JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
자동 번역
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
의학

نموذج فأر مصاب واحد من الكلى المعدل لتنظيم الرينين في تضيق الشريان الكلوي

Published: October 26, 2020
doi:
10.3791/61058
, , ,
1Department of Medicine/Clinical Pharmacology Division,Vanderbilt University Medical Center

Summary

تم تطوير نموذج فأر Goldblatt معدل 2 كليب الكلى 1 (2K1C) باستخدام أنابيب البولي يوريثين لبدء تضيق الشريان الكلوي ، مما يؤدي إلى زيادة في التعبير عن الرينين وإصابة الكلى. هنا ، نصف إجراء مفصلا لإعداد ووضع الكفة على الشريان الكلوي لإنشاء نموذج ماوس 2K1C قابل للتكرار ومتسق.

Abstract

تضيق الشريان الكلوي هو حالة شائعة في المرضى الذين يعانون من أمراض الأوعية الدموية التاجية أو الطرفية حيث يتم تنشيط نظام الألدوستيرون أنجيوتنسين الرينين (RAAS). في هذا السياق ، هناك تضييق في الشرايين الكلوية التي تحفز زيادة في التعبير عن الرينين وإطلاقه ، وهو البروتياز الذي يحد من المعدل في RAAS. الارتفاع الناتج في تعبير الرينين هو محرك معروف لارتفاع ضغط الدم الوعائي ، وغالبا ما يرتبط بإصابة الكلى وتلف الأعضاء النهائية. وبالتالي ، هناك اهتمام كبير بتطوير علاجات جديدة لهذه الحالة. الآلية الجزيئية والخلوية للسيطرة على الرينين في تضيق الشريان الكلوي ليست مفهومة تماما وتستدعي المزيد من التحقيق. للحث على تضيق الشريان الكلوي في الفئران ، تم تطوير نموذج فأر Goldblatt معدل 2 كليب الكلى 1 (2K1C). تم تضيق الكلى اليمنى في الفئران من النوع البري وتم استخدام الفئران التي تعمل بشكل صوري كسيطرة. بعد تضيق الشريان الكلوي ، حددنا تعبير الرينين وإصابة الكلى. تم حصاد الكلى ، وتم استخدام القشرة الطازجة لتحديد تعبير البروتين والحمض النووي الريبوزي المرسال عن الرينين. هذا النموذج الحيواني قابل للتكرار ويمكن استخدامه لدراسة الاستجابات الفسيولوجية المرضية والمسارات الجزيئية والخلوية المشاركة في ارتفاع ضغط الدم الوعائي وإصابة الكلى.

Introduction

تضيق الشريان الكلوي (RAStenosis) هو مشكلة مستعصية تؤثر على حوالي 6٪ من الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 65 عاما وفي ما يصل إلى 40٪ من الأشخاص المصابين بأمراض الأوعية الدموية التاجية أو الطرفية 1,2. العلاجات الحالية للمرض محدودة. لذلك ، هناك حاجة ماسة لتطوير علاجات جديدة لعلاج ارتفاع ضغط الدم الوعائي أو ارتفاع ضغط الدم المقاوم الناجم عن RAStenosis. نظام الألدوستيرون أنجيوتنسين الرينين (RAAS) هو المسار الرئيسي المشارك في التسبب في ارتفاع ضغط الدم الناجم عن RAStenosis أو ارتفاع ضغط الدم الوعائي 3,4. العلاجات المعروفة التي تستهدف RAAS ، مثل مثبطات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين أو حاصرات مستقبلات الأنجيوتنسين ، تخفف من ارتفاع ضغط الدم ، ولكنها تحتاج إلى فحص دقيق للفشل الكلوي وفرط بوتاسيوم الدم 5,6,7. الرينين يحفز خطوة الحد من المعدل في RAAS. يحول الأنجيوتنسينوجين إلى الأنجيوتنسين I. في تصلب الشرايين ، يسبب تكوين اللويحات تضييق الشريان الكلوي الذي يدفع إفراز الرينين ، مما يؤدي إلى ارتفاع ضغط الدم الوعائي وتلف الكلى8. أبلغ عدد من الدراسات عن زيادة مستويات الإجهاد التأكسدي أثناء ارتفاع ضغط الدم الوعائي لدى البشر ، والتي تم تأكيدها بنموذج الفئران ذات المشبك الواحد (2K1C) بالإضافة إلى نماذج حيوانية أخرى لارتفاع ضغط الدم 2,9,10,11,12,13,14,15,16 . الآلية الجزيئية للتحكم في التعبير عن الرينين أثناء ارتفاع ضغط الدم الوعائي الناجم عن RAStenosis ليست مفهومة جيدا وتستدعي المزيد من التحقيق.

تعد النماذج الحيوانية التجريبية التي تلخص RAStenosis بشكل موثوق ومتكرر مهمة في توضيح الآليات الخلوية والجزيئية للتحكم في تعبير الرينين لتطوير علاجات جديدة. نموذج الفأر 2K1C هو نموذج تجريبي راسخ لدراسة التسبب في ارتفاع ضغط الدم الوعائي17،18،19،20. يتم إنشاء هذا النموذج عن طريق انقباض الشريان الكلوي باستخدام مقطع 17،20،21 ، وبالتالي إنتاج انسداد الشريان الكلوي الذي يؤدي إلى زيادة في التعبير عن الرينين وارتفاع ضغط الدم17،19،20،21. ومع ذلك ، لا توجد تقارير فنية متاحة ، والتي تصف إجراء خطوة بخطوة لتوليد تضيق الشريان الكلوي في النماذج الحيوانية.

تم استخدام مقاطع الفضة التقليدية على شكل حرف U وأنابيب البولي يوريثين وغيرها من المشابك لتضييق الشريان الكلوي للحث على تضيق الشريان الكلوي. أظهرت بعض الدراسات أن تصميم ومواد المقطع أمران حاسمان للحصول على بيانات موثوقة وقابلة للتكرار باستخدام النموذج الحيواني 2K1C. وفقا ل Lorenz et al. ، فإن استخدام مقاطع الفضة التقليدية المصممة على شكل حرف U يحفز معدل نجاح منخفض لارتفاع ضغط الدم (40-60٪)21. بسبب تصميم المشبك ، يتم الضغط على الشريان الكلوي أفقيا ، مما يؤدي إلى بعض الانقباضات واحتمال أكبر للإزاحة من الشريان الكلوي. قد تسمح مرونة الفضة وليونتها بإجراء تغييرات في عرض المشبك ؛ لذلك ، مما تسبب في مستويات مختلفة من ارتفاع ضغط الدم بين الفئران. يمكن أن تسبب ثاني أكسيد الفضة على المشبك التهابا حول الأوعية الدموية ، والانتشار الداخلي ، وتحبيب الأنسجة ، مما يغير قطر الشريان الكلوي22. نظرا للتباين في مستويات ارتفاع ضغط الدم التي تم الحصول عليها باستخدام المشبك الفضي التقليدي U-design ، نجح Warner et al. و Lorenz et al. في استخدام أنبوب البولي يوريثين ذو التصميم الدائري لبدء تضيق الشريان الكلوي في الفئران ، مما أدى إلى توليد تحريض أكثر موثوقية واتساقا للنموذج الحيواني للكليتين ذات المقطع الواحد20,21.

في هذا التقرير ، نصف بروتوكولا جراحيا لتوليد RAStenosis التجريبي في الفئران ، باستخدام أنبوب البولي يوريثين لتضييق الشريان الكلوي. الكفة ذات التصميم الدائري من البولي يوريثين هي مشبك أكثر قابلية للتكرار وموثوق به ومنخفض التكلفة لتوليد تضيق في الماوس. الهدف من هذا النموذج التجريبي هو دراسة وتحديد الآلية الجزيئية والخلوية للتحكم في تعبير الرينين أثناء تضيق الشريان الكلوي. لقد أكدنا نجاح نموذج الفئران RAStenosis عن طريق قياس تعبير الرينين وعلامة إصابة الكلى العدلات المرتبطة بالجيلاتيناز (N-GAL).

Protocol

تم إيواء الفئران ورعايتها في قسم رعاية الحيوان في المركز الطبي بجامعة فاندربيلت (VUMC) باتباع إرشادات المعاهد الوطنية للصحة (NIH) ودليل رعاية واستخدام المختبر ، وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية. تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية من قبل لجنة VUMC المؤسسية لرعاية واستخدام الحيو?…

Representative Results

يزيد انقباض الشريان الكلوي من تعبير الرينين في الكلى الضيقة، بينما يقمع التعبير في الكلى المقابلة. الكلى اثنين من مقطع واحد (2K1C) أو نموذج Goldblatt من تضيق يحفز زيادة التعبير عن الرينين وإصابة الكلى. ومن المسلم به أن هذا هو أفضل نموذج تمثيلي لتضيق الشريان الكلوي من جانب واحد في البشر. <p class="jove…

Discussion

تضيق الشريان الكلوي هو سبب مهم لارتفاع ضغط الدم الثانوي أو المقاوم ، وإصابة الكلى 1,29. تم استخدام نموذج Goldblatt ثنائي الكلى مقطع واحد (2K1C) لدراسة ارتفاع ضغط الدم الوعائي الناجم عن RAStenosis 1،17،18،19.<…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

تم دعم البحث من قبل منحة تطوير علماء أبحاث NHLBI (1K01HL135461-01) إلى JAG. شكرا لديفيد كارمونا – بيريو وإيزابيل أدارفي – رينجيفو على مساعدتهما التقنية.

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kashyap, S., et al. Blockade of CCR2 reduces macrophage influx and development of chronic renal damage in murine renovascular hypertension. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 310 (5), 372-384 (2016).
  2. Wang, W., et al. Changes in inflammatory biomarkers after renal revascularization in atherosclerotic renal artery stenosis. Nephrology Dialysis Transplantation. 31 (9), 1437-1443 (2016).
  3. Yerram, P., Karuparthi, P. R., Chaudhary, K. Pathogenesis and management of renovascular hypertension and ischemic nephropathy. Minerva Urologica e Nefrologica. 64 (1), 63-72 (2012).
  4. Covic, A., Gusbeth-Tatomir, P. The role of the renin-angiotensin-aldosterone system in renal artery stenosis, renovascular hypertension, and ischemic nephropathy: diagnostic implications. Progress in Cardiovascular Diseases. 52 (3), 204-208 (2009).
  5. Barreras, A., Gurk-Turner, C. Angiotensin II receptor blockers. Proceedings. 16 (1), 123-126 (2003).
  6. Sica, D. A. Angiotensin-converting enzyme inhibitors side effects–physiologic and non-physiologic considerations. Journal of Clinical Hypertension. 6 (7), 410-416 (2004).
  7. Hill, R. D., Vaidya, P. N. Angiotensin II Receptor Blockers (ARB, ARb). StatPearls. , (2019).
  8. Durante, A., et al. Role of the renin-angiotensin-aldosterone system in the pathogenesis of atherosclerosis. Current Pharmaceutical Design. 18 (7), 981-1004 (2012).
  9. Chen, K., et al. Plasma reactive carbonyl species: Potential risk factor for hypertension. Free Radical Research. 45 (5), 568-574 (2011).
  10. Zhang, X., et al. Angiotensin receptor blockade has protective effects on the poststenotic porcine kidney. Kidney International. 84 (4), 767-775 (2013).
  11. Zou, X., et al. Renal scattered tubular-like cells confer protective effects in the stenotic murine kidney mediated by release of extracellular vesicles. Scientific Reports. 8 (1), 1263 (2018).
  12. Kinra, M., Mudgal, J., Arora, D., Nampoothiri, M. An insight into the role of cyclooxygenase and lipooxygenase pathway in renal ischemia. European Review for Medical and Pharmacological Sciences. 21 (21), 5017-5020 (2017).
  13. Cavalcanti, C. O., et al. Inhibition of PDE5 Restores Depressed Baroreflex Sensitivity in Renovascular Hypertensive Rats. Frontiers in Physiology. 7, 15 (2016).
  14. Dias, A. T., et al. Sildenafil ameliorates oxidative stress and DNA damage in the stenotic kidneys in mice with renovascular hypertension. Journal of Translational Medicine. 12, 35 (2014).
  15. Lerman, L. O., Chade, A. R., Sica, V., Napoli, C. Animal models of hypertension: an overview. Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 146 (3), 160-173 (2005).
  16. Reckelhoff, J. F., Romero, D. G., Yanes Cardozo, L. L. Sex, Oxidative Stress, and Hypertension: Insights From Animal Models. Physiology (Bethesda). 34 (3), 178-188 (2019).
  17. Goldblatt, H., Lynch, J., Hanzal, R. F., Summerville, W. W. Studies on Experimental Hypertension : I. The Production of Persistent Elevation of Systolic Blood Pressure by Means of Renal Ischemia. Journal of Experimental Medicine. 59 (3), 347-379 (1934).
  18. Gollan, F., Richardson, E., Goldblatt, H. Hypertension in the systemic blood of animals with experimental renal hypertension. Journal of Experimental Medicine. 88 (4), 389-400 (1948).
  19. Lewis, H. A., Goldblatt, H. Studies on Experimental Hypertension: XVIII. Experimental Observations on the Humoral Mechanism of Hypertension. Bulletin of the New York Academy of Medicine. 18 (7), 459-487 (1942).
  20. Warner, G. M., et al. Genetic deficiency of Smad3 protects the kidneys from atrophy and interstitial fibrosis in 2K1C hypertension. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 302 (11), 1455-1464 (2012).
  21. Lorenz, J. N., et al. Renovascular hypertension using a modified two-kidney, one-clip approach in mice is not dependent on the alpha1 or alpha2 Na-K-ATPase ouabain-binding site. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 301 (3), 615-621 (2011).
  22. Ebina, K., Iwabuchi, T., Suzuki, S. Histological change in permanently clipped or ligated cerebral arterial wall. Part II: Autopsy cases of aneurysmal neck clipping. Acta Neurochirurgica. 66 (1-2), 23-42 (1982).
  23. Saleem, M., et al. Sox6: A new modulator of renin expression during physiological conditions. bioRxiv. , (2019).
  24. Saleem, M., et al. Sox6 as a new modulator of renin expression in the kidney. American Journal of Physiology-Renal Physiology. , (2019).
  25. Chade, A. R., Williams, M. L., Engel, J., Guise, E., Harvey, T. W. A translational model of chronic kidney disease in swine. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 315 (2), 364-373 (2018).
  26. Xue, Y., Xu, Z., Chen, H., Gan, W., Chong, T. Low-energy shock wave preconditioning reduces renal ischemic reperfusion injury caused by renal artery occlusion. Acta Cirúrgica Brasileira. 32 (7), 550-558 (2017).
  27. Lalanne, A., Beaudeux, J. L., Bernard, M. A. NGAL: a biomarker of acute and chronic renal dysfunction. Annales de Biologie Clinique. 69 (6), 629-636 (2011).
  28. Bolignano, D., et al. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) as a marker of kidney damage. American Journal of Kidney Diseases. 52 (3), 595-605 (2008).
  29. Kashyap, S., et al. Development of renal atrophy in murine 2 kidney 1 clip hypertension is strain independent. Research in Veterinary Science. 107, 171-177 (2016).
  30. Anderson, W. P., Woods, R. L., Kline, R. L., Korner, P. I. Acute haemodynamic responses to unilateral renal artery stenosis in conscious dogs. Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology. 12 (3), 305-309 (1985).
  31. Imanishi, M., et al. Critical degree of renal arterial stenosis that causes hypertension in dogs. Angiology. 43 (10), 833-842 (1992).
  32. Ziecina, R., Abramczyk, P., Lisiecka, A., Papierski, K., Przybylski, J. Adrenal-renal portal circulation contributes to decrease in renal blood flow after renal artery stenosis in rats. Journal of Physiology and Pharmacology. 49 (4), 553-560 (1998).
  33. Johnson, J. A., Ichikawa, S., Kurz, K. D., Fowler, W. L., Payne, C. G. Pressor responses to vasopressin in rabbits with 3-day renal artery stenosis. American Journal of Physiology. 240 (6), 862-867 (1981).
  34. Eirin, A., et al. Changes in glomerular filtration rate after renal revascularization correlate with microvascular hemodynamics and inflammation in Swine renal artery stenosis. Circulation: Cardiovascular Interventions. 5 (5), 720-728 (2012).
  35. Ma, Z., Jin, X., He, L., Wang, Y. CXCL16 regulates renal injury and fibrosis in experimental renal artery stenosis. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory. 311 (3), 815-821 (2016).
  36. Cheng, J., et al. Temporal analysis of signaling pathways activated in a murine model of two-kidney, one-clip hypertension. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 297 (4), 1055-1068 (2009).
  37. Wiesel, P., Mazzolai, L., Nussberger, J., Pedrazzini, T. Two-kidney, one clip and one-kidney, one clip hypertension in mice. Hypertension. 29 (4), 1025-1030 (1997).
  38. Johns, C., Gavras, I., Handy, D. E., Salomao, A., Gavras, H. Models of experimental hypertension in mice. Hypertension. 28 (6), 1064-1069 (1996).

Tags

Keywords: 2K1C Mouse ModelRenal Artery StenosisRenin RegulationRenal Vascular HypertensionPolyurethane TubingRenal Artery ConstrictionSurgical ProcedureMouse SurgeryAnesthesiaRenal Artery IsolationRenal Nerve Isolation
check_url/kr/61058?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Saleem, M., Barturen-Larrea, P., Saavedra, L., Gomez, J. A. A Modified Two Kidney One Clip Mouse Model of Renin Regulation in Renal Artery Stenosis. J. Vis. Exp. (164), e61058, doi:10.3791/61058 (2020).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image