マウスにおける腹膜透析カテーテル留置のための逆行性移植アプローチ
Summary
この記事では、従来の技術で観察された大きな技術的問題を回避するために、マウスモデルに腹膜透析カテーテルを埋め込む手順の変更について説明します。
Abstract
マウスモデルは、腹膜炎症や線維症など、腹膜透析(PD)のさまざまな側面を調べるために使用されます。これらのイベントは、ヒトの腹膜不全を引き起こし、末期腎疾患(ESKD)の患者の管理における深い臨床的意味のために、依然として激しい調査の領域です。PDとそれに関連する合併症の臨床的重要性にもかかわらず、現在の実験的マウスモデルは、モデルの性能を損なう重要な技術的課題に苦しんでいます。これらには、PDカテーテルの移動とねじれが含まれ、通常は早期のカテーテル除去を保証します。これらの制限はまた、研究を完了するためにより多くの動物の必要性を推進します。これらの欠点に対処するために、この研究では、マウスモデルで一般的に観察されるPDカテーテルの合併症を防ぐための技術的改善と外科的ニュアンスを紹介します。さらに、この改変モデルは、リポ多糖注射を用いて腹膜炎症および線維症を誘発することによって検証される。本質的に、この論文はPDの実験モデルを作成するための改良された方法を説明する。
Introduction
末期腎疾患の負担
慢性腎臓病(CKD)は世界的な健康問題です1。現在の推定では、世界中で8億5000万人以上が腎臓病を患っています。腎臓病の有病率は、糖尿病患者(4億2,200万人)のほぼ2倍であり、世界中の癌患者(4,200万人)またはHIV/AIDS(3,670万人)の有病率の20倍以上です2。アメリカ人の約7人に1人がCKDを患っており、1,000人に2人のアメリカ人が腎臓移植または透析サポートを必要とするESKDを患っています3。世界中でESKDの負担が増大していることを考えると、透析技術の最適化は非常に重要です3.
腹膜透析
PDは、米国におけるESKDの治療に著しく十分に活用されていないモダリティです。米国腎データシステム(USRDS)によると、2020年には有病率のPD患者の割合はわずか11%でした4,5。PDは、生活の質の向上、クリニックへの訪問の減少、メディケア支出の減少など、センター内血液透析(HD)に比べていくつかの利点をもたらします6,7。さらに、PDは在宅療法であり、血液透析カテーテルに関連することが多い菌血症や心内膜炎などの重篤な感染症のリスクがはるかに低くなります。さらに、PDは緊急開始プロトコルで迅速に開始することができ、留置血管カテーテル8による透析開始の必要性を減少させる。PDは、小児ESKD集団における透析の好ましい方法と考えられています9。
腹膜透析による腹膜障害
PDは、PD液(透析液)を腹膜に導入することを伴い、その結果、時間の経過とともに腹膜の炎症とリモデリングが起こります。腹膜の炎症は線維症を引き起こし、時間の経過とともに膜の限外ろ過能力が失われる可能性があります。腹膜の保存はPDの重要な課題であり、開業医が最良の臨床実践を利用できるようにするには、さらなる研究が非常に重要です。腹膜感染と炎症、溶質、水輸送動態、および膜不全の病態生理学的メカニズムの理解を深めるのに役立つ、十分に確立されたマウスモデルがあります。それでも、カテーテルの技術的な問題により、これらのモデルが制限されることがよくあります10。
腹膜の変化を分析する
ESKD患者では、透析液は伝統的に、深くて表面的なカフを備えたテンコフカテーテルを介して腹腔に導入されます。患者は、カテーテルの移動、注入の痛み、透析液の排液不良など、カテーテル関連の合併症を経験する可能性があります11、12、13。これらの合併症を最小限に抑えるために、2つの主要なタイプの腹膜カテーテルが人間に導入されており、コイル状またはストレート状です12。PDカテーテルの生存期間を延長するために、従来の2カフカテーテルへの追加のカフを含むいくつかの変更が元のカテーテルに追加されました11。挿入技術は、リソースの可用性や専門知識のレベルなど、生存後に追加されるカテーテルの移動を防ぐことにより、いくつかの要因によって異なります14。
対照的に、腹膜透析のマウスモデルは、ヒト腹膜カテーテルと比較して技術と目的に根本的な違いがあります。たとえば、マウスモデルの腹膜カテーテルは、主に膜の変化を研究するために使用され、双方向ドレナージ機能はあまり意図されていません。現在の技術は、動物の取り扱いのために潜在的なポートの脱落とカテーテルの移動に苦しんでいます。従来のマウスモデルでは、アクセスポートは皮膚に固定されていませんでした。この側面は不安定なアクセスポートを作成し、覚醒している動物が外れ、カテーテルの移動を引き起こす可能性があります。腹膜研究におけるマウスモデルの重要性を考えると、信頼性の高いモデルを生成するための効果的な手術技術を作成することが不可欠です。そこで、PDカテーテル留置の従来モデルの最適化に着手しました。カテーテル自体が腹膜に組織病理学的変化を引き起こすため、動物実験におけるPD溶液の効果に関する結論は、PDカテーテルの文脈で異物として解釈されなければならないことに注意することが重要です15,16,17。
腹膜組織病理学
PD障害は、主に線維症および過剰な血管新生に関連しており、その結果、浸透圧濃度勾配が失われます。さらに、腹膜濾過能力は腹膜炎の影響を受ける可能性があります。さらに、感染性腹膜炎は、腹膜透析から血液透析への透析モダリティの変化の確立された原因です。18.
Protocol
Representative Results
Discussion
PDの3つのマウスモデルが記載されている。これには、腹膜表面の盲目的穿刺、開放永久系、および閉鎖系10が含まれる。腹膜表面の盲目的な穿刺は、腹腔内注射と同様の直接腹膜アクセスを伴うが、透析液の排出は許されない。この方法は盲検化された手順であるため、腹部内臓を傷つける可能性があります。開放永久システムモデルは、透析カテーテルと点滴ポートを体?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、NIH 1R01HL132325およびR21 DK119740-01(VCC)およびAHA心臓腫瘍学SFRN CAT-HDセンター助成金857078(VCCおよびSL)によってサポートされました。
Materials
| 10% heparin | Canada Inc., Boucherville, QC, Canada) | Pharmaceutical product | |
| Buprenorphine 0.3 mg/mL | PAR Pharmaceutical | NDC 42023-179-05 | |
| C57BL/6J mice | The Jackson Lab | IMSR_JAX:000664 | |
| CD31 | Abcam | Ab9498 | |
| Clamp | Fine Science Tools | 13002-10 | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11002-12 | |
| Dumont #5SF Forceps | Fine Science Tools | 11252-00 | |
| Dumont Vessel Cannulation Forceps | Fine Science Tools | 11282-11 | |
| Fine Scissors – Large Loops | Fine Science Tools | 14040-10 | |
| Fisherbrand Animal Ear-Punch | Fisher Scientific | 13-812-201 | |
| Hill Hemostat | Fine Science Tools | 13111-12 | |
| Huber point needle | Access technologies | PG25-500 | Needle for injections |
| Isoflurane, USP | Covetrus | NDC 11695-6777-2 | |
| Lipopolysaccharide from E.coli | SIGMA | L4391 | |
| Microscope | Nikon Eclipse Inverted Microscope | TE2000 | |
| Minute Mouse Port 4French with retention beads and cross holes | Access technologies | MMP-4S-061108A | |
| Posi-Grip Huber point needles 25 G x 1/2´´ | Access technologies | PG25-500 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14079-10 | |
| Vicryl Suture | AD-Surgical | #L-G330R24 |
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