血液透析アクセス関連手機能障害のマウスモデル
Summary
このプロトコルは、マウスの総腸骨動静脈瘻作成の外科的ステップを詳述しています。我々は、血液透析アクセス関連の四肢の病態生理を研究するためにこのモデルを開発しました。
Abstract
慢性腎臓病は公衆衛生上の大きな問題であり、血液透析などの慢性腎代替療法を必要とする末期腎疾患(ESRD)の有病率は増加し続けています。自家動静脈瘻(AVF)の配置は、ESRD患者にとって依然として主要な血管アクセスオプションです。残念ながら、血液透析患者の約半数は、微妙な感覚異常からデジタル壊疽に至るまで、透析アクセス関連手機能障害(ARHD)を経験しています。特に、ARHDの原因となる根本的な生物学的要因は十分に理解されておらず、ARHDの予防/治療のためのメカニズムを解明したり、新しい治療法を開発したりするための適切な動物モデルは存在しません。ここでは、左総腸骨動脈と静脈の間にAVFを作成し、四肢の病態生理の評価を容易にする新しいマウスモデルについて説明します。顕微手術には、血管の隔離、縦方向の静脈切開、動静脈吻合の作成、および静脈再建が含まれます。偽の手術には、AVFの作成を除くすべての重要なステップが含まれます。腸骨AVF配置は、中枢血行動態、末梢虚血、および後肢神経運動能力の障害に臨床的に関連する変化をもたらします。.この新しい前臨床AVFモデルは、血液透析患者によって報告された一般的な神経運動摂動を再現する有用なプラットフォームを提供し、研究者がARHD病態生理学のメカニズムを調査し、潜在的な治療法をテストすることを可能にします。
Introduction
機能的な血管アクセスの確立と保存は、血液透析による腎代替療法を受けている末期腎疾患(ESRD)患者にとって依然として重要な主要な目標です1。腎機能が不十分になった後、老廃物の除去、電解質の正常化、体液バランスの維持には血液透析治療の繰り返しが必要であり、長期生存に必要です2。したがって、血管アクセスはESRD患者の「ライフライン」であり、自家動静脈瘻(AVF)の配置は、このコホート3の間で依然として好ましい透析アクセスオプションです。しかし、血液透析患者の約30%〜60%は、臨床的にアクセス関連手機能障害(ARHD)として定義される一連の手の障害を経験しています。ARHDの症状は、脱力感や協調障害から単麻痺や指神経疽までさまざまであり、AVFの作成後早期に発生するか、瘻孔の成熟とともに徐々に発症する可能性があります。さらに、ARHDはESRD治療スケジュールを複雑にし、生活の質の低下、心血管疾患のリスクの高さ、および死亡率の増加に関連しています2,3,4。
AVF作成後の血行力学的変化によって誘発される血管リモデリングを研究するために、いくつかの動物モデルが開発されています5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15。腸骨または大腿骨AVF 16,17,18,19,20の大型動物モデル、および頸動脈頸静脈吻合または腎下大動脈-下大静脈瘻形成のいずれかを使用するげっ歯類モデルは、AVFの成熟と開存性の前述の側面を調べるために十分に確立されています21.たとえば、静脈高血圧、管腔径の増加、および静脈壁の厚さの増加は、AVF成熟の成功の兆候ですが、流れの変化のない中膜の実質的な線維症および内膜過形成または血栓の発達は、AVF障害を特徴付けることがよくあります6,15。しかし、大型動物モデルはマウスモデルの実験的柔軟性またはトランスジェニック能力を欠いているが、現在のげっ歯類モデルは、解剖学的位置および/または関連する四肢病理の欠如のいずれかのためにARHDの調査を容易に促進しない。実際、関連する臨床表現型を再現する確立された前臨床動物モデルがないため、症候性ARHD患者の数が徐々に増加しているにもかかわらず、病態生物学的メカニズムを解明し、新しい治療戦略を開発するための研究の進歩は停滞したままです。したがって、この研究の主な目的は、ARHDのユニークなマウスモデルを導入し、AVF顕微手術の手順とAVF関連の病態生理学の特性評価を提供することです。
Protocol
すべての手順は、フロリダ大学の施設動物管理および使用委員会(IACUC)およびマルコムランドール退役軍人医療センターによって承認されました。 注:若年成人(8〜10週齢)のオスC57BL / 6Jマウスは、ジャクソン研究所から購入し、光(12時間の光:12時間の暗サイクル)、温度(22°C±1°C)、および湿度(50%±10%)の制御された動物施設に収容しました。ケージ(幅:18 cm x 長さ:29 cm x 高さ:1…
Representative Results
アデニン食に曝露された動物は、カゼインベースの固形飼料を投与された動物と比較して、糸球体濾過率が低下し(対照:441.3±54.2μL/分対CKD:165.1±118.3μL /分、p < 0.05)、血清血中尿素窒素レベルが上昇した(対照:20.39 ± 4.2 μL/分 対 CKD:38.20 ± 10.65 μL/min、p < 0.05)カゼインベースの固形物を投与された動物と比較して、動静脈瘻手術前の腎不全の存在が確認されました。 <p class="jove_con…
Discussion
AVF作成後のARHDの血液透析患者の有病率は増加し続けています30,31。実際、痛み、脱力感、感覚異常、および/または可動域の減少などの未解決の症状性合併症4,32,33は、患者の健康に悪影響を及ぼし4、32、33、34、35、…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
腸骨AVFモデルの開発と外科トレーニングに関する技術サポートを提供してくれたフロリダ大学血管外科および血管内治療部門のGuanyi Lu博士と、ライブ顕微手術画像を取得するための技術サポートを提供してくれたフロリダ大学応用生理学および運動学部のRaviKumarに心から感謝します。
この研究は、国立衛生研究所および国立心臓、肺、血液、研究所番号R01-HL148697(STSへ)、および米国心臓協会の助成金番号POST903198(KKへ)からの助成金によって支援されました。
Materials
| 0.15% Adenine diet | ENVIGO | TD.130899 | 20% casein, 0.15% adenine, 0.9% P |
| 0.2% Adenine diet | ENVIGO | TD.130900 | 20% casein, 0.2% adenine, 0.9% P |
| 10-0 Nylon suture | AD surgical | XXS-N1005T4 | |
| 29 G needle syringes | Exel International | 14-841-32 | |
| 31 G needle syringes | Advocate | U-100 insulin syringe | |
| 4-0 silk suture | AD surgical | S-S41813 | |
| 45-degree angled dumont forceps | Fine Science Tools | 11253-25 | |
| 5-0 PGA suture | AD surgical | PSGU-518R13 | |
| 6-0 silk suture | AD surgical | S-S618R13 | |
| Absorbable gelatin sponge | ETHICON | 1975 | |
| Alcohol preps | Covidien | 5110-cs4000 | 70% isopropyl alcohol |
| Buprenorphine | NA | NA | 0.01 g/mL |
| C57BL6/J mice | Jaxon Laboratory | ||
| Casein diet | ENVIGO | TD.130898 | 20% casein, 0.9% P |
| Cotton swabs | CONSTIX | SC-9 | Medium single-ended round cotton swab |
| Cotton swabs | CONSTIX | SC-4 | Small double-ended hard, sharp, pointed cotton swab |
| Curity non-woven sponges (2×2) | Covidien | 9022 | |
| Curved Vannas spring scissors | Fine Science Tools | 15001-08 | |
| Doppler ultrasound | VisualSonics | Vevo 2100 | |
| Extra fine graefe forceps | Fine Science Tools | 11150-10 | 2 pairs |
| Eye lubricant | CLCMEDICA | Optixcare eye lube | |
| Heparin (5000 U/mL) | National Drug Codes List | 63739-953-25 | 100 IU/mL |
| Hot bead sterilizer | Fine Science Tools | 18000-50 | |
| Low-temperature cautery | Bovie | AA04 | |
| Pen trimmer | Wahl | 5640-600 | |
| Powder-free surgical gloves | Ansell | 7824PF | |
| Round handled needle holders | Fine Science Tools | 12076-12 | |
| Sterile towel drape | Dynarex | DY440-MI | |
| Sterilized 0.9% saline | National Drug Codes List | 46066-807-25 | |
| Straight dumont forceps | Fine Science Tools | 11253-20 | |
| Straight needle holder | Fine Science Tools | FST 12001-13 | |
| Straight vannas spring scissors | Fine Science Tools | 25001-08 | |
| TrizChLOR4 | National Drug Codes List | 17033-279-50 |
Referências
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Citar este artigo
Kim, K., Anderson, E. M., Fazzone, B. J., O’Malley, K. A., Berceli, S. A., Ryan, T. E., Scali, S. T. A Murine Model of Hemodialysis Access-Related Hand Dysfunction. J. Vis. Exp. (183), e63892, doi:10.3791/63892 (2022).