Teknisk forfining av en bilateral renal iskemi-reperfusjonsmusemodell for akutt nyreskadeforskning

Summary

Denne studien etablerte en protokoll med fokus på teknisk forfining av en musemodell av bilateral renal iskemi-reperfusjon for akutt nyreskadeforskning.

Abstract

Hjertestans utgjør en stor folkehelsebelastning. Akutt nyreskade (AKI) er en uheldig markør hos overlevende etter retur av spontan sirkulasjon (ROSC) etter vellykket hjerte-lunge-redning. Omvendt er gjenoppretting av nyrefunksjon fra AKI en prediktor for gunstige nevrologiske utfall og sykehusutslipp. Imidlertid mangler en effektiv intervensjon for å forhindre nyreskade forårsaket av hjertestans etter ROSC, noe som tyder på at ytterligere terapeutiske strategier er nødvendige. Renal hypoperfusjon og reperfusjon er to patofysiologiske mekanismer som forårsaker AKI etter hjertestans. Dyremodeller av iskemi-reperfusjonsindusert AKI (IR-AKI) av begge nyrer er sammenlignbare med pasienter med AKI som følger ROSC i en klinisk setting. IR-AKI av begge nyrer er imidlertid teknisk utfordrende å analysere fordi modellen er assosiert med høy dødelighet og stor variasjon i nyreskade, noe som kan påvirke analysen. Lette mus ble valgt, plassert under generell anestesi med isofluran, utsatt for kirurgi med en dorsolateral tilnærming, og kroppstemperaturen opprettholdt under drift, og reduserte dermed vevskader og etablerte en reproduserbar akutt renal IR-AKI forskningsprotokoll.

Introduction

Hjertestans forekommer mer enn 80.000 ganger årlig i USA ^1,2. Dødeligheten av hjertestans er ekstremt høy 3,4,5,6. AKI er en viktig risikofaktor forbundet med høy dødelighet og dårlige nevrologiske utfall hos pasienter med hjertestans etter ROSC 7,8,9,10,11,12,13. Gjenoppretting fra AKI er en god prediktor for gunstige nevrologiske utfall og utskrivning fra sykehuset^14,15,16. Imidlertid mangler effektive terapier for IR-AKI fortsatt 15,16,17,18,19. Ytterligere terapeutiske strategier er nødvendig for å forbedre de kliniske resultatene av sykdommen ytterligere.

IR-AKI med bilateral renal iskemi tilnærming er en av dyremodellene som brukes til AKI-forskning 20,21,22,23,24,25,26. Renale IR-AKI dyremodeller er mindre kompliserte enn en helkropps IR-skademodell for studier av AKI hos pasienter med plutselig hjertestans etter ROSC 6,27,28,29,30. Dette innebærer at konsistente resultater fra en renal IR-AKI dyremodell er lettere å oppnå på grunn av tilstedeværelsen av færre forstyrrende faktorer i eksperimenter. Videre involverer renale IR-AKI-protokoller vanligvis en ensidig eller bilateral renal pedicle okklusjon. Betingelser i forsøk på bilateral renal IR-AKI er sammenlignbare med kliniske tilstander for AKI etter ROSC hos pasienter med plutselig hjertestans etter vellykket hjerte-lunge-redning. Selv om de patologiske egenskapene til nyrene i begge modellene gjenspeiler de patologiske egenskapene til human nyre-IR-skade 31,32,33, er en bilateral renal iskemi-tilnærming mer relevant for AKI under menneskelige patologiske forhold, som hjertesvikt^, vasokonstriksjon og septisk sjokk ³⁵. Bilaterale renale IR-AKI dyremodeller er egnet for studier som fokuserer på nyre-IR-skader ved hjertestans etter ROSC.

Bilaterale renale IR-AKI-modeller er forbundet med tekniske vanskeligheter, eksperimentell kompleksitet og lang operasjonsvarighet 23,26,32,33,35,36. For å overvinne disse tekniske vanskelighetene etablerte denne studien en pålitelig bilateral IR-AKI-forskningsprotokoll hos mus ved å gjøre noen tekniske modifikasjoner. Den foreslåtte protokollen resulterte i færre kirurgiske komplikasjoner, mindre vevskader og lavere sannsynlighet for dødelighet under operasjonen. Derfor kan den brukes til å undersøke de patofysiologiske prosessene til AKI etter ROSC for å utvikle nye terapeutiske strategier mot renal hypoperfusjon og reperfusjonsskade^37,38,39.

Protocol

Alle dyreforsøk ble utført i samsvar med Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, utgitt av US National Institutes of Health (NIH publikasjon nr. 85-23, revidert 1996). Studieprotokollen ble godkjent av og i samsvar med retningslinjene fra Institutional Animal Care and Use Committee ved Fu-Jen katolske universitet. Se materialfortegnelsen for detaljer om alle materialer og instrumenter som brukes i denne protokollen. 1. Forbereder musene …

Representative Results

Kvaliteten på den bilaterale renale IR-AKI-kirurgien bør vurderes før videre mikroskopisk eller molekylær analyse. Under kirurgi bør renal iskemi bekreftes ved å se om nyren har skiftet farge fra rosa til mørkerød kort tid etter at nyrepedikelen er klemt fast med en mikrovaskulær klips (figur 1). Etter operasjonen kan nyreskade forårsaket av IR-AKI-kirurgi valideres ytterligere med noen få mikroliter serum gjennom submandibulær blodansamling for biokjemisk analyse der resultatene…

Discussion

Den foreslåtte bilaterale IR-AKI-protokollen er egnet for å undersøke mekanismen for hypoperfusjon og reperfusjonsskade i begge nyrer. Protokollen antyder at lette mus, generell anestesi med isofluran og en dorsolateral tilnærming til operasjonen og vedlikehold av kroppstemperatur under operasjonen reduserer de tilknyttede tekniske vanskelighetene, forkorter operasjonens varighet og øker konsistensen av prosedyren for akutt bilateral renal IR-AKI-forskning.

Tekniske problemer påvirker al…

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