Nedsatt Ischemi reperfusjonssykdommer: A Mouse Model of Injury and Regeneration

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

Nedsatt iskemi reperfusjonsskade (IRI) er en vanlig årsak til akutt nyreskade (AKI) hos pasienter og okklusjon av nyreblodstrøm er uunngåelig under nyretransplantasjon. Eksperimentelle modeller som nøyaktig og reproduserbart rekapitulere nedsatt IRI er avgjørende i dissekere patofysiologien av AKI og utvikling av nye legemidler. Presenteres her er en mus modell av nedsatt IRI som resulterer i reproduserbar AKI. Dette oppnås ved et midtlinje laparotomi tilnærming for inngrepet med ett innsnitt som tillater både rett nefrektomi som gir kontroll vev og fastklemming av den venstre nyre pedicle å indusere iskemi i den venstre nyre. Ved omhyggelig kontroll av klemmeposisjonen og kroppstemperatur i løpet av ischemi denne modellen oppnår reproduserbare funksjonell og strukturell skade. Mus ofret 24 timer etter operasjonen viser tap av nyrefunksjon med heving av serum eller plasma kreatinin nivå samt strukkulturelle nyreskader med akutt tubulær nekrose tydelig. Nyrefunksjonen øker og den akutte vevsskade løses i løpet av 7 dager etter renale IRI slik at modellen kan bli anvendt for å studere renal regenerering. Denne modellen av renal IRI har blitt benyttet for å studere de molekylære og cellulære patofysiologien AKI samt analyse av den etterfølgende nedsatt regenerering.

Introduction

Iskemi reperfusjonsskade (IRI) er en vanlig modus for skade for flere organer, inkludert nyre, hjerte og hjerne. Nedsatt IRI kan føre til akutt nyreskade (AKI) hos pasienter og ingen spesifikk behandling er tilgjengelig. AKI som et resultat av IRI har en komplisert patogenesen involverer både det medfødte og adaptive immunrespons ^en. En eksperimentell modell av renal IRI blir det mulig å dissekere de sentrale celler og mediatorer er involvert i patogenesen av AKI, så vel som den etterfølgende nedsatt regenerering som følger de påfølgende dager. Videre er virkningene av nye terapeutiske midler ved sykdomsprosesser kan vurderes.

Det overordnede målet for eksperimentell modell av nedsatt IRI beskrevet her er å indusere både akutt funksjonell og strukturell nyreskade. Noen etterforskere har brukt en modell som innebærer induksjon av bilateral IRI ^to. Selv om bilateral renal IRI-modellen er i bruk, den ensidige renal IRI modell har den fordel at en rett nefrektomi blir foretatt ved tidspunktet for kirurgi. Retten nefrektomi vev fungerer som verdifull kontroll vev i studier som involverer en forbehandling skritt som enten induserer eller hemmer uttrykket av et gen eller protein. For eksempel har vi brukt denne modellen til å vurdere prekondisjonering effektene av heme arginate (HA) injeksjon 24 timer før nyre IRI ^tre. Den vellykkede induksjon av cytoprotektive enzym heme-oksygenase-1 (HO-1) av HA før IRI ble bekreftet i riktig nefrektomi styre tissue ^4.. HA nedsatt IRI i alderen mus delvis via en HO-1 avhengig mekanisme. Tilsvarende har vi brukt modellen i makrofager uttømming studier for å undersøke hvilken rolle makrofager i renal IRI ^fem. Immunhistokjemisk analyse av den rette nefrektomi vev kan brukes for å bekrefte effekten av ablasjon metodikk. Den høyre nefrektomi vev kan derfor brukes til både confirm og kvantifisere nivået induction eller inhibering av molekylet av interesse i den enkelte eksperimentelle dyr. Denne modellen vil være av interesse for forskere som bruker narkotika eller andre stoffer for å modulere uttrykket av gener eller proteiner osv. før induksjon av renal IRI.

Andre studier har brukt flanke snitt til å få tilgang til nyrene. Modellen som er beskrevet her anvender en enkelt midtlinjen abdominal kirurgi for å utføre både den riktige nefrektomi og indusere iskemi reperfusjon av venstre nyre. Det kirurgiske tilnærmingen gir god visualisering av operasjonsområdet inkludert nyre pedicles og fargeendringer som følger nedsatt pedicle klem. Vår publiserte erfaringer med modellen ^4-6 indikerer at mus kommer seg raskt etter operasjonen med en nær 100% overlevelse.

Endelig angir kinetisk analyse av modellen i løpet av en periode på 7 dager for at denne modellen viser restaureringen av både renal funksjon og rørformet integritet, medbetydelig rørformet celleproliferasjon.

Protocol

MERK:. Dyreforsøk ble utført i samsvar med de retningslinjer og regler pålagt av Dyr (vitenskapelige prosedyrer) Act 1986 prosedyrer ble utført ved bruk av sterile (autoklaveres) kirurgiske instrumenter og forbruksvarer. Mens den murine modellen av renal IRI presenteres her ble utført på en 8 uker gamle BALB / c-mus kan den reproduserbart utføres på en rekke ulike murine stammer av begge kjønn i alderen typisk mellom 7-15 uker, med den optimale alder vesen 8 uker. Dataene som presenteres i den representative re…

Representative Results

Tubular skade og utvinning kan bli vurdert av H & E eller PAS farging av vevssnitt følgende nedsatt IRI. Tubuli ligger innenfor OSOM klassifiseres som sunt, skadet, nekrotiske eller utvinne ifølge cellemorfologi, integritet og atomkjerner nummer (Figur 1). Den funksjonelle og strukturelle skader i denne modellen er avhengig av varigheten av ischemi. En progressiv økning i graden av renal dysfunksjon, vurdert ved plasma-kreatinin og BUN, er tydelig som varigheten av ischemi økes ved 2min trinn <s…

Discussion

Nedsatt IRI er en viktig årsak til AKI med ingen spesifikk behandling tilgjengelig. Den eksperimentelle studier av nedsatt IRI har vært svært lærerikt med tidligere arbeid demonstrere rollen som makrofager, dendrittiske celler, lymfocytter, regulatoriske T-celler, så vel som andre celler og mediatorer i induksjon av både akutte skader og healing fase ^{5,8 – 16.} I tillegg har eksperimentell nedsatt IRI blitt brukt til å vurdere effekten av ulike terapeutiske midler ^4,17-19.

<p class="jove_…

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