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의학

신장 동맥 협착증에서 레닌 조절의 수정 된 두 신장 하나의 클립 마우스 모델

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

Summary

변형된 2 신장 1 클립(2K1C) Goldblatt 마우스 모델은 폴리우레탄 튜브를 사용하여 신장 동맥 협착을 개시하여 레닌 발현 및 신장 손상의 증가를 유도하여 개발되었다. 여기에서는 재현 가능하고 일관된 2K1C 마우스 모델을 생성하기 위해 커프를 준비하고 신장 동맥 상에 배치하는 자세한 절차를 설명합니다.

Abstract

신장 동맥 협착증은 레닌 안지오텐신 알도스테론 시스템 (RAAS)이 과도하게 활성화되는 관상 동맥 또는 말초 혈관 질환 환자에서 흔한 상태입니다. 이러한 맥락에서, RAAS에서 속도 제한 프로테아제인 레닌의 발현 및 방출의 증가를 자극하는 신장 동맥의 협착이 존재한다. 레닌 발현의 결과적인 상승은 신장 손상 및 말단 장기 손상과 자주 관련된 망혈관 고혈압의 알려진 동인이다. 따라서이 상태에 대한 새로운 치료법을 개발하는 데 큰 관심이 있습니다. 신장 동맥 협착증에서 레닌 조절의 분자 및 세포 메커니즘은 완전히 이해되지 않았으며 추가 조사를 보증합니다. 마우스에서 신장 동맥 협착을 유도하기 위해, 변형된 2개의 신장 1 클립(2K1C) Goldblatt 마우스 모델이 개발되었다. 오른쪽 신장을 야생형 마우스에서 스테노스화하였고, 가짜 조작 마우스를 대조군으로 사용하였다. 신장 동맥 협착 후, 우리는 레닌 발현과 신장 손상을 결정했습니다. 신장을 수확하고 신선한 피질을 사용하여 레닌의 단백질 및 mRNA 발현을 확인했습니다. 이 동물 모델은 재현 가능하며 혈관 고혈압 및 신장 손상에 관련된 병리 생리학 반응, 분자 및 세포 경로를 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

Introduction

신장 동맥 협착증 (RAStenosis)은 65 세 이상의 사람들의 약 6 %와 관상 동맥 또는 말초 혈관 질환 1,2 환자의 최대 40 %에 영향을 미치는 난치성 문제입니다. 질병에 대한 현재 치료법은 제한적입니다. 따라서 RAStenosis에 의해 유발 된 망막 혈관 고혈압 또는 내성 고혈압을 치료하기위한 새로운 치료법을 개발할 필요가 있습니다. 레닌 안지오텐신 알도스테론 시스템(RAAS)은 RAStenosis 유도성 고혈압 또는 망혈관 고혈압 3,4의 발병기전에 관여하는 주요 경로이다. ACE 억제제 또는 안지오텐신 수용체 차단제와 같은 RAAS를 표적으로 하는 알려진 치료법은 고혈압을 완화시키지만, 신부전 및 고칼륨혈 증5,6,7에 대한 면밀한 검사가 필요하다. 레닌은 RAAS에서 속도 제한 단계를 촉매한다; 그것은 안지오텐시노겐을 안지오텐신 I로 변환시킨다. 죽상 동맥 경화증에서 플라크 형성은 레닌 분비를 유도하는 신장 동맥의 협착을 일으켜 망상 혈관 고혈압 및 신장 손상을 초래합니다8. 다수의 연구들이 인간에서 망혈관 고혈압 동안 산화적 스트레스의 증가된 수준을 보고하였으며, 이는 두 개의 신장 1클립(2K1C) 마우스 모델 및 다른 고혈압 동물 모델 2,9,10,11,12,13,14,15,16으로 확증되었다. . RAStenosis 유도 망혈관 고혈압 동안 레닌 발현 조절의 분자 메카니즘은 잘 이해되지 않으며 추가 조사를 보증한다.

RAStenosis를 안정적이고 재현 가능하게 재해석하는 실험 동물 모델은 새로운 치료법의 개발을 위해 레닌 발현 조절의 세포 및 분자 메커니즘을 밝히는 데 중요합니다. 2K1C 마우스 모델은 망혈관 고혈압17,18,19,20의 발병기전을 연구하기 위해 잘 확립된 실험 모델이다. 이 모델은 클립 17,20,21을 사용하는 신장 동맥의 수축에 의해 생성되며, 따라서 레닌 발현 및 고혈압 17,19,20,21의 증가를 초래하는 신장 동맥 폐색을 생성한다. 그러나 동물 모델에서 신장 동맥 협착증을 발생시키는 단계별 절차를 설명하는 기술 보고서는 없습니다.

종래의 U자형 실버 클립, 폴리우레탄 튜브 및 기타 클립은 신장 동맥 협착을 유도하기 위해 신장 동맥을 수축시키기 위해 사용되어 왔다. 일부 연구에 따르면 클립의 디자인과 재질은 2K1C 동물 모델로 신뢰할 수 있고 재현 가능한 데이터를 얻는 데 중요합니다. Lorenz et al.에 따르면, 기존의 U-designed silver clips의 사용은 고혈압의 낮은 성공률 (40-60 %)을 유도합니다.21. 클립 디자인으로 인해 신장 동맥은 옆으로 눌러 약간의 수축을 유발하고 신장 동맥에서 빠져 나올 확률이 높아집니다. 실버 가단성과 연성은 클립 폭의 변화를 허용 할 수 있습니다; 따라서 생쥐들 사이에서 다른 고혈압 수준을 유발합니다. 클립상의 이산화은은 혈관주위 염증, 내막 증식 및 조직 과립화를 일으켜 신장 동맥 직경(22)을 변화시킬 수 있다. 종래의 U-design 실버 클립으로 수득된 고혈압 수준의 가변성으로 인해, Warner et al. 및 Lorenz 등은 마우스에서 신장 동맥 협착을 개시하기 위해 라운더-디자인 폴리우레탄 튜빙을 성공적으로 사용하여, 두 개의 신장 하나의 클립 동물 모델20,21의 보다 안정적이고 일관된 유도를 생성하였다.

이 보고서에서는 폴리 우레탄 튜브를 사용하여 신장 동맥을 수축시키는 마우스에서 실험적 RAStenosis를 생성하는 수술 프로토콜을 설명합니다. 폴리 우레탄 라운드 디자인 커프는 마우스에서 협착을 발생시키는보다 재현 가능하고 신뢰할 수 있으며 저렴한 클립입니다. 이 실험 모델의 목표는 신장 동맥 협착 동안 레닌 발현 조절의 분자 및 세포 메커니즘을 연구하고 정의하는 것입니다. 레닌 발현 및 신장 손상 마커인 호중구 젤라틴아제-관련 리포칼린(N-GAL)을 측정함으로써 RAStenosis 마우스 모델의 성공을 확인하였다.

Protocol

마우스는 밴더빌트 대학 의료 센터 (VUMC) 동물 관리 부서 국립 보건원 (NIH) 지침과 실험실 동물의 관리 및 사용을위한 가이드, 미국 보건 복지부에 따라 보관되고 보살핌을 받았다. 모든 동물 절차는 실험을 시작하기 전에 VUMC 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 승인을 받았습니다. 1. 동물 준비 및 해부 수술을 시작하기 약 30 분 전에 가열 패드의 발아기와 워터 펌프를 켭?…

Representative Results

신장 동맥 수축은 협착 된 신장에서 레닌 발현을 증가시키고 대측성 신장에서의 발현을 억제합니다. 협착증의 두 신장 1 클립 (2K1C) 또는 Goldblatt 모델은 레닌 발현 증가 및 신장 손상을 유도한다. 이것은 인간에서 일방적 인 신장 동맥 협착증의 가장 대표적인 모델로 인식됩니다. 레닌과 프로레닌(레닌의 전구체)의 발현은 면역블롯팅을 이용하여 측정하였다. 데이터는 대측성 …

Discussion

신장 동맥 협착증은 이차 또는 내성 고혈압 및 신장 손상 1,29의 중요한 원인이다. 두 개의 신장 1 클립 (2K1C) Goldblatt 모델은 RAStenosis 유도 망막 혈관 고혈압1,17,18,19를 연구하기 위해 채택되었다. 다양한 동물 모델을 사용한 다수의 이전 연구들은 신장 동맥의 …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

연구는 JAG에 NHLBI 연구 과학자 개발 보조금 (1K01HL135461-01)에 의해 지원되었다. David Carmona-Berrio와 Isabel Adarve-Rengifo의 기술 지원에 감사드립니다.

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
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References

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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).
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