तीव्र गुर्दे की चोट अनुसंधान के लिए एक द्विपक्षीय गुर्दे इस्किमिया-रीपरफ्यूजन माउस मॉडल का तकनीकी शोधन
Summary
इस अध्ययन ने तीव्र गुर्दे की चोट अनुसंधान के लिए द्विपक्षीय गुर्दे इस्किमिया के माउस मॉडल के तकनीकी शोधन पर ध्यान केंद्रित करने वाला एक प्रोटोकॉल स्थापित किया।
Abstract
कार्डियक अरेस्ट एक बड़ा सार्वजनिक स्वास्थ्य बोझ है। तीव्र गुर्दे की चोट (एकेआई) सफल कार्डियोपल्मोनरी पुनर्जीवन के बाद सहज परिसंचरण (आरओएससी) की वापसी के बाद कार्डियक अरेस्ट से बचे लोगों में एक प्रतिकूल मार्कर है। इसके विपरीत, एकेआई से गुर्दे के कार्य की वसूली अनुकूल न्यूरोलॉजिकल परिणामों और अस्पताल के निर्वहन का एक भविष्यवक्ता है। हालांकि, आरओएससी के बाद कार्डियक अरेस्ट के कारण गुर्दे की क्षति को रोकने के लिए एक प्रभावी हस्तक्षेप की कमी है, यह सुझाव देते हुए कि अतिरिक्त चिकित्सीय रणनीतियों की आवश्यकता है। रीनल हाइपोपरफ्यूज़न और रीपरफ्यूजन दो पैथोफिजियोलॉजिकल तंत्र हैं जो कार्डियक अरेस्ट के बाद एकेआई का कारण बनते हैं। दोनों गुर्दे के इस्किमिया-रीपरफ्यूजन-प्रेरित एकेआई (आईआर-एकेआई) के पशु मॉडल नैदानिक सेटिंग में आरओएससी के बाद एकेआई वाले रोगियों के साथ तुलनीय हैं। हालांकि, दोनों गुर्दे के आईआर-एकेआई का विश्लेषण करना तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण है क्योंकि मॉडल उच्च मृत्यु दर और गुर्दे की क्षति में व्यापक भिन्नता से जुड़ा हुआ है, जो विश्लेषण को प्रभावित कर सकता है। हल्के चूहों को चुना गया, आइसोफ्लुरेन के साथ सामान्य संज्ञाहरण के तहत रखा गया, एक डोरसोलेटरल दृष्टिकोण के साथ सर्जरी के अधीन किया गया, और ऑपरेशन के दौरान उनके शरीर का तापमान बनाए रखा गया, जिससे ऊतक क्षति कम हो गई और एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य तीव्र गुर्दे आईआर-एकेआई अनुसंधान प्रोटोकॉल स्थापित हुआ।
Introduction
संयुक्तराज्य अमेरिका में कार्डियक अरेस्ट सालाना 80,000 से अधिक बार होता है। कार्डियक अरेस्ट की मृत्यु दर बहुत अधिक 3,4,5,6 है। आरओएससी 7,8,9,10,11,12,13 के बाद कार्डियक अरेस्ट वाले रोगियों में एकेआई उच्च मृत्यु दर और खराब न्यूरोलॉजिकल परिणामों से जुड़ा एक प्रमुख जोखिम कारक है। एकेआई से वसूली अनुकूल न्यूरोलॉजिकल परिणामों और अस्पताल से छुट्टी14,15,16 का एक अच्छा भविष्यवक्ता है। हालांकि, आईआर-एकेआई के लिए प्रभावी उपचारों में अभी भी15,16,17,18,19 की कमी है। रोग के नैदानिक परिणामों को और बेहतर बनाने के लिए अतिरिक्त चिकित्सीय रणनीतियों की आवश्यकता होती है।
द्विपक्षीय गुर्दे इस्किमिया दृष्टिकोण के साथ आईआर-एकेआई एकेआई अनुसंधान 20,21,22,23,24,25,26 के लिए उपयोग किए जाने वाले पशु मॉडल में से एक है। आरओएससी 6,27,28,29,30 के बाद अचानक कार्डियक अरेस्ट वाले रोगियों में एकेआई के अध्ययन के लिए रीनल आईआर-एकेआई पशु मॉडल पूरे शरीर के आईआर चोट मॉडल की तुलना में कम जटिल हैं। इसका तात्पर्य यह है कि प्रयोगों में कम भ्रामक कारकों की उपस्थिति के कारण गुर्दे के आईआर-एकेआई पशु मॉडल से लगातार परिणाम प्राप्त करना आसान है। इसके अलावा, गुर्दे के आईआर-एकेआई प्रोटोकॉल में आमतौर पर एकतरफा या द्विपक्षीय गुर्दे का पेडीकल रोड़ा शामिल होता है। द्विपक्षीय गुर्दे आईआर-एकेआई पर प्रयोगों में स्थितियां सफल कार्डियोपल्मोनरी पुनर्जीवन के बाद अचानक कार्डियक अरेस्ट वाले रोगियों में आरओएससी के बाद एकेआई के लिए नैदानिक स्थितियों के बराबर हैं। यद्यपि दोनों मॉडलों में गुर्दे की रोग संबंधी विशेषताएं मानव गुर्दे आईआर चोट 31,32,33 की रोग संबंधी विशेषताओं को दर्शाती हैं, एक द्विपक्षीय वृक्क इस्किमिया दृष्टिकोण मानव रोग स्थितियों के तहत एकेआई के लिए अधिक प्रासंगिक है, जैसे कि हृदय की विफलता, वाहिकासंकीर्णन, और सेप्टिक शॉक 35। द्विपक्षीय गुर्दे आईआर-एकेआई पशु मॉडल आरओएससी के बाद कार्डियक अरेस्ट में गुर्दे की आईआर चोटों पर ध्यान केंद्रित करने वाले अध्ययनों के लिए उपयुक्त हैं।
द्विपक्षीय गुर्दे आईआर-एकेआई मॉडल तकनीकी कठिनाइयों, प्रयोगात्मक जटिलता और लंबी सर्जरी अवधि 23,26,32,33,35,36 से जुड़े हैं। इन तकनीकी कठिनाइयों को दूर करने के लिए, वर्तमान अध्ययन ने कुछ तकनीकी संशोधन करके चूहों में एक विश्वसनीय द्विपक्षीय आईआर-एकेआई अनुसंधान प्रोटोकॉल स्थापित किया। प्रस्तावित प्रोटोकॉल के परिणामस्वरूप कम शल्य चिकित्सा जटिलताओं, कम ऊतक क्षति और सर्जरी के दौरान मृत्यु दर की कम संभावना थी। इसलिए, इसका उपयोग आरओएससी के बाद एकेआई की पैथोफिजियोलॉजिकल प्रक्रियाओं की जांच करने के लिए किया जा सकता है ताकि गुर्दे के हाइपोपरफ्यूजन और रीपरफ्यूजन क्षति37,38,39 के खिलाफ नई चिकित्सीय रणनीतियों को विकसित किया जा सके।
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रस्तावित द्विपक्षीय आईआर-एकेआई प्रोटोकॉल दोनों गुर्दे के हाइपोपरफ्यूजन और रीपरफ्यूजन चोट के तंत्र की जांच के लिए उपयुक्त है। प्रोटोकॉल से पता चलता है कि हल्के चूहों, आइसोफ्लुरेन के साथ सामान्य सं?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह मॉडल विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय, ताइवान (MOST 109-2320-B-030-006-MY3) से वित्तीय सहायता के साथ विकसित किया गया था। इस पांडुलिपि को वालेस अकादमिक संपादन द्वारा संपादित किया गया था।
Materials
| Absorbable Suture, 6-0 | Ethicon | J510G-BX | |
| Betadine solution | Shineteh Istrument | ||
| Carprofen | Sigma | PHR1452 | |
| Cotton balls | Shineteh Istrument | ||
| Graefe Forceps | Fine Science Tools | 11051-10 | |
| Heating pad | Shineteh Istrument | ||
| Isoflurane | Piramal Critical Care Inc. | 26675-46-7 | |
| Moria Vessel Clamp | Fine Science Tools | 18320-11 | |
| Olsen-Hegar needle holder | Fine Science Tools | 12002 – 12 | |
| Saline | Shineteh Istrument | ||
| Scalpel blades | Shinva | s2646 | |
| Small Animal Anesthesia Machine | Sheng-Cing Instruments Co. | STEP AS-01 | |
| Tissue scissors | Fine Science Tools | 14072 – 10 |
Referências
- Holmberg, M. J., et al. Annual incidence of adult and pediatric in-hospital cardiac arrest in the United States. Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes. 12 (7), 005580 (2019).
- Benjamin, E. J., et al. Heart disease and stroke statistics-2018 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 137 (12), 67 (2018).
- Lascarrou, J. B., et al. Targeted temperature management for cardiac arrest with nonshockable rhythm. The New England Journal of Medicine. 381 (24), 2327-2337 (2019).
- Chang, H. C., et al. Factors affecting outcomes in patients with cardiac arrest who receive target temperature management: The multi-center TIMECARD registry. Journal of the Formosan Medical Association. 121 (1), 294-303 (2022).
- Yu, G., et al. Comparison of the survival and neurological outcomes in OHCA based on smoking status: investigation of the existence of the smoker’s paradox. Signa Vitae. 18 (2), 121-129 (2022).
- Chen, Y. C., et al. Major interventions are associated with survival of out of hospital cardiac arrest patients – a population based survey. Signa Vitae. 13 (2), 108-115 (2017).
- Sandroni, C., et al. Acute kidney injury after cardiac arrest: a systematic review and meta-analysis of clinical studies. Minerva Anestesiologica. 82 (9), 989-999 (2016).
- Patyna, S., et al. Acute kidney injury after in-hospital cardiac arrest in a predominant internal medicine and cardiology patient population: incidence, risk factors, and impact on survival. Renal Failure. 43 (1), 1163-1169 (2021).
- Storm, C., et al. Impact of acute kidney injury on neurological outcome and long-term survival after cardiac arrest – A 10 year observational follow up. Journal of Critical Care. 47, 254-259 (2018).
- Geri, G., et al. Acute kidney injury after out-of-hospital cardiac arrest: risk factors and prognosis in a large cohort. Intensive Care Medicine. 41 (7), 1273-1280 (2015).
- Guo, Q. Y., Xu, J., Shi, Q. D. Gasping as a predictor of short- and long-term outcomes in patients with cardiac arrest: a systematic review and meta-analysis. Signa Vitae. 17 (2), 208-213 (2021).
- Chen, P. C., et al. Prognostic factors for adults with cardiac arrest in the emergency department: a retrospective cohort study. Signa Vitae. 18 (3), 56-64 (2022).
- Lee, M. J., et al. Predictors of survival and good neurological outcomes after in-hospital cardiac arrest. Signa Vitae. 17 (2), 67-76 (2021).
- Deakin, C. D., et al. European Resuscitation Council guidelines for resuscitation 2010 section 4. adult advanced life support. Resuscitation. 81 (10), 1305-1352 (2010).
- Cha, K. C., et al. Recovery from acute kidney injury is an independent predictor of survival at 30 days only after out-of-hospital cardiac arrest who were treated by targeted temperature management. Signa Vitae. 17 (2), 119-126 (2021).
- Park, Y. S., et al. Recovery from acute kidney injury as a potent predictor of survival and good neurological outcome at discharge after out-of-hospital cardiac arrest. Critical Care. 23 (1), 256 (2019).
- Mah, K. E., et al. Acute kidney injury after in-hospital cardiac arrest. Resuscitation. 160, 49-58 (2021).
- Pelkey, T. J., et al. Minimal physiologic temperature variations during renal ischemia alter functional and morphologic outcome. Journal of Vascular Surgery. 15 (4), 619-625 (1992).
- Kim, H., et al. Effect of different combinations of initial body temperature and target temperature on neurological outcomes in out-of-hospital cardiac arrest patients treated with targeted temperature management. Signa Vitae. , 1-7 (2022).
- Wyss, J. C., et al. Differential effects of the mitochondria-active tetrapeptide SS-31 (D-Arg-dimethylTyr-Lys-Phe-NH2) and its peptidase-targeted prodrugs in experimental acute kidney injury. Frontiers in Pharmacology. 10, 1209 (2019).
- Wang, Y., Wang, B., Qi, X., Zhang, X., Ren, K. Resveratrol protects against post-contrast acute kidney injury in rabbits with diabetic nephropathy. Frontiers in Pharmacology. 10, 833 (2019).
- Li, S., Yu, L., He, A., Liu, Q. Klotho inhibits unilateral ureteral obstruction-induced endothelial-to-mesenchymal transition via TGF-beta1/Smad2/Snail1 signaling in mice. Frontiers in Pharmacology. 10, 348 (2019).
- Godoy, J. R., Watson, G., Raspante, C., Illanes, O. An effective mouse model of unilateral renal ischemia-reperfusion injury. Journal of Visualized Experiments. (173), e62749 (2021).
- Chen, Q., et al. SIRT1 mediates effects of FGF21 to ameliorate cisplatin-induced acute kidney injury. Frontiers in Pharmacology. 11, 241 (2020).
- Li, H. D., et al. Application of herbal traditional Chinese medicine in the treatment of acute kidney injury. Frontiers in Pharmacology. 10, 376 (2019).
- Grenz, A., et al. Use of a hanging-weight system for isolated renal artery occlusion during ischemic preconditioning in mice. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 292, 475-485 (2007).
- Gao, Q., et al. Accumulated epinephrine dose is associated with acute kidney injury following resuscitation in adult cardiac arrest patients. Frontiers in Pharmacology. 13, 806592 (2022).
- Oh, Y. T., et al. Vasoactive-inotropic score as a predictor of in-hospital mortality in out-of-hospital cardiac arrest. Signa Vitae. 15 (2), 40-44 (2019).
- Burne-Taney, M. J., et al. Acute renal failure after whole body ischemia is characterized by inflammation and T cell-mediated injury. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 285 (1), 87-94 (2003).
- Adams, J. A., et al. Periodic acceleration (pGz) prior to whole body ischemia reperfusion injury provides early cardioprotective preconditioning. Life Sciences. 86 (19-20), 707-715 (2010).
- Gaut, J. P., Liapis, H. Acute kidney injury pathology and pathophysiology: a retrospective review. Clinical Kidney Journal. 14 (2), 526-536 (2021).
- Hesketh, E. E., et al. Renal ischaemia reperfusion injury: a mouse model of injury and regeneration. Journal of Visualized Experiments. (88), e51816 (2014).
- Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: technical notes and tricks. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 303 (11), 1487-1494 (2012).
- Wei, Q., Dong, Z. Regulation and pathological role of bid in ischemic acute kidney injury. Renal Failure. 29 (8), 935-940 (2007).
- Grenz, A., et al. Use of a hanging-weight system for isolated renal artery occlusion. Journal of Visualized Experiments. (53), e2549 (2011).
- Skrypnyk, N. I., Harris, R. C., de Caestecker, M. P. Ischemia-reperfusion model of acute kidney injury and post injury fibrosis in mice. Journal of Visualized Experiments. (78), e50495 (2013).
- Han, S. J., Lee, H. T. Mechanisms and therapeutic targets of ischemic acute kidney injury. Kidney Research and Clinical Practice. 38 (4), 427-440 (2019).
- Huang, C. W., et al. A novel caffeic acid derivative prevents renal remodeling after ischemia/reperfusion injury. Biomedicine & Pharmacotherapy. 142, 112028 (2021).
- Spoelstra-de Man, A. M. E., Oudemans-van Straaten, H. M. Acute kidney injury after cardiac arrest: the role of coronary angiography and temperature management. Critical Care. 23 (1), 193 (2019).
- Burne, M. J., Haq, M., Matsuse, H., Mohapatra, S., Rabb, H. Genetic susceptibility to renal ischemia reperfusion injury revealed in a murine model. Transplantation. 69 (5), 1023-1025 (2000).
- Muller, V., et al. Sexual dimorphism in renal ischemia-reperfusion injury in rats: possible role of endothelin. Kidney International. 62 (4), 1364-1371 (2002).
- Schmitt, R., Marlier, A., Cantley, L. G. Zag expression during aging suppresses proliferation after kidney injury. Journal of the American Society of Nephrology. 19 (12), 2375-2383 (2008).
- Oxburgh, L., de Caestecker, M. P. Ischemia-reperfusion injury of the mouse kidney. Methods in Molecular Biology. 886, 363-379 (2012).
- Delbridge, M. S., Shrestha, B. M., Raftery, A. T., El Nahas, A. M., Haylor, J. L. The effect of body temperature in a rat model of renal ischemia-reperfusion injury. Transplantation Proceedings. 39 (10), 2983-2985 (2007).
- IBM Micromedx, I. Phenobarbital sodium. IBM Corporation Available from: https://www-micromedexsolutions-com.autorpa.mmh.org.tw/micromedex2/librarian/CS/53C834/ND_PR/evidencexpert/ND_P/evidencexpert/DUPLICATIONSHIELDSYNC/51EFF0/ND_PG/evidencexpert/ND_B/evidencexpert/ND_AppProduct/evidencexpert/ND_T/evidencexpert/PFActionId/evidencexpert.DoIntegratedSearch?SearchTerm=Phenobarbital+Sodium&fromInterSaltBase=true&UserMdxSearchTerm=%24userMdxSearchTerm&false=null&=null (2022)
- IBM Micromedx, Isoflurane. IBM Corporation Available from: https://www-micromedexsolutions-com.autorpa.mmh.org.tw/micromedex2/librarian/PFDefaultActionId/evidencexpert.DoIntegratedSearch?navitem=headerLogout (2022)
