Rénale ischémie reperfusion: un modèle de souris de la blessure et de la régénération
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
Rénale blessure ischémie reperfusion (IRI) est une cause fréquente d'insuffisance rénale aiguë (IRA) chez les patients et l'occlusion du flux sanguin rénal est inévitable lors de la transplantation rénale. Des modèles expérimentaux qui précise et reproductible récapitulent IRI rénale sont cruciaux dans la pathophysiologie de la dissection AKI et le développement de nouveaux agents thérapeutiques. Présenté ici est un modèle de souris de l'IRI rénale qui entraîne reproductible AKI. Ceci est réalisé par une approche de laparotomie médiane pour la chirurgie avec une incision permettant à la fois une néphrectomie droite qui fournit le tissu de contrôle et de serrage du pédicule rénal gauche pour induire une ischémie du rein gauche. Par une surveillance attentive de la position de serrage et la température du corps au cours de la période d'ischémie ce modèle permet d'obtenir un dommage structural et fonctionnel reproductible. Souris sacrifiées 24 heures après la chirurgie démontrer la perte de la fonction rénale avec élévation du sérum ou le niveau plasmatique de la créatinine ainsi que structuredes dommages aux reins culturel avec nécrose tubulaire aiguë évident. La fonction rénale et améliore la lésion tissulaire aiguë décide au cours de 7 jours après l'IRI rénales telles que ce modèle peut être utilisé pour étudier la régénération rénale. Ce modèle de l'IRI rénale a été utilisée pour étudier la physiopathologie moléculaire et cellulaire de l'insuffisance rénale aiguë ainsi que l'analyse de la régénération rénale ultérieure.
Introduction
Ischémie reperfusion (IRI) est un mode commun de blessure pour plusieurs organes, dont les reins, le coeur et le cerveau. Rénale IRI peut conduire à l'insuffisance rénale aiguë (IRA) chez les patients et aucun traitement spécifique n'est disponible. AKI à la suite de l'IRI a une pathogénie complexe impliquant à la fois la réponse immunitaire innée et adaptative 1. Un modèle expérimental de IRI rénale offre la possibilité de disséquer les cellules et les médiateurs impliqués dans la pathogenèse de l'insuffisance rénale aiguë, ainsi que la régénération rénale ultérieure qui s'ensuit au cours des jours suivants clés. En outre, les effets de nouveaux agents thérapeutiques sur des processus pathologiques peuvent être évaluées.
L'objectif global du modèle expérimental de l'IRI rénale décrite ici est d'induire à la fois des lésions rénales fonctionnelle et structurelle aiguë. Certains chercheurs ont utilisé un modèle qui implique l'induction d'bilatérale IRI 2. Bien que le modèle IRI rénale bilatérale est d'usage, le s unilatéralemodèle al IRI a l'avantage d'une néphrectomie droite entrepris au moment de la chirurgie. Le tissu néphrectomie droite sert le tissu de contrôle aussi précieux dans les études impliquant une étape de prétraitement qui soit induit ou supprime l'expression d'un gène ou d'une protéine. Par exemple, nous avons utilisé ce modèle pour évaluer les effets de préconditionnement de l'hème arginate (HA) d'injection 24 heures avant IRI rénale 3. Le succès de l'induction de l'enzyme cytoprotecteur l'hème-oxygénase-1 (HO-1) par HA avant IRI a été confirmée dans le tissu droit de commande de la néphrectomie 4. HA réduit IRI rénale chez des souris âgées en partie par un mécanisme HO-1 dépendante. De même, nous avons utilisé le modèle dans les études de déplétion des macrophages à examiner le rôle des macrophages dans IRI rénale 5. L'analyse immunohistochimique du tissu néphrectomie droite peut être utilisé pour confirmer l'efficacité de la méthode d'ablation. Le tissu de néphrectomie droite peut donc être utilisé à la fois de confirmer et de quantifier le niveau de induction ou l'inhibition de la molécule d'intérêt dans chaque animal d'expérience individuelle. Ce modèle sera d'intérêt pour les chercheurs qui utilisent des drogues ou d'autres composés pour moduler l'expression de gènes ou de protéines etc avant l'induction de l'IRI rénale.
D'autres études ont utilisé des incisions sur les flancs pour accéder aux reins. Le modèle décrit ici utilise une chirurgie de l'abdomen de la ligne médiane unique pour effectuer à la fois la néphrectomie droite et induire une ischémie reperfusion du rein gauche. Cette approche chirurgicale offre une excellente visualisation du champ opératoire, y compris les pédicules rénaux et des changements de couleur qui suivent rénale pédicule serrage. Notre expérience publiée avec le modèle 4-6 indique que les souris récupérer rapidement de la chirurgie avec un taux de survie de 100% près.
Enfin, l'analyse cinétique du modèle sur une période de 7 jours indique que ce modèle présente à la fois la restauration de la fonction rénale et l'intégrité tubulaire, avecsignificative la prolifération des cellules tubulaires.
Protocol
Representative Results
Discussion
Rénale IRI est une cause importante de l'insuffisance rénale aiguë sans traitement spécifique. L'étude expérimentale de l'IRI rénale a été très instructif avec des travaux antérieurs démontrant le rôle des macrophages, cellules dendritiques, les lymphocytes, les cellules T-régulatrices ainsi que d'autres cellules et les médiateurs de l'induction à la fois la lésion aiguë et la phase de guérison 5,8 – 16. En outre, expérimental IRI rénale a été utilisé pour évaluer …
Disclosures
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 | ||
References
- 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).
