高塩ダイエットとルイスラットにおける慢性腎臓病を誘発するために一酸化窒素合成酵素阻害と組み合わせた5/6thの腎摘出
Summary
外科的腎腫瘤の5/6thを除去することによりルイスラットの慢性腎臓病（CKD）を確立するために二段階法が記載されている。外科手術、NOS阻害および高塩食の組み合わせは、因果メカニズムと新たな治療介入の開発の研究を可能にし、人間のCKDに似たモデルにつながる。
Abstract
慢性腎臓病（CKD）は、グローバルな問題である。 CKDの進行を遅くすることは主要な健康上の優先順位です。 CKDの恒常性の複合撹乱することを特徴とするので、統合的な動物モデルは、CKDの発症および進行を研究するために必要である。 CKDにおけるCKDおよび新規治療的介入の開発を研究するために、我々は人間のCKDのいくつかの側面に似ている、5/6th腎アブレーションモデル、進行性腎疾患のよく知られた実験モデルを使用しています。腎質量の総減少はプログレッシブ糸球体と尿細管間質傷害、残留ネフロンの損失と全身および糸球体高血圧の開発を引き起こす。また、進行性の腎内毛細血管損失、炎症や糸球体硬化症に関連付けられています。の危険因子は、常に内皮機能への影響をCKD。これを模倣するために、私たちは、一酸化窒素（NO）の枯渇と高塩分食を腎腫瘤の5/6thの除去を兼ね備えています。到着と順応した後、動物は、再右サイドuninephrectomy続い4週間の期間のために飲料水（20 mg / Lで）に補充NO合成酵素阻害剤（NG-ニトロ-L-アルギニン）（L-NNA）は、ceiveん。一週間後、小計腎（SNX）は左側に行われます。 SNX後、動物を4週間のさらなる期間の飲料水（20 mg / Lで）でLNNA、続いて二日間回復させる。グランド飼料（タイムライン図1参照）に補充高塩食（6％）は、実験を通して継続される。腎不全の進行は、プラズマ尿素、収縮期血圧およびタンパクを測定することによって、経時的に追跡される。 SNX後6週間で、腎不全が開発しました。腎機能は、 'ゴールドスタンダード'イヌリンおよびパラ – アミノ馬尿酸（PAH）クリアランス技術を用いて測定される。 CKDのこのモデルは、糸球体濾過率（GFR）の減少と有効腎血漿流量（エルプ）、高血圧（収縮期血圧> 150 mmHgで）、タンパク尿（> 50 mg/24時間によって特徴付けられる）と軽度の尿毒症（> 10 mm）である。組織学的特徴は、炎症、管状の萎縮と線維症とレムナント人口（<10％）以内に健康球体の大規模な削減につながる巣状糸球体硬化によって反射された尿細管間質損傷も含まれます。 SNXはCKDのさらなる進行を示した後、12週までフォローアップ。
Introduction
その進歩的な性質、その後の末期腎疾患、および関連する心血管系の罹患率および死亡率のため、CKDは、成長公衆衛生上の問題1です。 CKDの進行を遅くするので、主要な健康上の優先順位です。 CKDの恒常性の複合撹乱することを特徴とするので、統合的な動物モデルは、CKDの発症および進行を研究するために必要である。腎臓は、互いに相互作用の異なる細胞型の広い範囲から構成される。この複雑さは、 インビトロで模倣することができない。
CKDの新たな治療介入を研究するために、我々は人間のCKD 2,3のいくつかの側面に似ている、5/6th腎アブレーションモデル、進行性腎疾患のよく知られた実験モデルを使用しています。腎質量の総減少はプログレッシブ糸球体と尿細管間質傷害、残留ネフロンの損失と全身および糸球体高血圧の開発を引き起こす。これは、プログララマブルに関連付けられてい様格腎内毛細血管損失4、炎症や糸球体硬化症。の危険因子は、常に内皮機能5への影響をCKD。我々は、CKDの開発に比較的抵抗であるため、我々は一酸化窒素（NO）枯渇6、図7、図8及び高塩食9腎腫瘤の5/6thの除去を組み合わせたラット系統（ルイス）を使用した。到着と馴化後、動物は、2日後にL-NNAの継続と右サイドuninephrectomy（UNX）が続いて4週間の期間のために飲料水（20 mg / Lで）に補充NO合成酵素阻害剤（L-NNA）は、受信しません。一週間後、腎質量の3分の2の小計腎摘出術（SNX） すなわち除去は左側に行われます。 SNX後、動物を4週間の期間の飲料水に20 mg / LでLNNA続いて再び2日間回復させる。グランド飼料（タイムライン図1参照）に補充高塩食（6％）は、実験を通して継続される。 T彼は右側にUNXを実行する理由および左側SNXは、腎臓が身体の外部に露出されたとき、腎血管がそれが簡単すぎて血管を伸ばすことなく、腎臓にアクセスできるようになり左側に長いということである。文献で は、モデルは、一週間後10,11,12右腎のUNX続いて、左腎の極を最初に除去されるで説明されています。我々の手では、このモデルは、腎不全のはるかに急速な発展を示したが、さらに腎機能の損失をはるかに大きい変化を示す。腎不全の進行は、プラズマ尿素、収縮期血圧およびタンパクを測定することによって、経時的に追跡される。 SNX後6週間、腎不全は、開発した糸球体濾過率（69％）および有効腎血漿流量の顕著な減少（62％）13高血圧（収縮期血圧> 150 mmHgで）ことを特徴とする、タンパク尿（> 50 mg/24時間）と軽度の尿毒症（> 10 mm）である。組織学的特徴はtubul含める炎症、管状の萎縮と線維症とレムナント人口（<10％）以内に健康球体の大規模な削減につながる巣状糸球体硬化によって反射されたO-間質損傷。フォローアップ12週後までSNXは、治療介入の評価のための機会の窓を提供し、CKDのさらなる進行を示しています。
Protocol
Representative Results
Discussion
高塩食と一時的NOS阻害と組み合わせルイスラットにおける腎腫瘤の5/6thの外科的除去は、人間に似ているCKD CKDのモデルにつながり、CKDにおける治療的介入の因果メカニズムと有効性の研究を可能にします。
5/6thの腎摘出モデルでは、CKDのためのよく知られており、広範囲に記述されたモデルです。しかし、単に腎腫瘤の5/6thを削除すると、すべてのラット系統における即…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
私たちは、彼女の優れた技術支援のためのKristaデンOudenに感謝します。この手法は、財政的にオランダの腎臓財団、助成C06.2174によってサポートされていました。 MCVは、科学研究のためのオランダ組織（NWO）ビディ·助成金016.096.359によってサポートされています。
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).
