혈액 투석 접근 관련 손 기능 장애의 쥐 모델
Summary
이 프로토콜은 쥐 총장골 동정맥루 생성의 수술 단계를 자세히 설명합니다. 우리는 혈액 투석 접근 관련 사지 병태생리학을 연구하기 위해 이 모델을 개발했습니다.
Abstract
만성 신장 질환은 주요 공중 보건 문제이며 혈액 투석과 같은 만성 신대체 요법이 필요한 말기 신장 질환(ESRD)의 유병률이 계속 증가하고 있습니다. 자가 동정맥루(AVF) 배치는 ESRD 환자의 주요 혈관 접근 옵션으로 남아 있습니다. 안타깝게도 혈액 투석 환자의 약 절반이 미묘한 감각 이상에서 디지털 괴저에 이르기까지 투석 접근 관련 손 기능 장애(ARHD)를 경험합니다. 특히, ARHD의 원인이 되는 근본적인 생물학적 동인은 잘 이해되지 않았으며, ARHD의 예방/치료를 위한 메커니즘을 밝히거나 새로운 치료법을 개발하기 위한 적절한 동물 모델이 존재하지 않습니다. 여기에서 우리는 왼쪽 총장골동맥과 정맥 사이에 AVF가 생성되어 사지 병태생리학의 평가를 용이하게 하는 새로운 마우스 모델을 설명합니다. 미세 수술에는 혈관 분리, 세로 정맥 절제술, 동정맥 문합 생성 및 정맥 재건이 포함됩니다. 가짜 수술에는 AVF 생성을 제외한 모든 중요한 단계가 포함됩니다. 장골 AVF 배치는 중추 혈역학, 말초 허혈 및 뒷다리 신경 운동 성능의 손상에서 임상적으로 관련된 변화를 초래합니다. 이 새로운 전임상 AVF 모델은 혈액 투석 환자가 보고한 일반적인 신경 운동 교란을 요약하는 유용한 플랫폼을 제공하여 연구자가 ARHD 병태생리학의 메커니즘을 조사하고 잠재적인 치료법을 테스트할 수 있도록 합니다.
Introduction
기능적 혈관 접근의 확립 및 보존은 혈액 투석을 통해 신대체 요법을 받는 말기 신장 질환(ESRD) 환자에게 중요한 주요 목표로 남아 있습니다1. 신장 기능이 부적절해지면 노폐물을 제거하고, 전해질을 정상화하고, 체액 균형을 유지하기 위해 반복적인 혈액투석 치료가 필요하므로 장기 생존에 필요하다2. 따라서 혈관 접근은 ESRD 환자의 “생명선”을 나타내며 자가 동정맥루(AVF) 배치는 이 코호트3에서 선호되는 투석 접근 옵션으로 남아 있습니다. 그러나 혈액 투석 환자의 약 30%-60%는 임상적으로 접근 관련 손 기능 장애(ARHD)로 정의되는 다양한 손 장애를 경험합니다. ARHD의 증상은 쇠약과 협응 장애에서 단일마비 및 디지털 괴저에 이르기까지 다양할 수 있으며, 이는 AVF 생성 후 초기에 발생하거나 누공 성숙과 함께 점진적으로 발생할 수 있습니다. 또한, ARDD는 ESRD 치료 일정을 복잡하게 하는데, 이는 낮은 삶의 질, 높은 심혈관 질환 위험 및 사망률 증가와 관련이 있다 2,3,4.
AVF 생성 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 후 혈역학적 변화에 의해 유도된 혈관 리모델링을 연구하기 위해 여러 동물 모델이 개발되었습니다. 장골 또는 대퇴골 AVF 16,17,18,19,20을 가진 대형 동물 모델과 경동맥-경정맥 문합 또는 신장하 대동맥-하대정맥 누공 형성을 사용하는 설치류 모델은 앞서 언급한 AVF 성숙 및 개통 측면을 조사하기 위해 잘 확립되어 있다 21 . 예를 들어, 정맥 고혈압, 더 큰 내강 직경 및 증가된 정맥 벽 두께는 성공적인 AVF 성숙의 신호인 반면, 매질의 실질적인 섬유증 및 흐름의 변화가 없는 내막 증식 또는 혈전 발달은 종종 AVF 실패를 특징으로 합니다 6,15. 그러나 대형 동물 모델은 쥐 모델의 실험적 유연성이나 형질전환 능력이 부족한 반면, 현재의 설치류 모델은 해부학적 위치 및/또는 관련 사지 병리의 부족으로 인해 ARHD 조사를 쉽게 용이하게 하지 않습니다. 실제로, 관련 임상 표현형을 요약하는 확립된 전임상 동물 모델의 부족으로 인해 증상이 있는 ARHD 환자의 수가 점진적으로 증가했음에도 불구하고 병리학적 메커니즘을 밝히고 새로운 치료 전략을 개발하기 위한 연구 진행은 정체 상태를 유지하고 있습니다. 따라서 본 연구의 주요 목적은 ARHD의 독특한 마우스 모델을 도입하여 AVF 미세수술의 절차적 단계와 AVF 관련 병태생리학의 특성화를 제공하는 것입니다.
Protocol
모든 절차는 플로리다 대학의 IACUC(Institutional Animal Care and Use Committee)와 Malcom Randall Veterans Affairs Medical Center의 승인을 받았습니다. 참고: 젊은 성인(8-10주령) 수컷 C57BL/6J 마우스를 잭슨 연구소에서 구입하여 조명(12시간 조명: 12시간 암주기 주기), 온도(22°C ± 1°C) 및 습도(50% ± 10%) 제어 동물 시설에 수용했습니다. 5마리의 생쥐가 우리당 거주할 수 있도록 허용되었으며(W:18 cm x L:2…
Representative Results
아데닌 식이에 노출된 동물은 카제인 기반 차우를 투여받은 동물에 비해 사구체 여과율이 감소하고(대조군: 441.3 ± 54.2 μL/min 대 CKD: 165.1 ± 118.3 μL/ min, p < 0.05) 혈청 요소 질소 수치가 증가하여(대조군: 20.39 ± 4.2 μL/min 대 CKD: 38.20 ± 10.65 μL/min, p < 0.05) 카제인 기반 차우를 투여받은 동물에 비해 동정맥루 수술 전에 신장 기능 부전이 있음을 확인했습니다. AVF …
Discussion
AVF 생성 후 ARHD가 있는 혈액투석 환자의 유병률은30,31 지속적으로 증가했습니다. 실제로, 통증, 쇠약, 감각 이상 및/또는 운동 범위 감소와 같은 해결되지 않은 증상 합병증4,32,33은 환자의 웰빙 4,32,33,34,35,36에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 고품질의 반복적인 혈액 투석 ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
장골 AVF 모델 개발 및 외과 교육에 대한 기술 지원을 해주신 플로리다 대학교 혈관 외과 및 혈관 내 치료 부서의 Guanyi Lu 박사와 라이브 미세 수술 이미지를 얻을 수 있도록 기술 지원을 해주신 플로리다 대학교 응용 생리학 및 운동 요법과의 Ravi Kumar에게 진심으로 감사드립니다.
이 작업은 국립 보건원 (National Institutes of Health) 및 국립 심장, 폐 및 혈액, 연구소 번호 R01-HL148697 (STS) 및 미국 심장 협회 보조금 번호 POST903198 (KK에)의 보조금으로 지원되었습니다.
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).