Renale ischemia riperfusione: un modello murino di infortuni e rigenerazione
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 lesioni ischemia riperfusione (IRI) è una causa comune di danno renale acuto (AKI) nei pazienti e occlusione del flusso ematico renale è inevitabile durante il trapianto renale. Modelli sperimentali che accurato e riproducibile ricapitolano renale IRI sono fondamentali per sezionare la fisiopatologia di AKI e lo sviluppo di nuovi agenti terapeutici. Presentato ecco un modello murino di insufficienza renale IRI che si traduce in riproducibile AKI. Ciò è ottenuto mediante un approccio mediano laparotomia per la chirurgia con una incisione che consente sia una nefrectomia destra che fornisce tessuto di controllo e bloccaggio del peduncolo renale sinistra per indurre ischemia del rene sinistro. Con un attento monitoraggio della posizione di arresto e la temperatura corporea durante il periodo di ischemia questo modello raggiunge pregiudizio funzionale e strutturale riproducibile. I topi sacrificati 24 ore dopo l'intervento chirurgico dimostrare la perdita della funzione renale con elevazione del siero o livello di creatinina plasmatica e strutturadanno renale turale con evidente tubulare acuta necrosi. La funzione renale migliora e il danno tissutale acuto si risolve nel corso di 7 giorni IRI renali tale che questo modello può essere utilizzato per studiare la rigenerazione renale. Questo modello di renali IRI è stato utilizzato per studiare la fisiopatologia molecolare e cellulare di AKI così come l'analisi della successiva rigenerazione renale.
Introduction
Ischemia riperfusione (IRI) è un modo comune di lesioni per più organi, tra cui il rene, cuore e cervello. Renale IRI può portare a insufficienza renale acuta (AKI) nei pazienti e nessun trattamento specifico è disponibile. AKI come risultato di IRI ha una patogenesi complessa che coinvolge sia la risposta immunitaria innata e 1. Un modello sperimentale di renale IRI offre il potenziale per sezionare le celle chiave e mediatori coinvolti nella patogenesi di AKI nonché la rigenerazione renale conseguenti che ne consegue nei giorni successivi. Inoltre, gli effetti dei nuovi agenti terapeutici su processi patologici possono essere valutati.
L'obiettivo generale del modello sperimentale di insufficienza renale IRI qui descritto è quello di indurre sia acuti che danno renale funzionale e strutturale. Alcuni ricercatori hanno utilizzato un modello che comporta l'induzione di IRI bilaterale 2. Anche se il modello renale bilaterale IRI è di utilizzo, il ren unilateraleal modello IRI ha il vantaggio di una nefrectomia destra intraprese al momento dell'intervento chirurgico. Il tessuto nefrectomia destra serve tessuto di controllo prezioso in studi che coinvolge una fase di pretrattamento che o induce o sopprime l'espressione di un gene o una proteina. Ad esempio, abbiamo utilizzato questo modello per valutare gli effetti di precondizionamento di eme arginato (HA) di iniezione di 24 ore prima renale IRI 3. L'induzione di successo del citoprotettiva enzima eme-ossigenasi-1 (HO-1) HA prima IRI è stata confermata nel giusto tessuto di controllo nefrectomia 4. HA ridotto renale IRI in età compresa tra i topi in parte tramite un HO-1 meccanismo dipendente. Allo stesso modo, abbiamo utilizzato il modello in studi sulla deplezione dei macrofagi per esaminare il ruolo dei macrofagi nella renale IRI 5. Analisi immunoistochimica del tessuto nefrectomia destra può essere utilizzato per confermare l'efficacia della metodologia di ablazione. Il tessuto nefrectomia destra può quindi essere utilizzato sia per confermare e quantificare il livello di induction o inibizione della molecola di interesse in ogni singolo animale sperimentale. Questo modello sarà di interesse per i ricercatori che utilizzano farmaci o altri composti di modulare l'espressione di geni o proteine, ecc prima della induzione di renale IRI.
Altri studi hanno utilizzato incisioni fianco per accedere ai reni. Il modello qui descritto utilizza un unico intervento chirurgico addominale mediana effettuare sia la nefrectomia destra e indurre ischemia riperfusione del rene sinistro. Questo approccio chirurgico fornisce un'eccellente visualizzazione del campo operatorio compresi i peduncoli renali e cambiamenti di colore che seguono peduncolo renale bloccaggio. La nostra esperienza pubblicata con il modello 4-6 indica che i topi recuperare rapidamente da un intervento chirurgico con un tasso vicino al 100% di sopravvivenza.
Infine, l'analisi cinetica del modello su un periodo di 7 giorni indica che questo modello presenta ripristino della funzione renale sia e integrità tubolare, consignificativa proliferazione cellulare tubolare.
Protocol
Representative Results
Discussion
Renale IRI è una causa importante di AKI senza alcun trattamento specifico. Lo studio sperimentale renale IRI è altamente informativo con il lavoro precedente e dimostrano il ruolo dei macrofagi, cellule dendritiche, linfociti, cellule T regolatorie nonché altre cellule e mediatori nell'induzione sia della lesione acuta e guarigione fase 5,8 – 16. Inoltre, sperimentale IRI renale è stato utilizzato per valutare l'effetto di vari agenti terapeutici 4,17-19.
I…
Divulgazioni
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 | ||
Riferimenti
- 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).
