En modificeret to nyre en klip musemodel af reninregulering i nyrearteriestenose

Summary

En modificeret 2 nyre 1 klip (2K1C) Goldblatt musemodel blev udviklet ved hjælp af polyurethanrør til at initiere nyrearteriestenose, hvilket inducerede en stigning i reninekspression og nyreskade. Her beskriver vi en detaljeret procedure for forberedelse og placering af manchetten på nyrearterien for at generere en reproducerbar og konsistent 2K1C musemodel.

Abstract

Nyrearteriestenose er en almindelig tilstand hos patienter med koronar eller perifer vaskulær sygdom, hvor renin angiotensin aldosteronsystemet (RAAS) er overaktiveret. I denne sammenhæng er der en indsnævring af nyrearterierne, der stimulerer en stigning i ekspressionen og frigivelsen af renin, den hastighedsbegrænsende protease i RAAS. Den resulterende stigning i reninekspression er en kendt driver af renovasculær hypertension, ofte forbundet med nyreskade og slutorganskade. Der er således stor interesse for at udvikle nye behandlinger for denne tilstand. Den molekylære og cellulære mekanisme for reninkontrol i nyrearteriestenose er ikke fuldt ud forstået og berettiger yderligere undersøgelse. For at inducere nyrearteriestenose hos mus blev der udviklet en modificeret 2 nyre 1 klip (2K1C) Goldblatt musemodel. Den højre nyre blev stenoseret i vildtypemus, og falske opererede mus blev brugt som kontrol. Efter nyrearteriestenose bestemte vi reninekspression og nyreskade. Nyrer blev høstet, og friske cortices blev brugt til at bestemme protein og mRNA-ekspression af renin. Denne dyremodel er reproducerbar og kan bruges til at studere patofysiologiske reaktioner, molekylære og cellulære veje involveret i renovasculær hypertension og nyreskade.

Introduction

Nyrearteriestenose (RAStenose) er et uhåndterligt problem, der påvirker ca. 6% af mennesker over 65 år og hos op til 40% af mennesker med koronar eller perifer vaskulær sygdom ^1,2. Nuværende behandlinger for sygdommen er begrænsede; derfor er der et kritisk behov for at udvikle nye terapier til behandling af renovasculær hypertension eller resistent hypertension induceret af RAStenose. Renin angiotensin aldosteron system (RAAS) er den vigtigste vej involveret i patogenesen af RAStenose induceret hypertension eller renovascular hypertension ^3,4. Kendte terapier rettet mod RAAS, såsom ACE-hæmmere eller angiotensinreceptorblokkere, lindrer hypertension, men skal undersøges nøje for nyresvigt og hyperkaliæmi ^5,6,7. Renin katalyserer det hastighedsbegrænsende trin i RAAS; det omdanner angiotensinogen til angiotensin I. I aterosklerose forårsager plaquedannelse indsnævring af nyrearterien, der driver reninsekretion, hvilket resulterer i renovasculær hypertension og nyreskade⁸. En række undersøgelser har rapporteret øgede niveauer af oxidativ stress under renovascular hypertension hos mennesker, som blev bekræftet med to nyre en klip (2K1C) mus model samt andre hypertensive dyremodeller 2,9,10,11,12,13,14,15,16 . Den molekylære mekanisme for reninekspressionskontrol under RAStenose-induceret renovasculær hypertension er ikke godt forstået og berettiger yderligere undersøgelse.

Eksperimentelle dyremodeller, der pålideligt og reproducerbart rekapitulerer RAStenose, er vigtige for at belyse de cellulære og molekylære mekanismer for reninekspressionskontrol til udvikling af nye terapier. 2K1C musemodellen er en veletableret eksperimentel model til undersøgelse af patogenesen af renovasculær hypertension 17,18,19,20. Denne model genereres af indsnævring af nyrearterien ved hjælp af et klip 17,20,21, hvilket producerer renal arterieokklusion, der resulterer i en stigning i reninekspression og hypertension 17,19,20,21. Der er dog ingen tekniske rapporter til rådighed, som beskriver en trinvis procedure til at generere nyrearteriestenose i dyremodeller.

Konventionelle U-formede sølvklip, polyurethanrør og andre klip er blevet brugt til at indsnævre nyrearterien for at inducere nyrearteriestenose. Nogle undersøgelser har vist, at klippets design og materiale er afgørende for at opnå pålidelige og reproducerbare data med 2K1C-dyremodellen. Ifølge Lorenz et al. inducerer brugen af konventionelle U-designede sølvclips en lav succesrate for hypertension (40-60%)²¹. På grund af klipdesignet presses nyrearterien sideværts, hvilket udløser et par indsnævringer og større sandsynlighed for at blive løsnet fra nyrearterien. Sølvformbarhed og duktilitet kan tillade ændringer i klipbredder; derfor forårsager forskellige hypertensionsniveauer blandt mus. Sølvdioxider på klippet kan forårsage perivaskulær betændelse, intim proliferation og vævsgranulering, hvilket ændrer nyrearteriediameteren²². På grund af variationen i niveauerne af hypertension opnået med den konventionelle U-design sølvclips har Warner et al. og Lorenz et al. med succes brugt en polyurethanslange af rundere design til at initiere nyrearteriestenose hos mus, hvilket genererer en mere pålidelig og konsekvent induktion af de to nyrer et klip dyremodel^20,21.

I denne rapport beskriver vi en kirurgisk protokol til at generere eksperimentel RAStenose hos mus ved hjælp af polyurethanrørene til at indsnævre nyrearterien. Polyurethan runddesignmanchetten er en mere reproducerbar, pålidelig og billig klemme til at generere stenose i mus. Målet med denne eksperimentelle model er at studere og definere den molekylære og cellulære mekanisme for reninekspressionskontrol under nyrearteriestenose. Vi bekræftede succesen med RAStenosis mus model ved at måle renin ekspression og nyreskade markør neutrofil gelatinase-associeret lipocalin (N-GAL).

Protocol

Mus blev anbragt og plejet på Vanderbilt University Medical Center (VUMC) Division of Animal Care efter National Institutes of Health (NIH) retningslinjer og Vejledning til pleje og brug af forsøgsdyr, US Department of Health and Human Services. Alle dyreforsøg blev godkendt af VUMC Institutional Animal Care and Use Committee, inden forsøgene blev påbegyndt. 1. Tilberedning og dissektion af dyr Tænd for kimen og vandpumpen på varmepuden ca. 30 minutter før operationen påbegy…

Representative Results

Nyrearterieforsnævring øger reninekspression i den stenoserede nyre, mens den undertrykker ekspression i den kontralaterale nyre. De to nyrer et klip (2K1C) eller Goldblatt model af stenose inducerer øget reninekspression og nyreskade. Dette anerkendes som den bedste repræsentative model for ensidig nyrearteriestenose hos mennesker. Ekspression af renin og prorenin (forløber for renin) blev målt ved hjælp af immunblotting. Dataene viser, at renin- og proreninekspression steg i den sten…

Discussion

Nyrearteriestenose er en vigtig årsag til sekundær eller resistent hypertension og nyreskade ^1,29. Den to nyre en klip (2K1C) Goldblatt model er blevet anvendt til at studere RAStenose induceret renovascular hypertension 1,17,18,19. En række tidligere undersøgelser ved hjælp af forskellige dyremodeller har vist, at stenose i nyrear…

Materials

Diet Gel	Clear H2O	Diet-Gel 76A	Surgery recovery diet
EMC Heated Hard pad	Hallowell	000A2788B	Heating pads were used to keep mice warm
Ethilon Nylon Suture	Ethicon	662G	4-0 (1.5 metric), This suture was used to close the peritoneum, and skin
Ethilon Nylon Suture	Ethicon	2815 G	8-0 (0.4 metric), This suture was used to close cuff to tie and constrict the artery
Germinator 500	Braintree Scientific Inc.	GER 5287	Sterilize surgical tools between surgeries
Ketoprofen	Zoetis	Ketofen	Painkiller
Polyurethane	Braintree Scientific Inc.	MRE-025	This tube was used to initiate stenosis
Povidone-iodine antiseptic swabsticks	Medline	MDS093901	It was applied after hair removal and surgery on the skin
Reflex 7 Clip Applier	Roboz Surgical Instrument Co	204-1000	This clip applier was used to apply clip in case one or more sutures went off
Sterile towel drapes	Dynarex	4410	It was used as a bedsheet for mice during surgery
Triple antibiotic ointment	Medi-First	22312
Water pump	Stryker	T/pump Professionals	Used to warm and circulate water in the heating hard pad to keep mice warm during and post-surgery