2016年11月17日
小鼠离体灌注肾(MIPK)是一种用于维持小鼠肾脏在离体状态下 离体 灌流并保持功能状态1小时。缓冲液和手术技术有详细描述。
本方案的总体目标是在离体灌注小鼠肾脏中分析其孤立的肾脏功能,排除血压、激素或自主神经系统的影响。该方法有助于回答肾脏病学领域的一些关键问题。
深入了解离体器官功能,并作为研究急性肾损伤的精巧工具。IPK 的主要优势在于可在排除全身性影响的情况下研究器官功能。在对小鼠进行手术准备后,使用剪刀从耻骨联合至胸骨处进行中等长度的剖腹切口。
首先切开皮肤,然后切开腹肌。接着取出肠管并将其置于小鼠腹部左侧,位于腹部外侧。现在,将膀胱从结缔组织中游离出来,并暴露两侧输尿管及尿道。
进行这些操作时,使用5-0缝线放置所有结扎线。首先结扎左侧输尿管,用双外科结紧密结扎。
接下来,采用相同技术在尿道周围结扎一道结扎线。然后,在整个膀胱周围放置套索结扎线,但暂不打结。在前三个缝线就位后,使用眼科剪在膀胱上做一个长度为1毫米的切口。
在此切口处插入由两厘米PE-50导管制成的套管。随后结扎固定套管,收紧环绕膀胱的结扎线。膀胱插管完成后,从结扎线远端切断左侧输尿管和尿道。
此时膀胱应仅与右侧输尿管相连,并可自由移动。接下来,清除腹主动脉周围的结缔组织和脂肪。然后,在暴露的腹主动脉中段以及膈肌下方、肠系膜上动脉与腹腔干之间的位置分别放置结扎线。
同样将这些结构分别松解。接下来,在肠系膜上动脉周围结扎一 ligature。现在,在右肾动脉下方、左肾动脉上方的腹主动脉处,放置第三根结扎线。
这是第七根结扎线。最后,在尾静脉束周围打一根结扎线。现在,在第七根结扎线与左肾动脉分叉之间放置一个夹子。
然后,在第七根结扎线尾侧的主动脉上做一个小切口,注意不要切到背侧管壁,并用血管扩张器将切口撑开。将一根2厘米长的拉细PE-50导管插入切口,将管尖轻轻推入夹子内,随后打开夹子。
接着,将针头向头侧推进,直至到达右肾动脉与主动脉的交汇处。现在结扎第七支血管,然后结扎腹主动脉中点处的血管。随后用剪刀解剖膈肌,打开胸腔。
然后,通过一次切割分离主动脉、腔静脉、心脏和自主神经。现在启动灌注泵的压力控制,并将平均压力维持在80至100毫米汞柱之间。接着,结扎主动脉和尾静脉束周围剩余的三个未绑扎的结扎线。
使用剪刀将右肾从周围的结缔组织中游离出来,并从脂肪囊中释放。在肠系膜上动脉与腹腔干之间的结扎线近端切断主动脉。接着,在肠系膜上动脉周围结扎线的远端切断肠系膜上动脉。
现在,去除肾脏的支撑血管束,注意不要切断血管本身。然后,在肝脏与肾脏连接处切断肝脏,但保留一小部分肝脏附着在肾脏上,以便维持下腔静脉的开放。下一步是将肾脏组织束从小鼠体内取出。
现在,将肾脏留在腔室内并移除小鼠。在肝脏与肾脏的连接处,放置一个套索结扎线。然后,用静脉导管插管下腔静脉,并收紧套索结扎线。
肾脏现在应在盒中稳定放置。静脉回流应通过静脉管路立即开始。尿液流出将在大约三分钟后开始。
输尿管的蠕动应立即开始,并至少稳定持续一小时。关闭盒子。此时制备已完成,且应至少保持活性一小时。
在C57黑6小鼠上应用所述方法后,对四只肾脏进行了持续灌注一小时后的组织活力检测。灌注压力维持在100毫米汞柱的恒定水平。四只肾脏的灌注液流量和血管阻力均保持稳定。
采用FITC标记的菊粉清除率评估肾小球滤过率,该值随时间延长而升高,但升高幅度不显著。在灌注55分钟后测定钠和钾的排泄分数。与体内情况相比,这些参数均有所升高。
55 分钟后,尿液的渗透压未超过静脉流出液的渗透压。随后将肾脏固定,并通过透射电子显微镜(TEM)评估其超微结构。近端小管 S1 段的肾小球形态基本保持正常。
部分但并非全部近端小管直部(S2、S3段)出现器官损伤迹象,这些节段位于髓袢升支粗段且不靠近血管束。经进一步检查,远端小管和集合管未见坏死迹象。总体而言,肾脏表现与大鼠离体灌注肾脏的已有报道相一致。
按照此操作步骤,可对组织进行成像分析等检测,随后进行蛋白质或RNA分析,以获得更深入的研究结果。
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小鼠离体灌注肾脏(MIPK)技术可实现离体环境下长达一小时的肾脏功能分析。该方法排除了系统性影响,有助于研究孤立器官的功能及急性肾损伤。
小鼠离体灌注肾(MIPK)技术通过将器官功能与系统性混杂因素分离,能够实现对肾脏靶点的机制性去风险化。该技术可支持以肾脏病学为重点的发现项目中的靶点验证和检测方法开发。该方法可在可控且可重复的离体系统中,为评估候选药物提供可靠的预测依据。
MIPK 技术适用于从靶点假设验证到先导化合物鉴定的整个发现流程,可在进入临床前研究之前提供功能验证。