Abstract
Kronisk nyresykdom (CKD) er et globalt problem. Bremse CKD progresjon er en stor helse prioritet. Siden CKD er karakterisert ved komplekse derangements av homeostase, integrerende dyremodeller er nødvendig å studere utvikling og progresjon av CKD. Å studere utviklingen av CKD og romanen terapeutiske intervensjoner i CKD, bruker vi 5/6th nephrectomy ablasjon modell, en velkjent eksperimentell modell av progressiv nyresykdom, likner flere aspekter av menneskelig CKD. Brutto reduksjon i renal mass forårsaker progressive glomerulær og tubulointerstitiell skade, tap av rest nefroner og utvikling av systemisk og glomerulær hypertensjon. Det er også forbundet med progressiv intrarenal kapillær tap, betennelse og glomerulosclerosis. Risikofaktorer for CKD alltid innvirkning på endotelfunksjon. Å etterligne dette, kombinerer vi fjerning av 5/6th av renal mass med nitrogenoksid (NO) reduksjon og en høy salt diett. Etter ankomst og akklimatisering, dyr reetterlønn en NO syntase inhibitor (NG-nitro-L-arginin) (L-NNA) supplementert med drikkevann (20 mg / l) i en periode på 4 uker, etterfulgt av høyresidig uninephrectomy. En uke senere, er en delsum nephrectomy (snx) utføres på venstre side. Etter snx, er dyr tillatt å komme seg i to dager, deretter LNNA i drikkevann (20 mg / l) for en ytterligere periode på 4 uker. En høy salt diett (6%), supplert i bakken Chow (se tidslinje figur 1), blir fortsatt gjennom hele forsøket. Progresjon av nyresvikt er fulgt over tid ved å måle plasma urea, systolisk blodtrykk og proteinuri. Av seks uker etter snx, har nyresvikt utvikles. Nyrefunksjonen er målt ved hjelp av "gullstandard" inulin og para-amino hippursyre (PAH) clearance teknologi. Denne modellen av CKD er preget av en reduksjon i glomerulær filtrasjonshastighet (GFR) og effektiv renal plasma flow (ERPF), hypertensjon (systolisk blodtrykk> 150 mmHg), proteinuri (> 50 mg/24 timer) Og mild uremi (> 10 mM). Histologiske funksjoner inkluderer tubulointerstitiell skade reflekteres av betennelse, tubulær atrofi og fibrose og focal glomerulosclerosis fører til massiv reduksjon av sunne glomeruli innenfor rest befolkningen (<10%). Oppfølging inntil 12 uker etter snx viser videre progresjon av CKD.
Introduction
På grunn av sin progressive natur, påfølgende sluttstadiet nyresykdom, og tilhørende kardiovaskulær sykelighet og dødelighet, er CKD et økende folkehelseproblem en. Bremse CKD progresjon er derfor en stor helse prioritet. Siden CKD er karakterisert ved komplekse derangements av homeostase, integrerende dyremodeller er nødvendig å studere utvikling og progresjon av CKD. Den nyre består av en lang rekke ulike celletyper som samvirker med hverandre. Denne kompleksiteten kan ikke etterlignet in vitro.
Å studere nye terapeutiske intervensjoner i CKD, bruker vi 5/6th nephrectomy ablasjon modell, en velkjent eksperimentell modell av progressiv nyresykdom, likner flere aspekter av menneskelig CKD 2,3. Brutto reduksjon i renal mass forårsaker progressive glomerulær og tubulointerstitiell skade, tap av rest nefroner og utvikling av systemisk og glomerulær hypertensjon. Det er forbundet med progressiv intrarenal kapillær tap 4, betennelse og glomerulosclerosis. Risikofaktorer for CKD alltid innvirkning på endotelfunksjon fem. Vi brukte en rotte stamme (Lewis) som er relativt motstandsdyktig mot utvikling av CKD og derfor vi kombinerte fjerning av 5/6th av renal mass med nitrogenoksid (NO) uttømming 6, 7, 8 og en høy salt diett 9.. Etter ankomst og akklimatisering, dyrene får en NO syntase inhibitor (L-NNA) supplementert med drikkevann (20 mg / l) i en periode på 4 uker, etterfulgt av høyresidig uninephrectomy (unx) med fortsettelse av L-NNA etter to dager . En uke senere, er delsum nephrectomy (snx) dvs. fjerning av 2/3-deler av renal mass utført på venstre side. Etter snx, er dyr tillatt å komme seg i 2 dager, deretter igjen med 20 mg / L LNNA i drikkevann i en periode på 4 uker. En høy salt diett (6%), supplert i bakken Chow (se tidslinje figur 1), blir fortsatt gjennom hele forsøket. Than grunn til å utføre UNX på høyre side og snx på venstre side er at nyrearterier er lengre på venstre side som gjør det enklere å få tilgang til nyrene uten å strekke skipene for mye når nyrene er eksponert utenfor kroppen . I litteratur, er modeller beskrevet der polene på den venstre nyre blir fjernet først, etterfulgt av unx av høyre nyre en uke senere 10,11,12. I våre hender denne modellen viste en mye raskere utvikling av nyresvikt, men også en mye større variasjon i tap av nyrefunksjonen. Progresjon av nyresvikt er fulgt over tid ved å måle plasma urea, systolisk blodtrykk og proteinuri. Av seks uker etter snx, har nyresvikt utviklet, preget av markant reduksjon i glomerulær filtrasjonshastighet (69%) og effektiv renal plasma flow (62%) 13 hypertensjon (systolisk blodtrykk> 150 mmHg), proteinuri (> 50 mg/24 hr) og mild uremi (> 10 mM). Histologiske funksjoner inkluderer tubulo-interstitielle skader reflekteres av inflammasjon, rørformet atrofi og fibrose og fokal glomerulosklerose fører til massiv reduksjon av sunne glomeruli innenfor den rest populasjonen (<10%). Oppfølging inntil 12 uker etter snx viser videre progresjon av CKD, og gir en mulighet for evaluering av terapeutiske intervensjoner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 - 1x2 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.
