne sprutas in i njurbäckenet perinatal embryonala njurar och färgämne flöde övervakas från njurbäckenet i njuren genom urinledaren och urinblåsan lumen efter applicering hydrostatiska trycket. Dye ackumulering kommer att framgå i urinblåsan lumen normala perinatal urinvägsinfektion, men kommer att begränsas mellan njurbäckenet och slutpunkten för en onormal urinledaren, om urinvägarna hinder uppstår. Denna metod underlättar bekräftelsen av urinvägarna junction hinder och visualisering av hydronefros och hydroureter. Detta manuskript beskriver ett protokoll för metylenblått dye injektion i njurbäckenet bekräfta urinvägarna junction hinder.
Introduction
Urinvägarna består av ett par av njurar och urinledare och en gemensam urinblåsan och urinröret. Den huvudsakliga funktionen av urinvägarna är att upprätthålla kroppens homeostas genom att hantera vatten och elektrolyt balansen i blodet. Njurarna filtrerar blodet att kontrollkoncentrationer elektrolyt- och syra-bas balansen och producera urin för att utsöndra överflödigt vatten och avfall inklusive koncentrationsfördelningen och metaboliter. Urinen transporteras sedan genom urinledaren från njurbäckenet av njure till bladderin en enkelriktad sätt där det lagras och slutligen elimineras via urinröret1.
Urinledarna är raka rör med ursprung från nephric kanalen. Efter spirande från nephric kanalen vid embryonala dag 10.5 (E10.5) i musen, urinledaren stjälken förlänger och gör åtskillnad mellan in i ett mångbottnat struktur som kallas urotel som är ogenomtränglig mellan mus E12.5 och E16.5. Mesenkymala cellerna kring urinledaren stjälken är också differentierade i tre lager bestående av inre stromaceller, mellanliggande tjock glatta muskelceller och yttre adventitial fibroblaster. Uretär peristaltiska vågor inleda i njurbäckenet som sprids via det glatta muskulatur lagret av väggens urinledaren till urinblåsan att transportera urin2,3, som är producerad start på E16.5 i mus1.
Medfödda missbildningar i njurar och urinvägar (CAKUT) är bland de mest frekventa genetiska sjukdomarna, närvarande i omkring 1% av mänskliga foster1,4, och består av en mängd olika fenotyper inklusive hydronefros och hydroureter. Onormal ansamling av urin i njurar och urinledare leder hydronephrotic njure och hydroureter bildandet. En orsak till hydronefros och/eller hydroureter bildandet är ett hinder i urinvägarna. Ureteropelvic junction obstruktion (UPJO) orsakas av avvikande urinflöde på grund av en blockering mellan proximala urinledaren och renalt bäckenet, vilket resulterar i hydronefros och proximala hydroureter förträngning med vinkling eller ihållande fällbara5, 6. Dessutom har ektopisk införandet av distala urinledaren till blåsväggen eller fortplantningsorganen kallas ureterovesical junction obstruktion (UVJO). UVJO kan också inducera hydronefros och hydromegaureter bildande7,8. En ytterligare ureterovesical junction (UVJ) defekt är vesicoureteric reflux (VUR). VUR kännetecknas av retrograd urinflödet från urinblåsan mot njurarna på UVJ. Jämfört med UVJO, visar perinatal embryon med VUR inte tydligt en utspänd hydronephrotic njure eller svår hydroureter fenotyp9.
I laboratoriet musen, kan urinflöde undersökas genom injektion av ett färgämne, såsom metylenblått, i njurbäckenet9. Injectedmethylene blå lösningen kommer att spåra urin banan från njurbäckenet genom urinledaren och in i urinblåsan. Hydronefros kan erkännas av en utvidgning av färgämnet i njuren. UPJO kan upptäckas som en blockering av färgämne flöde vid proximala urinledaren med utspänd njurbäckenet5. Någon utvidgning av urinledaren indikeras av en breddad diameter visar ett exempel på hydroureter. Slutligen, färgämne ackumulering på blåsväggen eller på platsen av fortplantningsorganen indikerar UVJO med utspänd hydronephrotic njure och vidgade hydromegaureter7,10. För att upptäcka VUR, färgämne lösningen sprutas in i urinblåsan och efterföljande retrograd flöde övervakas i njure9.
Här presenteras ett protokoll för metylenblått dye injektion i njurbäckenet av en perinatal embryo. Detta protokoll tillåter spårning av urinflödet från njurbäckenet genom urinledaren och in i urinblåsan och verifierar potentiella urinvägarna junction hinder såsom UPJO eller UVJO.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mus njurar är funktionella början på E16.5 och ett färgämne injektion test är teoretiskt möjligt från denna tidpunkt. Dock njuren är för liten för att injiceras med dye lösningen och fenotyper såsom hydronefros och hydroureter tydligt iakttas inte eftersom dessa fenotyper är en sekundär effekt av urin byggt upp på grund av onormal urin transport. Dessa fenotyper, från hinder som UPJO eller UVJO, är uppenbara vid E18.5 av utspänd njurar och urinledare. Större njurar av embryon vid E19.5 eller neonatala…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Jag tackar Dr Alan O. Perantoni (CDBL/NCI/NIH) för att stödja inlämnande av detta manuskript. Jag tackar också Dr Michael Hall (CDBL/NCI/NIH) och Nirmala Sharma (CDBL/NCI/NIH) för att redigera Detta manuskript. Jag är tacksam att Lai Thang (SAIC) för hans utmärkta mus djurhållning. Detta arbete stöds av de National institutionerna of Health, National Cancer Institute och centrum för cancerforskning.
Materials
| Methylene blue | Sigma-Aldrich | M9140 | |
| Quality Biological Inc. NORMAL SALINE – 500ML | Fisherscientific | 50-983-204 | |
| 3 mL disposable syringe with BD Luer-Lok tip | BD | 309657 | |
| Acrodisc Syringe Filters with Supor Membrane | Pall corporation | 4614 | |
| Exel Scalp Vein (Butterfly) Sets; 27G x 3/4" 12" | EXELINT | 26709 | |
| Delicate Operating Scissors | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-6702 | |
| Micro Dissecting Forceps | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5135 | |
| Dumont Tweezers; Pattern #5 | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5045 | |
| BD PrecisionGlide Needles 30 G x 1/2" | BD | 305106 |
References
- Rasouly, H. M., Lu, W. Lower urinary tract development and disease. Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 5, 307-342 (2013).
- Kispert, A. T-Box Genes in the Kidney and Urinary Tract. Curr Top Dev Biol. 122, 245-278 (2017).
- Bohnenpoll, T., Kispert, A. Ureter growth and differentiation. Semin Cell Dev Biol. 36, 21-30 (2014).
- Nicolaou, N., Renkema, K. Y., Bongers, E. M., Giles, R. H., Knoers, N. V. Genetic, environmental, and epigenetic factors involved in CAKUT. Nat Rev Nephrol. 11, 720-731 (2015).
- Tripathi, P., Wang, Y., Casey, A. M., Chen, F. Absence of canonical Smad signaling in ureteral and bladder mesenchyme causes ureteropelvic junction obstruction. J Am Soc Nephrol. 23, 618-628 (2012).
- Aoki, Y., et al. Id2 haploinsufficiency in mice leads to congenital hydronephrosis resembling that in humans. Genes Cells. 9, 1287-1296 (2004).
- Yun, K., Perantoni, A. O. Hydronephrosis in the Wnt5a-ablated kidney is caused by an abnormal ureter-bladder connection. Differentiation. 94, 1-7 (2017).
- Uetani, N., Bouchard, M. Plumbing in the embryo: developmental defects of the urinary tracts. Clin Genet. 75, 307-317 (2009).
- Murawski, I. J., Watt, C. L., Gupta, I. R. Assessing urinary tract defects in mice: methods to detect the presence of vesicoureteric reflux and urinary tract obstruction. Methods Mol Biol. 886, 351-362 (2012).
- Weiss, A. C., et al. Nephric duct insertion requires EphA4/EphA7 signaling from the pericloacal mesenchyme. Development. 141, 3420-3430 (2014).
