Summary

腎臓虚血再灌流障害:障害のマウスモデルおよび再生

Published: June 07, 2014
doi:

Summary

The mouse model of renal ischaemia reperfusion injury described here comprises of a right nephrectomy that provides control tissue and clamping of the left renal pedicle to induce ischaemia that results in acute kidney injury. This model uses a midline laparotomy approach with all steps performed via one incision.

Abstract

腎臓虚血再灌流障害(IRI)は、患者の急性腎臓損傷(AKI)の一般的な原因であり、腎臓の血流の閉塞は、腎移植の際に避けられない。正確かつ再現性腎IRIを再現実験モデルは、AKIの病態生理及び新規治療薬の開発の分析において重要である。ここで紹介するには、再現可能な、AKI、その結果、腎IRIのマウスモデルである。これは、左腎臓の虚血を誘発する左腎椎弓のコントロール組織とクランプを提供して右腎摘出術の両方を許可する1切開で手術のための正中開腹アプローチによって達成される。虚血期間中のクランプ位置及び体温を注意深く監視することによって、このモデルは、再現性の機能的および構造的損傷を達成する。マウスは、血清または血漿クレアチニン値の上昇だけでなくて、腎機能の喪失を実証手術後24時間を犠牲に構造明らか急性尿細管壊死とtural腎臓損傷。腎機能は改善し、急性組織損傷は、このモデルは、腎臓再生を研究するために使用することができるように、腎臓IRI次の7日間の過程の間に解決されます。腎臓IRIのこのモデルは、分子·細胞AKIの病態だけでなく、その後の腎再生の分析を研究するために利用されている。

Introduction

虚血再灌流障害(IRI)は、腎臓、心臓や脳を含む複数臓器傷害の一般的なモードです。腎臓IRIが患者の急性腎障害(AKI)につながる可能性や特定の治療法はありません。 IRIの結果、AKIは自然免疫と獲得免疫応答の1の両方を含む複雑な病因を持っています。腎臓IRIの実験モデルは、AKIの病因と同様に、その後の日にわたって続いて起こるその後の腎再生に関与する重要な細胞やメディエーターを解剖する可能性を提供しています。さらに、疾患プロセスの際に新規な治療剤の効果を評価することができる。

腎臓IRIの実験モデルの全体的な目標は、ここで説明し、急性機能的および構造的腎障害を誘発することがある。一部の研究者は、両側IRI 2の誘導を伴うモデルを利用している。両側腎IRIモデルは、使い一方的RENですが、らIRIモデルは、手術時に実施されて右腎摘出術の利点を有する。右腎摘出組織は、そのいずれか又は誘導する遺伝子またはタンパク質の発現を抑制する前処理工程を含む研究における貴重な対照組織として機能する。例えば、我々はヘムアルギン酸(HA)24時間の腎臓IRI 3前の注射の前処理効果を評価するためにこのモデルを使用している。 IRIの前にHAによって細胞保護酵素ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)の成功した誘導は、右腎摘出コントロール組織4で確認された。 HAは、HO-1依存性機構を介して部分的には、老齢マウスでは腎臓IRIを減少させた。同様に、我々は、腎臓IRI 5におけるマクロファージの役割を調べるためにマクロファージ枯渇研究においてモデルを使用している。右腎摘出組織の免疫組織化学的分析は、アブレーションの方法の有効性を確認するために使用することができる。右腎摘出組織は、そのための確認の両方に使用し、私のレベルを定量化することができますnductionまたは個々の実験動物における目的の分子の阻害。このモデルは、前の腎臓IRIの誘導遺伝子またはタンパク質などの発現を調節する薬物または他の化合物を使用している研究者にとって興味深いであろう。

他の研究は、腎臓へのアクセスにフランク切開を使用している。ここで説明するモデルは、右腎摘出術の両方を実行し、左腎臓の虚血再灌流を誘導するために、単一の正中腹部の手術を使用しています。この外科的アプローチは、腎茎クランプに続く腎茎や色の変更など、術野の優れた可視化を提供します。モデル4-6と当方の経験では、マウスはすぐにほぼ100%の生存率は手術から回復ことを示しています。

最後に、7日間にわたってモデルの動力学的分析は、このモデルは腎機能および管状の整合性の両方の回復を呈することを示す、と重要な管状の細胞増殖。

Protocol

注:動物実験は動物(科学的処置)法1986によって課せられたガイドラインおよび規制に準拠して実施された手続きは、滅菌(オートクレーブ処理)手術器具や消耗品を使用して行われた。最適な年齢た状態で、15週 – 腎臓IRIのマウスモデルがここに提示されている間は、8週齢の雄、それが再現可能通常は7歳までの男女どちらかのマウス系統のさまざまな実行することができますBALB / cマウス…

Representative Results

細管障害および回復は、腎臓IRI後の組織切片のH&E又はPAS染色により評価することができる。 OSOM内にある細管は、細胞の形態、整合性と核の数( 図1)によると、健康的な怪我、壊死または回復に分類される。このモデルでは機能的および構造的損傷は虚血の持続期間に依存している。虚血の持続時間が( 図2)の 2分ずつ増加されるように、血漿クレアチニンおよ?…

Discussion

腎臓IRIが使用可能な特定の治療とAKIの重要な原因である。腎臓IRIの実験的研究は、マクロファージ、樹状細胞、リンパ球、制御性T細胞だけでなく、他の細胞および急性損傷と位相5,8癒しの両方の誘導におけるメディエーターの役割を示す以前の研究で非常に有益でした– 16。また、実験的腎IRIは、様々な治療薬4,17-19の効果を評価するために使用されている。

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Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The present study was supported by grants from Kidney Research UK (ST4/2011), the Cunningham Trust (CT11/14) and the Mrs EA Hogg’s Charitable Trust.

Materials

Name of Material/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Tissue scissors Fine Science Tools 14072 – 10
Micro-Adson forceps (Rat toothed) Fine Science Tools 11019 – 12
S&T JFA-5bTC Forceps – SuperGrip Angled Fine Science Tools 00649-11
Colibri retractor Fine Science Tools 17000 – 04
Micro clip applicator Fine Science Tools 18057-14
Micro serrafines  Fine Science Tools 18055-04
Olsen-Hegar needle holder Fine Science Tools 12002 – 12
Hemoclip Plus Ligating Clips Small Weck 533837
Autoclip Wound Clip System, 9mm Harvard Apparatus PY2 52-3748
Silk Black Braided Suture, Size 6-0 Harvard Apparatus 723288
Standard Heat Matt
Homeothermic Blanket & Control Unit Harvard Apparatus
Lacri-Lube Allergan
Vetasept Chlorhexidine   AnimalCare
Vetalar : Ketamine hydrochloride 100mg/ml solution
Domitor : medetomidine hydrochloride  1mg/ml
Vetergesic : Buprenorphine hydrochloride  0.3mg/ml
Antisedan : Atipamezole hydrochoride 5mg/ml

References

  1. Kinsey, G. R., Li, L., Okusa, M. D. Inflammation in acute kidney injury. Nephron Exp Nephrol. 109, (2008).
  2. Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: technical notes and tricks. Am J Physiol Renal Physiol. 303, (2012).
  3. Ferenbach, D. A., Kluth, D. C., Hughes, J. Hemeoxygenase-1 and renal ischaemia-reperfusion injury. Nephron Exp Nephrol. 115, (2010).
  4. Ferenbach, D. A., et al. The induction of macrophage hemeoxygenase-1 is protective during acute kidney injury in aging mice. Kidney Int. 79, 966-976 (2011).
  5. Ferenbach, D. A., et al. Macrophage/monocyte depletion by clodronate, but not diphtheria toxin, improves renal ischemia/reperfusion injury in mice. Kidney Int. 82, 928-933 (2012).
  6. Ferenbach, D. A., et al. Macrophages expressing heme oxygenase-1 improve renal function in ischemia/reperfusion injury. Mol Ther. 18, 1706-1713 (2010).
  7. Keppler, A., et al. Plasma creatinine determination in mice and rats: an enzymatic method compares favorably with a high-performance liquid chromatography assay. Kidney Int. 71, 74-78 (2007).
  8. Vinuesa, E., et al. Macrophage involvement in the kidney repair phase after ischaemia/reperfusion injury. J Pathol. 214, 104-113 (2008).
  9. Friedewald, J. J., Rabb, H. Inflammatory cells in ischemic acute renal failure. Kidney Int. 66, 486-491 (2004).
  10. Gandolfo, M. T., et al. Foxp3+ regulatory T cells participate in repair of ischemic acute kidney injury. Kidney Int. 76, 717-729 (2009).
  11. Burne, M. J., et al. Identification of the CD4+ T cell as a major pathogenic factor in ischemic acute renal failure. J Clin Invest. , 1283-1290 (2001).
  12. Burne-Taney, M. J., et al. B cell deficiency confers protection from renal ischemia reperfusion injury. J Immunol. 171, 3210-3215 (2003).
  13. Kinsey, G. R., et al. Regulatory T cells suppress innate immunity in kidney ischemia-reperfusion injury. J Am Soc Nephrol. 20, 1744-1753 (2009).
  14. Li, L., Okusa, M. D. Macrophages, dendritic cells, and kidney ischemia-reperfusion injury. Semin Nephrol. 30, 268-277 (2010).
  15. Lin, S. L., et al. Macrophage Wnt7b is critical for kidney repair and regeneration. Proc Natl Acad Sci U S A. 107, 4194-4199 (2010).
  16. Lee, S., et al. Distinct macrophage phenotypes contribute to kidney injury and repair. J Am Soc Nephrol. 22, 317-326 (2011).
  17. Kumar, S., et al. Dexamethasone ameliorates renal ischemia-reperfusion injury. J Am Soc Nephrol. 20, 2412-2425 (2009).
  18. Sharples, E. J., et al. Erythropoietin protects the kidney against the injury and dysfunction caused by ischemia-reperfusion. J Am Soc Nephrol. 15, 2115-2124 (2004).
  19. Gueler, F., et al. Statins attenuate ischemia-reperfusion injury by inducing heme oxygenase-1 in infiltrating macrophages. Am J Pathol. 170, 1192-1199 (2007).
  20. Delbridge, M. S., Shrestha, B. M., Raftery, A. T., ElNahas, A. M., Haylor, J. L. The effect of body temperature in a rat model of renal ischemia-reperfusion injury. Transplant Proc. 39, 2983-2985 (2007).
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Hesketh, E. E., Czopek, A., Clay, M., Borthwick, G., Ferenbach, D., Kluth, D., Hughes, J. Renal Ischaemia Reperfusion Injury: A Mouse Model of Injury and Regeneration. J. Vis. Exp. (88), e51816, doi:10.3791/51816 (2014).

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