Induksjon av IELTS i mus Retrobulbar injeksjon av doksorubicin og forebygging av volum oppbevaring av vedvarende Release Aprotinin
Summary
Her beskriver vi induksjon av eksperimentelle IELTS i 129S1/SvImJ mus ved rask retrobulbar injeksjon av doksorubicin. Vi behandler også nephrotic mus med vedvarende release pellets som inneholder aprotinin for å hemme urin serine protease aktivitet og hindre natrium oppbevaring.
Abstract
IELTS er mest ekstreme manifestasjonen av proteinuric nyresykdom og preget av tunge proteinuria, hypoalbuminemia og ødem på grunn av natrium oppbevaring og hyperlipidemi. For å studere i Patofysiologien ved dette syndromet, basert gnager modeller er utviklet på injeksjon av giftige stoffer som doksorubicin forårsaker podocyte skade. I mus er bare noen stammer mottakelige for denne modellen. I wildtype 129S1/SvImJ mus induserer administrasjon av doksorubicin av rask intravenøs injeksjon til retrobulbar sinus eksperimentelle IELTS som har alle symptomene for menneskelig sykdom inkludert natrium oppbevaring og ødem. Etter utbruddet av proteinuria økt mus utstillingen urin serine protease aktivitet som fører til aktivering av epitelial natrium kanalen (ENaC) og natrium oppbevaring. Farmakologiske hemming av urin serine proteaser ved behandling med vedvarende release aprotinin opphever ENaC aktivisering og hindrer natrium oppbevaring. Denne modellen er ideell for å studere i Patofysiologien ved proteasuria, dvs., utskillelse av aktive serine proteaser at ENaC aktivisering ved protolyse av sine γ-delenhet. Dette kan betraktes som den primære mekanismen for ENaC aktivisering og natrium oppbevaring i proteinuric nyresykdom.
Introduction
IELTS er preget av tunge proteinuria, hypoalbuminemia, ødem og hyperlipidemi, og kan betraktes som den mest ekstreme manifestasjonen av proteinuric nyresykdom. I Red, kan eksperimentelle IELTS indusert ved enkelt injeksjon antracykliner eller puromycin som fører til podocyte skader og ligner menneskelige minimal endre sykdom og fokal Segmentinformasjon glomerulosclerosis (FSGS)1. Etter første beskrivelsen i 1955 av Frenk et al. 2, puromycin nukleosid nefrose (PAN) i rotter har blitt en standard modell å undersøke i Patofysiologien ved IELTS i mange studier3,4,5,6. I mus, kan tilsvarende modellen indusert ved anthracycline doksorubicin7. Men er det en sterk belastning-avhengighet som genetisk etter minst to genetisk loci8. I tillegg finnes forskjeller i proteinuric svar og selvfølgelig IELTS9,10. Bruker 129S1/SvImJ mus og rask intravenøs injeksjon av doksorubicin via retrobulbar sinus, nå proteinuria svar verdier som er tilstrekkelig til å indusere de typiske egenskapene til IELTS, spesielt volum oppbevaring preget av ascites og nesten natrium gratis urin7. Natrium oppbevaring i eksperimentell IELTS har vært antatt å være et resultat av aktivering av epitelial natrium kanalen (ENaC) i den distale tubule av aberrantly filtrert serine proteaser som plasmin forårsaker proteolyse av sin γ-delenhet4 ,11,12. Nylig ble dette konseptet påvist i nephrotic mus som var beskyttet fra proteolytisk ENaC aktivisering og natrium oppbevaring av behandling med serine protease hemmer aprotinin som var like effektivt som ENaC blokkering amilorid13. For å sikre kontinuerlig levering til den distale tubule, ble aprotinin administrert via subcutaneously implantert vedvarende løslate-pellets. Fremtidige studier trengs for å identifisere serine proteaser som er ansvarlig for proteolytisk ENaC aktivisering i IELTS som antas å parallell den menneskelige situasjonen. For dette formålet er doksorubicin-indusert IELTS en verdifull modell som kan brukes i vill-type mus eller utvidet til genmodifiserte mus. Dens fordeler inkluderer lavpris av stoffet, lavere kompleksiteten i ledelse og god reproduserbarhet14.
I denne artikkelen viser vi induksjon av eksperimentelle IELTS rask intravenøs injeksjon av doksorubicin til retrobulbar sinus og implantering av vedvarende-release pellets som inneholder aprotinin for å hemme urin serine protease aktivitet målt med et kromogent analysen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Her viser vi at doksorubicin injeksjon via retrobulbar sinus injeksjon induserer eksperimentelle IELTS i 129S1/SvImJ mus med proteinuria, natrium oppbevaring, hypoalbumenia og hyperlipidemi. Det er imidlertid to viktige spørsmål som må tas i betraktning når du bruker denne modellen. For det første modell induksjon er strengt dose avhengige og avvik av doksorubicin dose så små som 0,3 µg/g påvirke svaret av mus15. Når injisert med en lavere dose som 14 µg/g bw eller nedenfor doksorubicin…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne studien ble støttet av et stipend fra tysk Research Foundation (DFG, AR 1092/2-1).
Materials
| supplies | |||
| BD Micro FINE + U-40 (0.30 mm x 8 mm) | BD Deutschland GmbH, Heidelberg, Germany | PZN: 07468060 | syring |
| ETHILON*II (5/0, 16 mm, 3/8c, 45 cm) | Johnson&Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany) | EH7823H | suture |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| reagents | |||
| aprotinin (6000 KIU/mg) | LOXO, Heidelberg, Germany | CAS 9087-70-1 | |
| Bepanthen, Augen- und Nasensalbe | Bayer Vital GmbH, Leverkusen, Germany | PZN: 1578681 | ointment |
| Chromogenix S-2251 | HAEMOCHROM DIAGNOSTICA GmbH, Essen, Germany | 82 0332 39 | chromogenic substrate |
| doxorubicin (2.0 µg/µL) | Cell Pharm, Bad Vilbel, Germany | CAS 25316-40-9 | doxorubicin |
| isofluran CP (1 mL/mL) | CP-Pharma, Burgdorf, Germany | CAS 26675-46-7 | isofluran |
| pellets with matrix-driven sustained release (custom-made) | Innovative Research of America, Sarasota, FL | X-999 | pellet |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| equipment | |||
| ELx808 Absorbance Mikroplate Reader | BioTek, Bad Friedrichshall, Germany | ELx808 | microplate reader |
| MICROSTERIL – 436 | B.M.S., Trescore Balneario, Italy | GAL/436 | sterilizer |
| Hybridization oven/shaker | GE Healthcare UK Limited, Amersham LIFE SCIENCE, Little Chalfont, UK | RPN 2511 | heat chamber |
| Thermo MAT Pro 10 W, 15×25 cm, Lucky Reptile | Import Export Peter Hoch GmbH, Waldkirch, Germany | 61201 | mouse warming device |
References
- Lee, V. W., Harris, D. C. Adriamycin nephropathy: a model of focal segmental glomerulosclerosis. Nephrology (Carlton). 16 (1), 30-38 (2011).
- Frenk, S., Antonowicz, I., Craig, J. M., Metcoff, J. Experimental nephrotic syndrome induced in rats by aminonucleoside; renal lesions and body electrolyte composition. Proc Soc Exp Biol Med. 89 (3), 424-427 (1955).
- Ichikawa, I., et al. Role for intrarenal mechanisms in the impaired salt excretion of experimental nephrotic syndrome. J Clin Invest. 71, (1983).
- Deschenes, G., Wittner, M., Stefano, A., Jounier, S., Doucet, A. Collecting duct is a site of sodium retention in PAN nephrosis: a rationale for amiloride therapy. J Am Soc Nephrol. 12 (3), 598-601 (2001).
- Lourdel, S., et al. Hyperaldosteronemia and activation of the epithelial sodium channel are not required for sodium retention in puromycin-induced nephrosis. J Am Soc Nephrol. 16 (12), 3642-3650 (2005).
- Seigneux, S., Kim, S. W., Hemmingsen, S. C., Frokiaer, J., Nielsen, S. Increased expression but not targeting of ENaC in adrenalectomized rats with PAN-induced nephrotic syndrome. Am J Physiol Renal Physiol. 291 (1), F208-F217 (2006).
- Artunc, F., et al. Serum- and glucocorticoid-inducible kinase 1 in doxorubicin-induced nephrotic syndrome. Am J Physiol Renal Physiol. 295 (6), F1624-F1634 (2008).
- Zheng, Z., et al. A Mendelian locus on chromosome 16 determines susceptibility to doxorubicin nephropathy in the mouse. Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (7), 2502-2507 (2005).
- Kimura, M., et al. Interstrain differences in murine daunomycin-induced nephrosis. Nephron. 63 (2), 193-198 (1993).
- Wang, Y., Wang, Y. P., Tay, Y. C., Harris, D. C. Progressive adriamycin nephropathy in mice: sequence of histologic and immunohistochemical events. Kidney Int. 58 (4), 1797-1804 (2000).
- Svenningsen, P., et al. Plasmin in nephrotic urine activates the epithelial sodium channel. Journal of the American Society of Nephrology : JASN. 20 (2), 299-310 (2009).
- Passero, C. J., Hughey, R. P., Kleyman, T. R. New role for plasmin in sodium homeostasis. Curr Opin Nephrol Hypertens. 19 (1), 13-19 (2010).
- Bohnert, B. N., et al. Aprotinin prevents proteolytic epithelial sodium channel (ENaC) activation and volume retention in nephrotic syndrome. Kidney Int. 93 (1), 159-172 (2018).
- Pippin, J. W., et al. Inducible rodent models of acquired podocyte diseases. Am J Physiol Renal Physiol. 296 (2), F213-F229 (2009).
- Bohnert, B. N., et al. Impact of phosphorus restriction and vitamin D-substitution on secondary hyperparathyroidism in a proteinuric mouse model. Kidney Blood Press Res. 40 (2), 153-165 (2015).
- Morton, D. B., Griffiths, P. H. Guidelines on the recognition of pain, distress and discomfort in experimental animals and an hypothesis for assessment. Vet Rec. 116 (16), 431-436 (1985).
- Beath, S. M., et al. Plasma aprotinin concentrations during cardiac surgery: full- versus half-dose regimens. Anesth Analg. 91 (2), 257-264 (2000).
- Kanter, P. M., et al. Preclinical toxicology study of liposome encapsulated doxorubicin (TLC D-99): comparison with doxorubicin and empty liposomes in mice and dogs. In Vivo. 7 (1), 85-95 (1993).
- Ma, L. J., Fogo, A. B. Model of robust induction of glomerulosclerosis in mice: importance of genetic background. Kidney Int. 64 (1), 350-355 (2003).
- Kren, S., Hostetter, T. H. The course of the remnant kidney model in mice. Kidney Int. 56 (1), 333-337 (1999).
- Mizuno-Horikawa, Y., Mizuno, S., Tamura, S., Kurosawa, T. Advanced glomerulosclerosis is reversible in nephrotic mice. Biochem Biophys Res Commun. 284 (3), 707-713 (2001).
- Friberger, P. Chromogenic peptide substrates. Their use for the assay of factors in the fibrinolytic and the plasma kallikrein-kinin systems. Scand J Clin Lab Invest Suppl. 162, 1-298 (1982).
- Haerteis, S., et al. Plasma kallikrein activates the epithelial sodium channel in vitro but is not essential for volume retention in nephrotic mice. Acta Physiologica. , (2018).
- Schork, A., et al. Association of Plasminuria with Overhydration in Patients with CKD. Clin J Am Soc Nephrol. 11 (5), 761-769 (2016).
