一种不可逆与可逆性单侧输尿管梗阻的小鼠模型

摘要

本文介绍了不可逆性单侧输尿管梗阻（UUO）的小鼠模型，以及可逆性UUO模型，后者通过将切断的输尿管与膀胱进行吻合以解除输尿管梗阻。这些模型可用于研究肾脏炎症、瘢痕形成以及组织重塑过程。

摘要

肾脏梗阻可能影响原生肾或移植肾，并导致肾脏损伤和瘢痕形成。本文介绍一种通过单侧输尿管梗阻（UUO）诱导的梗阻性肾病模型，该模型可分为不可逆型（UUO）和可逆型（R-UUO）。在不可逆UUO模型中，输尿管可被持续梗阻不同时间，以诱导逐渐加重的肾炎症及间质纤维化瘢痕。在可逆R-UUO模型中，输尿管梗阻可引起肾积水、肾小管扩张和炎症反应；经过适当时间后，通过手术将先前被切断并梗阻的输尿管与膀胱进行吻合，逆转梗阻，从而实现肾脏完全减压并恢复尿液向膀胱的正常流动。不可逆UUO模型已被用于研究肾脏炎症与瘢痕形成的多个方面，包括疾病发病机制以及潜在抗炎或抗纤维化疗法的评估。更具挑战性的R-UUO模型已被部分研究人员采用，具有重要的科研价值，因其可在去除致伤刺激后，用于研究受损且瘢痕化肾脏中的炎症与免疫过程以及组织重塑。因此，R-UUO模型为研究者提供了探索肾脏炎症消退过程及组织修复关键环节的机会。这些实验模型与人类疾病密切相关，因为临床上患者常表现为肾路梗阻，需进行减压处理，且常遗留显著的肾功能残损，目前尚无有效治疗方法，可能最终发展为终末期肾衰竭。

引言

本文所述实验模型的总体目标是通过单侧输尿管梗阻（UUO）诱导梗阻性肾病，该模型可以是不可逆的（UUO）或可逆的（R-UUO）。文中介绍了一种简单的不可逆UUO模型，即通过缝线结扎或使用结扎夹永久性阻塞左侧输尿管。这会导致输尿管显著扩张，同时伴有肾血流量和肾小球滤过率下降。肾脏组织学显示肾小管扩张以及逐渐加重的间质性肾炎症和纤维化。不可逆UUO是一种有效的研究模型，已被众多研究人员广泛用于肾炎症和纤维化的研究^1-4。尽管不可逆UUO模型需要一定的外科操作技术，但其操作相对简便，常用于探讨间质性肾损伤及其继发纤维化的发病机制。此外，本文还介绍了一种较少使用的可逆性UUO（R-UUO）模型，该模型基于Tapmeier et al.⁵ 最初描述的方法进行了改进。R-UUO模型在研究炎症与免疫过程、细胞与组织再生，以及损伤刺激去除后随之发生的组织重塑方面具有广阔的应用前景。

目前仅有少数研究者采用了更具挑战性的R-UUO模型，其中一些团队所使用的手术技术与本文所述方法显著不同^6,7，但也获得了有趣的结果。在本研究所呈现的R-UUO模型中，通过结扎输尿管以诱导完全性输尿管梗阻，并维持足够长的时间以达到所需的损伤和纤维化程度：本文所述方法中选择了7天的UUO时间。随后解除输尿管梗阻，使肾脏在小鼠被处死并取肾进行分析前，有一段由研究者确定的减压期：本文所述方法中选择了7天的减压时间，但如果研究目标是观察炎症和....

方案

一般指导原则：动物实验均按照《1986年动物（科学实验程序）法案》所规定的指南与法规进行。本实验方案及配套视频方案适用于标准的单侧输尿管梗阻（UUO）模型以及可逆性单侧输尿管梗阻（R-UUO）模型，可在多种小鼠品系上实施。在配套视频中，两种手术均以8周龄雄性C57BL/6小鼠进行。代表性结果部分所展示的数据来自雄性FVB/n小鼠。

注意：本方案及配套视频详细介绍了如何对左侧输尿管进行标准的输尿管梗阻（UUO）及再通后输尿管梗阻（R-UUO）操作，但相同技术也可轻松应用于右侧输尿管。

1. 动物准备与剖腹手术

1. 使用无菌（经高压灭菌）的器械和耗材进行所有操作。
2. 腹腔注射盐酸氯胺酮（70 mg/kg）和盐酸美托咪啶（1 mg/kg）以麻醉小鼠。注意：麻醉状态持续约4小时，无需追加麻醉。
3. 通过反射消失确认麻醉深度 例如， 趾部夹捏
4. 去除切口周围的所有毛发，并使用稀释的氯己定溶液清洁腹部皮肤以备手术。
5. 将小鼠仰卧置于加热的手术垫上，并使用低黏性胶带将其四肢固定在垫上。
6. 在手术过程中，需监测小鼠是否出现因加热手术垫导致的热灼伤迹象。若条件允许，应使用非电热源。
7. 通过皮下注射盐酸丁丙诺啡（0.06 mg/kg）给予镇痛剂，并涂抹眼用润滑剂以防止角膜干燥。
8. ....

结果

输尿管梗阻后，肾脏的外观发生显著变化，随着时间推移，触诊时肾脏变得更为苍白且紧张（图1）。梗阻近端的输尿管及肾盂逐渐扩张。随着梗阻性肾病持续时间的延长，肾脏进行性萎缩，导致肾皮质和髓质明显变薄。当输尿管梗阻解除后，由于血流增加和组织水肿消退，肾脏颜色变深。输尿管和肾盂的扩张逐渐减轻，但可能因长期扩张而仍略有“松弛”（图1）。解除梗阻后的肾脏通常小于对侧肾脏，因为组织萎缩不可避免，但组织丢失的程度取决于梗阻的持续时间。

正常未处理的天然肾脏组织学显示，肾小球周围环绕着致密的肾小管间质，其中许多肾小管具有清晰可见的管腔（图2）。输尿管梗阻后，输尿管和肾盂发生扩张（图1），并伴随肾小管逐渐扩张，这一变化在组织切片的组织学检查中易于观察（图2中箭头所示为扩张的小管）。在此模型中，肾小球外观正常，损伤和瘢痕仅局限于肾小管间质。解除输尿管梗阻后，肾小管的扩张和膨胀逐渐且显著地缓解，但部分小管可能仍保持扩张状态（图2）。

.......

讨论

肾脏梗阻可能影响原生肾或移植肾，导致肾脏损伤和瘢痕形成。R-UUO 模型与人类疾病密切相关，因为患者常因前列腺增生、后尿道瓣膜等原因继发肾路梗阻，需进行减压处理，但患者通常仍遗留显著的肾功能损害，目前尚无有效治疗方法，且可能最终发展为终末期肾病。^8,9 本文详述的模型可用于研究不可逆性 UUO 和 R-UUO。不可逆性 UUO 可用于研究炎症及组织损伤过程，包括各类白细胞及其介质的作用^1-3,10；而 R-UUO 模型的研究则使科研人员能够探索肾损伤的恢复过程及相关的组织重塑机制。^6,7,11-15

其他研究者曾采用不同的方法来诱导和逆转输尿管梗阻。在R-UUO模型的首次描述中，通过侧腹切口，使用无创性微血管夹夹闭雄性C57BL/6小鼠的左输尿管⁶。夹闭10天后移除夹子，并在之后长达6周的不同时间点对减压后的肾脏进行研究。该研究对逆转后的肾脏及对照侧对侧肾脏进行了功能性生理学检测，以评估每侧肾脏的肾血流量和肾小球滤过率。其他研究者也曾在6-8周龄的C57BL/6小鼠^12,13

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
钝头解剖剪	Fine Science Tools	14072-10
弹簧剪 – 直头	Fine Science Tools	15000-10
有齿镊	Fine Science Tools	11021-12
弯头镊 × 2	Fine Science Tools	00649-11
直头镊	Fine Science Tools	00632-11
Colibri 3 cm 金属丝牵开器	Fine Science Tools	17000-03
带锁扣的 Castroviejo 持针器	Fine Science Tools	12565-14
伤口夹施加器	Fine Science Tools	12031-07
7 mm 伤口夹	Fine Science Tools	12032-07
带锁扣的 Castroviejo 微型持针器	Fine Science Tools	12060-01
OPMI pico 显微镜	Carl Zeiss	S100
电子加热垫	Cozee Comfort	n/a
6/0 编织丝线缝合线	Harvard Apparatus	72-3287
9/0 Dafilon（聚酰胺）缝合线	B-Braun	G1111434
5/0 编织丝线缝合线	Harvard Apparatus	51-7680
普通斜面针头，1 英寸，21G	Becton, Dickinson and Company	305175
1 ml 滑动接头注射器	Becton, Dickinson and Company	300184
Wypall 纸质棉签	Kimberley-Clark	L40	已灭菌（高压灭菌）
棉签	Johnson and Johnson	n/a	已灭菌（高压灭菌）
普通手术巾	Guardian	CB03	已灭菌（高压灭菌）
软壁硅胶橡胶管			硅胶管 — 内径 1.0 mm；外径 2.0 mm；壁厚 0.6 mm
（Lacri-Lube）白色软石蜡 57.3%，矿物油 42.5%，羊毛脂醇 0.2%	Allergan Ltd	21956GB10X
（Videne）聚维酮碘 10%	Ecolab Ltd	PL 04509/0041
（Vetalar V）盐酸氯胺酮	Pfizer Animal Health	Vm 42058/4165	100 mg/ml 溶液
（Domitor）盐酸美托咪啶	Orion Pharma	Vm 06043/4003	1 mg/ml
（Vetergesic）盐酸丁丙诺啡	Alsto Animal Health	Vm 00063/4002	0.3 mg/ml
（Antisedan）盐酸阿替米唑	Orion Pharma	Vm 06043/4004	5 mg/ml
（Adept）4% 羟乙基淀粉	Baxter		防粘连溶液
0.9% 氯化钠溶液	Baxter	FKE1323