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方法文章

一种用于透析通路相关手功能障碍的小鼠模型

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DOI:

10.3791/63892

2022年5月31日

本文内容

摘要

本方案详细描述了小鼠髂总动静脉瘘创建的手术步骤。我们建立此模型以研究与血液透析通路相关的肢体病理生理学。

摘要

慢性肾病是一个重大的公共卫生问题,需要长期肾脏替代治疗(如血液透析)的终末期肾病(ESRD)患病率持续上升。自体动静脉瘘(AVF)成形术仍是ESRD患者主要的血管通路选择。然而,约半数血液透析患者会出现与透析通路相关的手功能障碍(ARHD),临床表现从轻微的感觉异常到指端坏疽不等。值得注意的是,目前对导致ARHD的潜在生物学机制了解甚少,且尚无合适的动物模型可用于阐明其机制或开发预防/治疗ARHD的新疗法。本文介绍一种新的小鼠模型,通过在左侧髂总动脉与髂总静脉之间建立动静脉瘘(AVF),从而便于评估肢体的病理生理变化。显微外科手术包括血管游离、静脉纵行切开、动静脉吻合建立以及静脉重建。假手术组则包含除AVF建立以外的所有关键步骤。髂血管AVF成形可导致具有临床相关性的中心血流动力学改变、外周缺血以及后肢神经运动功能受损。这一新型的临床前AVF模型能够重现血液透析患者常见的神经运动功能紊乱,为研究人员探究ARHD病理生理机制及测试潜在治疗手段提供了有价值的实验平台。

引言

对于通过血液透析接受肾替代治疗的终末期肾病(ESRD)患者而言,建立并维持功能良好的血管通路仍然是一个重要的首要目标1。当肾功能严重不足时,必须通过反复进行血液透析治疗来清除代谢废物、纠正电解质紊乱并维持体液平衡,从而保障长期生存2。因此,血管通路对于ESRD患者而言是一条"生命线",而在该患者群体中,自体动静脉内瘘(AVF)仍是首选的透析通路方式3。然而,约有30%–60%的血液透析患者会出现一系列手部功能障碍,临床上定义为通路相关性手功能障碍(ARHD)。ARHD的症状可从肌力减弱、运动不协调,到单肢瘫痪和指端坏疽不等,可能在AVF成形术后早期即出现,也可能随着瘘管成熟而逐渐发展。此外,ARHD会干扰ESRD的治疗进程,与生活质量下降、心血管疾病风险升高以及死亡率增加密切相关2,3,4

已开发出多种动物模型用于研究动静脉瘘(AVF)成形术后血流动力学改变所诱导的血管重塑5,6,

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方案

所有实验程序均经佛罗里达大学和马尔科姆·兰德尔退伍军人事务医疗中心的机构动物照护与使用委员会(IACUC)批准。

注意:8至10周龄的雄性C57BL/6J小鼠购自杰克逊实验室,在光照(12小时明/12小时暗循环)、温度(22 °C ± 1 °C)和湿度(50% ± 10%)受控的动物设施中饲养。每笼饲养五只小鼠(笼具尺寸:宽18 cm × 长29 cm × 高12.5 cm),提供筑巢材料、饲料和饮水 随意摄取在标准饲料适应7天后,小鼠转为酪蛋白基础饲料喂养7天,作为饮食过渡阶段。随后,小鼠喂养添加0.2%–0.15%腺嘌呤的酪蛋白基础饲料2–3周,以在动静脉瘘(AVF)手术前诱导肾功能障碍(CKD),具体方法如先前所述。22,23,24对照组小鼠饲喂不含腺嘌呤补充剂的酪蛋白基础饲料(对照组)。对照组和慢性肾病(CKD)饲料在整个术后恢复期(POD)持续维持。

1. 术前测量

  1. 使用双功能超声成像评估基线/术前结局指标、主髂动脉血管直径和血流动力学参数,并通过激光多普勒评估后肢灌注,方法如前所述25
  2. <....

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结果

与接受酪蛋白饮食的动物相比,接受腺嘌呤饮食的动物肾小球滤过率降低(对照组:441.3 ± 54.2 µL/min vs. 慢性肾病组:165.1 ± 118.3 µL/min,p < 0.05),血清尿素氮水平升高(对照组:20.39 ± 4.2 µL/min vs. 慢性肾病组:38.20 ± 10.65 µL/min,p < 0.05),证实了动静脉瘘手术前已存在肾功能不全。

动静脉瘘通畅性的验证
尽管术中肉眼确认技术成功是判断瘘管通畅性的初步依据,但这并不能完全保证在整个研究期间瘘管保持通畅或完成生理成熟。术后通畅性结果(即成功或失败)通过双功能超声成像和组织学检查共同确定,方法如我们先前所述25图2分别展示了动静脉瘘吻合口的代表性B型、脉冲波多普勒和彩色多普勒超声图像及其形态学切片。在彩色多普勒分析中,通畅的瘘管可直接观察到湍流血流动力学特征以及瘘口部位的频谱增宽。流入道和流出.......

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讨论

自体动静脉瘘(AVF)成形术后,发生获得性透析性手病(ARHD)的血液透析患者比例持续上升30,31。确实,一些未解决的症状性并发症4,32,33,如疼痛、无力、感觉异常和/或活动范围减小,可能对患者的健康状况产生负面影响4,32,33,34,35,36,并威胁其接受高质量重复性血液透析治疗的能力。尽管建立持久的血液透析通路是终末期肾病(ESRD.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

我们衷心感谢佛罗里达大学血管外科与血管内治疗科的关毅卢博士在髂动脉动静脉瘘模型建立以及手术培训方面提供的技术支持,同时感谢佛罗里达大学应用生理学与运动机能学系的Ravi Kumar在获取活体显微外科图像过程中提供的技术支持。

本工作获得了美国国立卫生研究院和国立心肺血液研究所资助项目R01-HL148697(授予S.T.S.)以及美国心脏协会资助项目POST903198(授予K.K.)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
0.15% 腺嘌呤饮食ENVIGOTD.13089920% 酪蛋白,0.15% 腺嘌呤,0.9% P
0.2% 腺嘌呤饮食ENVIGOTD.13090020% 酪蛋白,0.2% 腺嘌呤,0.9% P
10-0 尼龙缝线AD surgicalXXS-N1005T4
29 G 针头注射器Exel International14-841-32
31 G 针头注射器AdvocateU-100 胰岛素注射器
4-0 丝线缝线AD surgicalS-S41813
45度角 Dumont 镊子Fine Science Tools11253-25
5-0 PGA 缝线AD surgicalPSGU-518R13
6-0 丝线缝线AD surgicalS-S618R13
可吸收明胶海绵ETHICON1975
酒精棉片Covidien5110-cs400070% 异丙醇
丁丙诺啡NANA0.01 g/mL
C57BL6/J 小鼠Jaxon Laboratory
酪蛋白饮食ENVIGOTD.13089820% 酪蛋白,0.9% P
棉签CONSTIXSC-9中号单头圆形棉签
棉签CONSTIXSC-4小型双头硬质尖头棉签
Curity 无纺布纱布(2x2)Covidien9022
弯曲 Vannas 弹簧剪刀Fine Science Tools15001-08
多普勒超声仪VisualSonicsVevo 2100
超细 Graefe 镊子Fine Science Tools11150-102 对
眼用润滑剂CLCMEDICAOptixcare 眼用润滑剂
肝素(5000 U/mL)国家药品编码目录63739-953-25100 IU/mL
高温珠灭菌器Fine Science Tools18000-50
低温电凝器BovieAA04
电动毛发修剪器Wahl5640-600
无粉外科手套Ansell7824PF
圆柄持针器Fine Science Tools12076-12
无菌手术巾单DynarexDY440-MI
灭菌 0.9% 生理盐水国家药品编码目录46066-807-25
直型 Dumont 镊子Fine Science Tools11253-20
直型持针器Fine Science ToolsFST 12001-13
直型 Vannas 弹簧剪刀Fine Science Tools25001-08
TrizChLOR4国家药品编码目录17033-279-50

参考文献

  1. Gameiro, J., Ibeas, J. Factors affecting arteriovenous fistula dysfunction: a narrative review. The Journal of Vascular Access. 21 (2), 134-147 (2020).
  2. Culleton, B. F., Asola, M. R. The impact of short daily an....

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