5/6th nefrectomia in combinazione con dieta di sale e di ossido nitrico sintasi Inibizione di indurre la malattia renale cronica nel ratto Lewis
Summary
Un metodo a due stadi per stabilire malattia renale cronica (CKD) nel ratto Lewis rimuovere chirurgicamente 5/6th di massa renale è descritta. Combinazione della procedura chirurgica, NOS-inibizione e di una dieta ad alto contenuto di sale porta a un modello simile CKD umano, permettendo lo studio di meccanismi e di sviluppo di nuovi interventi terapeutici causali.
Abstract
Malattia renale cronica (CKD) è un problema globale. Rallentare la progressione della malattia renale cronica è una delle principali priorità di salute. Dal CKD è caratterizzata da alterazioni complesse di omeostasi, modelli animali integrativi sono necessari per studiare lo sviluppo e la progressione della malattia renale cronica. Per studiare lo sviluppo di interventi terapeutici CKD e romanzo in CKD, si usa il modello ablazione nefrectomia 5/6th, un modello sperimentale ben noto di malattia renale progressiva, simile a molti aspetti della CKD umana. La riduzione lorda in massa renale provoca progressiva glomerulare e lesioni tubulo-interstiziale, perdita di nefroni residue e lo sviluppo di ipertensione sistemica e glomerulare. Esso è anche associato con progressiva perdita intrarenale capillare, infiammazione e glomerulosclerosi. Fattori di rischio per CKD invariabilmente impatto sulla funzione endoteliale. Per simulare questo, uniamo la rimozione di 5/6th di massa renale con l'ossido nitrico (NO), l'esaurimento e una dieta ricca di sale. Dopo l'arrivo e acclimatazione, animali riCeive un inibitore della NO sintasi (NG-nitro-L-arginina) (L-NNA) addizionato all'acqua potabile (20 mg / L) per un periodo di 4 settimane, seguite da destra uninephrectomy lati. Una settimana più tardi, una nefrectomia totale parziale (SNX) viene eseguita sul lato sinistro. Dopo SNX, sono ammessi animali di recuperare per due giorni seguiti da LNNA in acqua potabile (20 mg / L) per un ulteriore periodo di 4 settimane. Una dieta ricca di sale (6%), integrati in terra chow (vedi linea del tempo figura 1), è proseguito per tutto l'esperimento. Progressione dell'insufficienza renale è seguita nel tempo misurando plasma urea, la pressione sanguigna sistolica e proteinuria. Con sei settimane dopo SNX, insufficienza renale si è sviluppata. La funzione renale è misurata con inulina 'gold standard' e l'acido ippurico para-amino (PAH), la tecnologia di liquidazione. Questo modello di CKD è caratterizzata da una riduzione della velocità di filtrazione glomerulare (GFR) e del flusso plasmatico renale (ERPF), ipertensione (pressione sistolica> 150 mmHg), proteinuria (> 50 mg/24 ore) E uremia lieve (> 10 mm). Caratteristiche istologiche comprendono danno tubulo-interstiziale riflessa da infiammazione, atrofia tubulare e fibrosi e glomerulosclerosi focale che porta alla massiccia riduzione dei glomeruli sani nella popolazione residuo (<10%). Il follow-up fino a 12 settimane dopo SNX mostra ulteriore progressione della malattia renale cronica.
Introduction
A causa della sua natura progressiva, conseguente fine malattia renale stadio, e associati morbilità e mortalità cardiovascolare, insufficienza renale cronica è un crescente problema di salute pubblica 1. Rallentare la progressione della malattia renale cronica è quindi una priorità di sanità. Dal CKD è caratterizzata da alterazioni complesse di omeostasi, modelli animali integrativi sono necessari per studiare lo sviluppo e la progressione della malattia renale cronica. Il rene costituito da una vasta gamma di tipi cellulari che interagiscono tra di loro. Questa complessità non può essere imitato in vitro.
Per studiare nuovi interventi terapeutici in CKD, si usa il modello 5/6th nefrectomia ablazione, un modello sperimentale noto di malattia renale progressiva, simile ad alcuni aspetti della CKD umana 2,3. La riduzione lorda in massa renale provoca progressiva glomerulare e lesioni tubulo-interstiziale, perdita di nefroni residue e lo sviluppo di ipertensione sistemica e glomerulare. Si è associato con progressive perdita capillare intrarenale 4, l'infiammazione e la glomerulosclerosi. Fattori di rischio per CKD invariabilmente impatto sulla funzione endoteliale 5. Abbiamo utilizzato un ceppo di ratto (Lewis) che è relativamente resistente a sviluppo di CKD e quindi abbiamo combinato rimozione di 5/6th di massa renale con l'ossido nitrico (NO) esaurimento 6, 7, 8 e una dieta ricca di sale 9. Dopo l'arrivo e acclimatazione, gli animali ricevono un inibitore della NO sintetasi (L-NNA) integrato per l'acqua potabile (20 mg / L) per un periodo di 4 settimane, seguito da uninephrectomy lati destro (UNX) con la continuazione di L-NNA dopo due giorni . Una settimana più tardi, totale parziale nefrectomia (SNX) ossia la rimozione di 2/3rds di massa renale è eseguita sul lato sinistro. Dopo SNX, animali viene permesso di recuperare per 2 giorni, seguiti nuovamente da 20 mg / L LNNA in acqua potabile per un periodo di 4 settimane. Una dieta ricca di sale (6%), integrati in terra chow (vedi linea del tempo figura 1), è proseguito per tutto l'esperimento. Tha motivo di eseguire la UNX sul lato destro e il SNX sul lato sinistro è che i vasi renali sono più lunghi sul lato sinistro, che rende più facile l'accesso al rene senza allungare i vasi troppo quando il rene è esposto all'esterno del corpo . In letteratura sono descritti i modelli in cui i poli del rene sinistro vengono rimossi prima, seguita dalla UNX del rene destro una settimana dopo 10,11,12. Nelle nostre mani questo modello ha mostrato uno sviluppo molto più rapido di insufficienza renale, ma anche una variazione molto più grande nella perdita della funzione renale. Progressione dell'insufficienza renale è seguita nel tempo misurando plasma urea, la pressione sanguigna sistolica e proteinuria. Con sei settimane dopo SNX, insufficienza renale si è sviluppata, caratterizzata da marcata riduzione della velocità di filtrazione glomerulare (69%) e del flusso plasmatico renale (62%) 13 l'ipertensione (pressione sistolica> 150 mmHg), proteinuria (> 50 mg/24 hr) e mite uremia (> 10 mm). Caratteristiche istologiche comprendono Tubuldanni o-interstiziale riflessa da infiammazione, atrofia tubulare e fibrosi e glomerulosclerosi focale che porta alla massiccia riduzione dei glomeruli sani nella popolazione residuo (<10%). Il follow-up fino a 12 settimane dopo SNX mostra ulteriore progressione della malattia renale cronica, fornendo una finestra di opportunità per la valutazione degli interventi terapeutici.
Protocol
Representative Results
Discussion
La rimozione chirurgica di 5/6th di massa renale nel ratto Lewis, in combinazione con una dieta ad alto contenuto di sale e NOS temporanea inibizione porta ad un modello di CKD che assomiglia CKD umana e permette lo studio dei meccanismi causali e l'efficacia degli interventi terapeutici in CKD.
Il modello di nefrectomia 5/6th è un modello ben noto e ampiamente descritto per la CKD. Tuttavia, la semplice rimozione 5/6th di massa renale non porta a insufficienza renale immediato in tutti…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo Krista den Ouden per l'eccellente assistenza tecnica. Questa tecnica è stata sostenuta finanziariamente dalla Fondazione olandese del rene, concessione C06.2174. MCV è sostenuta dalla organizzazione olandese per la ricerca scientifica (NWO) Vidi-sovvenzione 016.096.359.
Materials
| Reagent | |||
| L-NNA | Sigma-aldrich | N5501 | |
| Spongostan dental: gel foam pads 1x1x1 cm | Johnson&Johnson | Ms0005 | |
| Ethicon Vicryl FS-2S naald 4/0 V392H p/36 | Ethicon | V303H | |
| Ethicon Vicryl RB-1+ naald 5/0 V303H p/36 | Ethicon | V392H | |
| Buprenorphine (0.3 mg/ml) | Via local pharmacist ordered by Reckitt Benckiser pharmaceuticals | unknown | |
| Equipment | |||
| Student Tissue Forceps – 1×2 Teeth 12 cm | Fine Science Tools (FST) | 91121-12 | |
| Student Standard Pattern Forceps | FST | 91100-12 | |
| Mayo Scissors | FST | 14010-15 | |
| 2X Semken Forceps | FST | 11008-13 | |
| Student Iris Scissors | FST | 91460-11 | |
| Olsen-Hegar Needle Holder | FST | 12002-14 |
References
- AS, G. o., Chertow, G. M., Fan, D., McCulloch, C. E., Hsu, C. Y. Chronic kidney disease and the risks of death, cardiovascular events, and hospitalization. N. Engl. J. Med. 351 (13), 1296-1305 (2004).
- Fleck, C., Appenroth, D., et al. Suitability of 5/6 nephrectomy (5/6NX) for the induction of interstitial renal fibrosis in rats–influence of sex, strain, and surgical procedure. Exp. Toxicol. Pathol. 57 (3), 195-205 (2006).
- Griffin, K. A., Picken, M. M., Churchill, M., Churchill, P., Bidani, A. K. Functional and structural correlates of glomerulosclerosis after renal mass reduction in the rat. J. Am. Soc. Nephrol. 11 (3), 497-506 (2000).
- Kang, D. H., Kanellis, J., et al. Role of the microvascular endothelium in progressive renal disease. J. Am. Soc. Nephrol. 13 (3), 806-816 (2002).
- Baylis, C. Nitric oxide synthase derangements and hypertension in kidney disease. Curr. Opin. Nephrol. Hypertens. 21 (1), 1-6 (2012).
- Bongartz, L. G., Braam, B., et al. Transient nitric oxide reduction induces permanent cardiac systolic dysfunction and worsens kidney damage in rats with chronic kidney disease. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 298 (3), 815-823 (2010).
- Fujihara, C. K., De N, G., Zatz, R. Chronic nitric oxide synthase inhibition aggravates glomerular injury in rats with subtotal nephrectomy. J. Am. Soc. Nephrol. 5 (7), 1498-1507 (1995).
- Fujihara, C. K., Sena, C. R., Malheiros, D. M., Mattar, A. L., Zatz, R. Short-term nitric oxide inhibition induces progressive nephropathy after regression of initial renal injury. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 290 (3), F632-F640 (2006).
- Dikow, R., Kihm, L. P., et al. Increased infarct size in uremic rats: reduced ischemia tolerance?. J. Am. Soc. Nephrol. 15 (6), 1530-1536 (2004).
- Elrashidy, R. A., Asker, M. E., Mohamed, H. E. Pioglitazone attenuates cardiac fibrosis and hypertrophy in a rat model of diabetic nephropathy. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther. 17 (3), 324-333 (2012).
- Haylor, J., Schroeder, J., et al. Skin gadolinium following use of MR contrast agents in a rat model of nephrogenic systemic fibrosis. Radiology. 263 (1), 107-116 (2012).
- Moriguchi, Y., Yogo, K., et al. Left ventricular hypertrophy is associated with inflammation in sodium loaded subtotal nephrectomized rats. Biomed. Res. 32 (2), 83-90 (2011).
- van Koppen, A., Joles, J. A., et al. Healthy bone marrow cells reduce progression of kidney failure better than CKD bone marrow cells in rats with established chronic kidney disease. Cell Transplant. , (2012).
- Baylis, C., Corman, B. The aging kidney: insights from experimental studies. J. Am. Soc. Nephrol. 9 (4), 699-709 (1998).
- Szabo, A. J., Muller, V., Chen, G. F., Samsell, L. J., Erdely, A., Baylis, C. Nephron number determines susceptibility to renal mass reduction-induced CKD in Lewis and Fisher 344 rats: implications for development of experimentally induced chronic allograft nephropathy. Nephrol. Dial Transplant. 23 (8), 2492-2495 (2008).
- Darling, I. M., Morris, M. E. Evaluation of “true” creatinine clearance in rats reveals extensive renal secretion. Pharm. Res. 8 (10), 1318-1322 (1991).
- Levey, A. S. Measurement of renal function in chronic renal disease. Kidney Int. 38 (1), 167-184 (1990).
- Myers, G. L., Miller, W. G., et al. Recommendations for improving serum creatinine measurement: a report from the Laboratory Working Group of the National Kidney Disease Education Program. Clin. Chem. 52 (1), 5-18 (2006).
- Hostetter, T. H., Meyer, T. W. The development of clearance methods for measurement of glomerular filtration and tubular reabsorption. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 287 (5), F868-F870 (2004).
- Koeners, M. P., Racasan, S., Koomans, H. A., Joles, J. A., Braam, B. Nitric oxide, superoxide and renal blood flow autoregulation in SHR after perinatal L-arginine and antioxidants. Acta. Physiol. (Oxf). 190 (4), 329-338 (2007).
- van den Brandt, J., Wang, D., Kwon, S. H., Heinkelein, M., Reichardt, H. M. Lentivirally generated eGFP-transgenic rats allow efficient cell tracking in vivo. Genesis. 39 (2), 94-99 (2004).
- Kreutz, R., Kovacevic, L., Schulz, A., Rothermund, L., Ketteler, M., Paul, M. Effect of high NaCl diet on spontaneous hypertension in a genetic rat model with reduced nephron number. J. Hypertens. 18 (6), 777-782 (2000).
- Liu, Z. C., Chow, K. M., Chang, T. M. Evaluation of two protocols of uremic rat model: partial nephrectomy and. 25 (6), 935-943 (2003).
- Griffin, K. A., Picken, M., Bidani, A. K. Method of renal mass reduction is a critical modulator of subsequent hypertension and glomerular injury. J. Am. Soc. Nephrol. 4 (12), 2023-2031 (1994).
- Meyer, F., Ioshii, S. O., et al. Laparoscopic partial nephrectomy in rats. Acta. Cir. Bras. 22 (2), 152-156 (2007).
