2018年7月19日
本文介绍了在小鼠体内进行手术植入腹腔导管的方法,该导管连接一个置于动物背部的穿刺端口。此外,还详细说明了进行5/6肾切除术的操作步骤,以模拟腹膜透析患者体内的尿毒症状态。
该方法有助于解答腹膜透析领域中关于在尿毒症或非尿毒症条件下,机体对液体暴露所引发的腹膜或全身性改变的关键问题。该技术的主要优势在于,可在较长治疗周期内向腹腔内注射大量液体,并允许使用基因修饰动物。该技术的应用可拓展至腹膜结构与功能退行性病变的治疗与诊断领域,因其有助于潜在治疗策略的验证以及生物标志物的评估。
我们最初设想该方法时,是考虑到需要使用基因修饰小鼠来研究腹膜损伤中涉及的分子信号。进行导管植入时,先剃除每只动物的右侧 flank 及背部毛发,确认其对脚趾夹捏无反应后,将眼药膏涂抹于动物眼部。接着,将第一只动物置于手术台上的左侧 flank 位置,并用1%葡萄糖酸氯己定溶液对暴露的皮肤进行消毒。
使用钝头剪刀在动物右侧体壁做一处0.5厘米长的皮肤切口。然后,仔细将皮肤与下方的肌肉层分离,直至动物背部的皮肤完全游离。通过皮肤切口在肌肉层上做一个直径1毫米的切口,将导管尖端及第一个塑料环插入肌肉切口中。
使用5-0或6-0不可吸收缝线将腹膜壁在导管周围紧密缝合,一个塑料环置于腹腔内,另一个置于肌肉与皮肤之间。缝线应在切口前预先准备好,在插入导管前不得松开肌肉。否则,由于切口非常小,可能难以再次找到。
将输液港插入小鼠皮下朝向尾部的方向,并用第二针缝线闭合伤口。然后,在动物完全恢复胸骨卧位后,将其放回笼中。4至7天后,为开始腹膜透析治疗,首先用2毫升腹膜透析液充满注射器,并用1%氯己定葡萄糖酸盐溶液消毒输液港周围的皮肤。
然后用一只手抓住动物的尾巴和输注端口以固定动物,另一只手使用斜面针头将液体注入端口。对于5/6肾切除术和导管置入术,在完成动物术前准备后,如演示所示,在动物左侧靠近肋骨下缘处做一个0.5厘米的皮肤切口。在肌肉上切开一个小切口,将左肾从腹膜中取出,并剥离肾包膜和肾上腺。
使用电灼器烧灼并切断肾脏的末端,然后将肾脏放回腹膜腔。接着,用不可吸收的5-0或6-0缝线缝合肌肉和皮肤切口,并在动物完全恢复后将其放回笼中。次日,在动物右侧做0.5厘米的皮肤切口,并将动物背部的皮肤与肌肉分离,操作方法如图所示。
在肌肉上做一个0.3至0.4厘米的切口,从腹腔中取出右侧肾脏。去除包膜和肾上腺,并使用不可吸收的5-0或6-0缝线结扎肾静脉、肾动脉和输尿管。随后完全移除肾脏,并插入导管,使肌肉位于两个塑料环之间(如图所示),然后缝合肌肉切口。
按照所示方法将通路导管置入皮下空间并缝合皮肤。然后将动物放回笼中,在密切监测下直至其完全恢复,并在给予高渗液体前至少让动物恢复10天,如图所示。从小鼠导管最远端区域获取的腹膜周围组织显示,在透析过程中组织厚度增加且细胞募集增多,而在肾切除动物中这一现象进一步加重。
由于腹膜透析引起的细胞间连接降解,胸腺上皮细胞也表现出形态改变。来自肾切除小鼠的血清样本表明,5/6 肾切除可诱导尿毒症状态,在实验过程中导致尿素氮水平较基线升高。此外,当肾脏功能完全正常时,即使暴露于腹膜透析液的小鼠,其尿素氮水平仍保持与基础状态相似。
这些操作可在5到7分钟内完成。若不进行肾切除术,则需要15到20分钟。左侧肾脏烧灼术则需要20到25分钟。
对于右肾切除及导管置入,若其方法学操作得当。该技术建立后,为接受腹膜透析治疗的肾病患者探索腹膜保护的治疗方案,开辟了腹膜透析领域研究的新途径。
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本文展示了一种在小鼠体内植入腹膜内导管的外科手术方法,该方法对于研究腹膜透析至关重要。同时详细描述了通过5/6肾切除术来模拟患者尿毒症状态的操作过程。
该手术模型通过提供可重复的长期液体暴露和尿毒症状态模拟系统,实现了对腹膜透析干预措施的临床前评估。该模型利用基因修饰小鼠支持对腹膜纤维化和炎症通路中的靶点验证及机制性风险排除。该技术有助于评估生物标志物并测试与肾脏替代治疗开发相关的治疗策略。
该方法通过实现假设验证、通路解析以及对治疗干预引起的腹膜反应进行定量评估,可整合到发现生物学和临床前研究工作流程中。