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方法文章

通过眼后注射阿霉素诱导小鼠肾病综合征及缓释抑肽酶预防液体潴留

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DOI:

10.3791/57642

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2018年5月6日

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本文内容

摘要

本文描述了通过快速眶后注射阿霉素在129S1/SvImJ小鼠中诱导实验性肾病综合征的方法。我们还使用含有抑肽酶的缓释丸对肾病小鼠进行治疗,以抑制尿液中丝氨酸蛋白酶活性并防止钠潴留。

摘要

肾病综合征是蛋白尿性肾病最严重的表现形式,其特征为大量蛋白尿、低白蛋白血症、由于钠潴留引起的水肿以及高脂血症。为研究该综合征的病理生理机制,已开发出基于注射毒性物质(如导致足细胞损伤的阿霉素)的啮齿类动物模型。在小鼠中,仅有少数品系对该模型敏感。在野生型129S1/SvImJ小鼠中,通过快速静脉注射阿霉素至眶后窦可诱导出实验性肾病综合征,表现出人类疾病的所有症状,包括钠潴留和水肿。在蛋白尿发生后,小鼠尿液中丝氨酸蛋白酶活性升高,导致上皮钠通道(ENaC)激活和钠潴留。通过持续释放抑肽酶进行治疗,药理学抑制尿液中的丝氨酸蛋白酶,可消除ENaC的激活并防止钠潴留。该模型非常适合研究蛋白尿性肾病的病理生理机制, 即即活性丝氨酸蛋白酶的排泄,这些蛋白酶通过裂解ENaC的γ亚基使其激活。这可被视为蛋白尿性肾病中ENaC激活和钠潴留的主要机制。

引言

肾病综合征的特征是大量蛋白尿、低白蛋白血症、水肿和高脂血症,可被视为蛋白尿性肾病最极端的表现形式。在啮齿类动物中,可通过单次注射蒽环类药物或嘌呤霉素诱导实验性肾病综合征,导致足细胞损伤,其病理表现类似于人类的微小病变性肾病和局灶节段性肾小球硬化(FSGS)1。自1955年Frenk et al.首次描述以来2,嘌呤霉素核苷肾病(PAN)在大鼠中已成为众多研究中探讨肾病综合征病理生理机制的标准模型3,4,5,6。在小鼠中,相应的模型可通过蒽环类药物阿霉素诱导建立7。然而,该模型存在显著的品系依赖性,其遗传基础至少由两个遗传位点决定8。此外,不同品系小鼠在蛋白尿反应及肾病综合征病程方面也存在差异9,10。使用129S1/SvImJ品系小鼠并通过眶后静脉窦快速静脉注射阿霉素,可产生足以引发肾病综合征典型特征的蛋白尿水平,尤其是表现为腹水和几乎无钠尿液的容量潴留<....

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方案

所有方法均依照《美国国立卫生研究院实验动物护理与使用指南》以及德国动物福利法进行,并已获得当地主管部门(蒂宾根行政区政府)的批准。

1. 通过向眶后窦注射阿霉素诱导实验性肾病综合征

  1. 使用标记活塞的止动位置,准备一支带有固定30G套管针的0.5 mL注射器。
  2. 根据早晨测得的小鼠体重,计算雄性小鼠(7.25 µL/g体重(bw),相当于14.5 µg/g bw阿霉素)和雌性小鼠(6.9 µL/g bw,相当于13.8 µg/g bw阿霉素)的注射体积。
    注意:所给剂量适用于诱导肾病综合征。剂量的微小变化会导致肾病进程显著不同,从仅表现为肾小球滤过率轻微改变的轻度慢性肾病(12.6 µg/g bw阿霉素)到急性肾衰竭(15.4 µg/g bw阿霉素)7,15。
  3. 将计算量的阿霉素溶液(2 µg/µL)置于37 °C温育箱中预热。
    警示:阿霉素吞食有害,并可能致癌。操作阿霉素时务必佩戴手套,避免任何皮肤接触。
  4. 用阿霉素溶液预填充注射器至标记位置,并将天平归零。将注射体积的溶液吸入注射器,并通过称重注射器来核对体积。
  5. 使用蒸发器和2 L/min的氧气流,以5 vol%异氟烷深度麻醉小鼠。
    1. 注射前不要在眼睛上涂抹眼膏。操....

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结果

在异氟烷麻醉诱导后,通过左侧眶后窦迅速注射阿霉素。全部体积的 7.25 µL/g bw 注射时无任何阻力和外渗,证明导管位置正确位于静脉内。小鼠从麻醉中迅速恢复,当日及之后均无异常表现,尤其是左眼未见任何损伤迹象。阿霉素注射后,由于阿霉素的普遍毒性作用,小鼠的食物和液体摄入量在前3天内下降,之后逐渐恢复。图1a)。注射后的前3天内,小鼠因食欲减退导致体重下降了3.4%(图1b)。从第5天开始th 当天,小鼠出现明显蛋白尿(图1c) 随后尽管食物摄入充足,尿钠排泄量仍出现显著下降(图1a,b)。这种钠潴留导致小鼠从第3天到第10天体重显著增加22.2%,并伴有腹水。由于蛋白尿,小鼠出现低白蛋白血症(图1c在第10天采集的血浆.......

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讨论

本研究显示,通过129S1/SvImJ小鼠眶后窦注射阿霉素可诱导实验性肾病综合征,表现为蛋白尿、钠潴留、低白蛋白血症和高脂血症。然而,使用该模型时需考虑两个关键问题。首先,模型的诱导严格依赖于剂量,阿霉素剂量即使仅偏差0.3 µg/g,也会影响小鼠的反应15。当注射剂量较低(如14 µg/g体重或更低)时,阿霉素仅引起非肾病范围的蛋白尿,且不伴有明显的钠潴留、腹水和高脂血症。相反,注射较高剂量则会导致急性肾衰竭和高急性死亡率。根据剂量及小鼠的反应,阿霉素可引起类似于人类急性肾损伤(AKI)、肾小球滤过率保持的慢性肾脏病(CKD G1-3期),或进展性肾小球滤过率降低的慢性肾脏病(CKD G4-5期),最终导致尿毒症7,15。

其次,该模型仅适用于某些小鼠品系,而广泛使用的 C57Bl/6 品系具有抗性8。此外,在回交过程中可能存在的遗传污染会导致反应率显著降低。这在一定程.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本研究得到了德国研究基金会(DFG, AR 1092/2-1)资助项目的资助。

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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
<强>耗材
BD Micro FINE + U-40(0.30 mm × 8 mm)BD Deutschland GmbH,德国海德堡PZN: 07468060注射器
ETHILON*II(5/0,16 mm,3/8c,45 cm)Johnson&Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, 诺德施泰特,德国EH7823H缝合线
<强>名称<强>公司<强>货号<强>评论
<强>试剂
抑肽酶(6000 KIU/mg)LOXO,德国海德堡CAS 9087-70-1
Bepanthen 眼鼻软膏Bayer Vital GmbH,德国勒沃库森PZN: 1578681软膏
Chromogenix S-2251HAEMOCHROM DIAGNOSTICA GmbH,德国埃森82 0332 39显色底物
阿霉素(2.0 µ克/µL)Cell Pharm,德国巴特维尔贝尔CAS 25316-40-9阿霉素
异氟烷 CP (1 mL/mL)CP-Pharma,德国布尔戈多夫CAS 26675-46-7异氟烷
具有基质驱动持续释放功能的微球(定制)Innovative Research of America,佛罗里达州萨拉索塔X-999沉淀物
<强>名称<强>公司<强>货号<强>评论
<强>设备
ELx808 吸光度微孔板读数仪BioTek,德国巴特弗里德里希斯哈尔ELx808酶标仪
MICROSTERIL - 436意大利特雷斯科雷巴尔内阿里奥,B.M.S.GAL/436灭菌器
杂交炉/摇床通用电气医疗英国有限公司,Amersham生命科学,小查尔方特,英国RPN 2511加热室
Thermo MAT Pro 10 W,15x25 cm,Lucky Reptile进口出口 Peter Hoch GmbH,德国瓦尔德基尔希61201小鼠加热装置

参考文献

  1. Lee, V. W., Harris, D. C. Adriamycin nephropathy: a model of focal segmental glomerulosclerosis. Nephrology (Carlton). 16 (1), 30-38 (2011).
  2. Frenk, S., Antonowicz, I., Craig, J. M., Metcoff, J. Experimental ne....

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重印与许可

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