方法文章

一种诱导实验性尿毒症心肌病的小鼠 5/6th肾切除模型

DOI：

10.3791/55825

⸱

2017年11月7日

 ,  ,  ,  ,  , 
1Marshall Institute for Interdisciplinary Research (MIIR), Marshall University, 2Department of Biomedical Sciences, Marshall University Joan C. Edwards School of Medicine

* These authors contributed equally

本文内容

摘要

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这份手稿提供了一个详细的 two-step 手术程序执行小鼠 5/6th部分肾切除 (PNx) 与极结扎。手术后四周, 与假手术小鼠相比, PNx 小鼠肾功能受损, 贫血, 心肌肥厚, 心脏纤维化, 心脏收缩和舒张功能下降。

摘要

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慢性肾脏疾病 (CKD) 是心血管疾病事件和死亡率的一个很大的危险因素, 并逐步发展到临床表型称为 "尿毒症心肌病"。我们在这里描述一个实验性 CKD 小鼠模型, 命名为 5/6th部分肾切除 (PNx) 与极结扎, 在四周后的发展为尿毒症心肌病。这种 PNx 模型是由 two-step 手术进行的。在第一步手术中, 左肾的两极都结扎了。在第一步手术7天后进行的两次手术中, 右肾切除。对于假手术, 同样的手术程序进行, 但没有极结扎左肾或切除右肾。与其他方法相比, 手术过程更容易、更耗时。然而, 残余功能性肾肿块不像肾动脉结扎那样容易控制。手术后四周, 与假手术小鼠相比, PNx 小鼠肾功能受损, 贫血, 心肌肥厚, 心脏纤维化, 心脏收缩和舒张功能下降。

引言

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CKD, 也被称为慢性肾衰竭, 是随着时间的推移肾脏功能的逐步丧失, 最终发展成永久性肾衰竭。CKD, 从早期肾脏疾病状态到终末期肾脏疾病 (末期), 是心血管疾病事件和死亡率的一个很大的危险因素, 并逐步发展到临床表型称为 "尿毒症心肌病"1, 2,3。CKD 或末期患者的尿毒症心肌病与心血管异常有关, 主要是由于左心室 (lv) 压力和/或容积超负荷导致的, 导致 lv 肥厚、lv 扩张和 lv 收缩功能障碍4 ,5,6。心脏纤维化是尿毒症心肌病的另一种常见的病理过程, 它能降低心脏顺应性, 导致左心室舒张功能障碍。严重的心脏纤维化可能导致心脏猝死甚至在那些没有心脏症状的患者中7。

5/6th PNx 是一种常用的 CKD 动物模型, 用于动物研究, 包括肾衰竭、尿毒症心肌病和高血压。PNx 是通过消融5/6 肾实质来实现的。大鼠模型最初是用两种最常用的手术切除或梗塞的方法开发的。大鼠 PNx 模型是一个非常有用的模型来研究尿毒症心肌....

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方案

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所有动物护理和实验均由马歇尔大学机构动物护理和使用委员会 (IACUC) 根据国家卫生研究院 (NIH) 关于实验室动物的护理和使用指南获得批准。雄性 C57BL/6 小鼠 (10-12 周大) 被安置在一个无病原体的动物设施中, 在指定的房间里装有可在12小时的光照/暗循环下提供纯净空气的网箱。食物和水被提供了 ad 随意 .

1. 手术准备

注意: 外科手术器械和材料是从不同的来源获得的, 不特定于手术操作。其他来源的仪器和材料也可用于同一目的。有关手术器械的列表, 请参阅 材料目录 .

  1. 手术准备
    1. 在操作表的范围内放置以下内容: 暖垫、卤素灯、氧气罐和异氟醚罐、异氟醚蒸发器、理发剪、脱毛膏、鳞片、灭菌操作套装, 消毒的手术亚麻布, 棉签, 70% 酒精, polyhydroxydine 溶液 (含1% 碘), 0.9% 氯化钠溶液, 1 毫升注射器和针头 (30 克), 3-0 和4-0 丝缝线, 丁丙诺啡和青霉素, 抗生素软膏,润滑油眼膏.
    2. 清洁一个笼子, 并在床下放置一个热垫, 供小鼠在手术后居住.

2。一步手术: 左肾极结扎术

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结果

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数据表明, 此修改后的 5/6 th PNx 模型是一种简单有效的研究尿毒症心肌病的模型。在四周后, 该 PNx 模型显示肾功能受损, 贫血, 心肌肥厚, 心脏纤维化, 并降低心脏收缩和舒张功能。结果概述如下。

在四周的后, PNx 小鼠除了心脏形态学和生化变化, 与人类尿毒症心肌病的表型相一致外, 还发育受损的肾功能。这些 PNx 介导的变化包括以下观察与假操作小鼠相比。首先, 正如预期的那样, PNx 手术引起了肾功能的严重损害。如图 2所示, PNx 手术显著增加了胱 C 的血浆水平 (图 2a, n = 16), 肌酐 (图 2b, n = 16.......

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讨论

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大鼠 5/6th PNx 模型被广泛用于研究 CKD。由于小鼠的肾脏体积较小, 传统的动脉结扎和极切除术在小鼠模型中具有很大的挑战性, 可能造成高死亡率和意外出血/失血。

我们采用了小鼠 PNx 模型与极结扎, 以克服出血/失血。该 PNx 模型耗时少, 成活率高, 重现性好。这种极结扎模型在四周后时发展了人尿毒症心肌病的表型变化, 从而为研究其机制和治疗靶点提供了一个模型。

在这个 PNx 模型中, 5/6th PNx 是肾脏质量降低的一种近似估计, 至今为止, 还没有准确计算出两个不同大小/质量的肾脏残余肾脏质量的方法。但是, 结扎应以非常相似的方式进行, 以减少手术的变异。我们估计, 保持约40% 的左肾 (或约20% 的总肾脏质量) 可以显著降低死亡率 (约 20%), 而不牺牲的发展, 尿毒症型心肌病表型。另一个问题是结扎的力量需要练习。

与 5/6th PNx 模型通过极切除或肾动脉结扎

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披露

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作者没有什么可透露的。

致谢

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这项工作得到了 nih R15 1R15DK106666-01A1 (对 j. 刘) 和 nih RO1 HL071556 (J.I. 夏皮罗) 的支持。

....

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
虹膜剪刀，11.5 厘米，直World Precision Instruments501758
WPI 瑞士镊子 #5 11 厘米，0.1x0.06 毫米尖端World Precision Instruments504506
珠宝商 #5 镊子，11 厘米，直，钛World Precision Instruments555227F
虹膜镊子，10 厘米，直，锯齿状World Precision Instruments15914
镊子#3,11cm，0.2x0.4mm尖端世界精密仪器501976
Medesy Iris 4.5"弯曲剪刀，不锈钢网233512www.Net32.com
Dr. Slick Iris剪刀;3.5"Avid Max220-1-965-IrisScsrs-P 万维网。Avid Max.com
Miltex 虹膜剪刀 4 1/8" 弯曲4mdmedicalV95-306
www.4mdmedical.com 5" 止血器拍手，弯曲的下巴PJTool4355www.pjtool.com
Sklar Knapp 虹膜剪刀，直和尖锐/钝器 4"医疗设备仓库64-3430www.medicaldevicedepot.com
Kelly 止血钳直 5.5"PilgtimmedicalFA710-50www.pilgtimmedical.com
C57BL/6 小鼠Hilltop Lab Animals Inc.
 鼠标处理台和直肠温度计Visualsonics
MicroScan 传感器 Vevo 1100MS400
Vevo 1100 成像系统 FUJIFILM VisualSonics 公司
胱抑素 C ELISA 试剂盒和小鼠肌酐试剂盒 Crystal Chem. Inc.
小鼠 BUN ELISA 试剂盒 MyBioSource 公司 
公司

参考文献

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  1. Sarnak, M. J., et al. Kidney Disease as a Risk Factor for Development of Cardiovascular Disease: A Statement From the American Heart Association Councils on Kidney in Cardiovascular Disease, High Blood Pressure Research, Clinical Cardiology, and Epidemiology and Prevention. Circulation.

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