Summary
ترتبط إصابة نقص التروية الكلوية بارتفاع معدلات المراضة والوفيات لدى المرضى في المستشفيات. هنا ، نقدم نموذجا بسيطا وفعالا للفأر لإصابة نقص التروية الكلوية أحادية الجانب ونقدم نظرة عامة متسلسلة للتغيرات المرضية التمثيلية التي لوحظت في الكلى.
Abstract
تعد إصابة نقص التروية (IRI) السبب الرئيسي للفشل الكلوي الحاد وهي مساهم كبير في وظيفة الكسب غير المشروع المتأخرة. النماذج الحيوانية هي الموارد الوحيدة المتاحة التي تحاكي تعقيدات الأضرار المرتبطة بالمعهد الجمهوري الدولي التي تواجهها في الجسم الحي. تصف هذه الورقة نموذجا فعالا للفأر من IRI الكلوي الأحادي الجانب الذي يوفر بيانات قابلة للتكرار للغاية. يحدث نقص التروية عن طريق انسداد عنيق الكلى الأيمن لمدة 30 دقيقة تليها إعادة التروية. بالإضافة إلى الإجراء الجراحي ، سيتم توفير نظرة عامة متسلسلة على التغيرات الفسيولوجية والنسيجية المرضية المتوقعة بعد IRI الكلوي من خلال مقارنة البيانات من سبعة أوقات مختلفة لإعادة التروية (4 ساعات ، 8 ساعات ، 16 ساعة ، 1 يوم ، 2 أيام ، 4 أيام ، و 7 أيام). سيتم مشاركة البيانات الهامة للتخطيط للتجارب المقبلة ، مثل متوسط الوقت الجراحي ، ومتوسط استهلاك التخدير ، وتغيرات وزن الجسم بمرور الوقت. سيساعد هذا العمل الباحثين على تنفيذ نموذج IRI الكلوي الموثوق به واختيار وقت إعادة التروية المناسب الذي يتماشى مع أهداف التحقيق المقصودة.
Introduction
الكلى هي من بين أعلى الأعضاء المنصهرة في الجسم وهي عرضة للغاية للتغيرات في تروية الدم1. لا تزال إصابة نقص التروية الكلوية (IRI) السبب الرئيسي للفشل الكلوي الحاد 2,3 وترتبط بارتفاع معدلات الاعتلال وارتفاع معدل الوفيات في المرضى في المستشفى4. مع وجود خيارات علاجية محدودة متاحة ، 4,5 IRI الكلوي هو حاليا محور العديد من الجهود البحثية في الطب الحيوي6,7 تهدف إلى تطوير أهداف علاجية جديدة وتوصيف العلامات المبكرة والحساسة لإصابة الكلى 8,9,10 . ويعتبر تحديد نموذج حيواني موثوق به وفعال من حيث الوقت وفعال من حيث التكلفة أمرا ضروريا لتلبية هذه الاحتياجات. تقدم هذه الورقة نموذجا بسيطا وفعالا للفأر من IRI الكلوي الأحادي الجانب. يحدث نقص التروية عن طريق تثبيت عنيق الكلى الأيمن لمدة 30 دقيقة11,12. جزء حاسم من هذا النموذج هو اختيار الوقت الأنسب لإعادة التروية التي من شأنها إعادة إنتاج الأحداث المرضية ذات الأهمية ، مثل النخر الأنبوبي ، أو تسلل الخلايا الالتهابية متعددة الأشكال ، أو التليف. لذلك ، يتم تزويد الباحثين بهذه النظرة العامة المتسلسلة للتغيرات المرضية التمثيلية المتوقعة في كلية IRI.
Protocol
يصف البروتوكول التالي جراحة البقاء على قيد الحياة. لذلك ، يتم تطبيق أعلى ممارسة معقمة وجراحية. تم إجراء جميع التجارب على الحيوانات وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية ووافقت عليها اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها. للقضاء على الاختلافات القائمة على الجنس والإجهاد في تأثيرات IRI ، تم استخدام الفئران C57BL6 الذكور فقط في الدراسة. تمت مطابقة جميع الحيوانات في العمر والوزن لتحقيق نتائج مماثلة.
1. التحضير
ملاحظة: يبين الشكل 1 ألف جدولا زمنيا لمختلف المراحل التجريبية والتدخلات.
- تنظيف وتطهير الجدول الجراحي قبل كل إجراء. قم بإعداد ووضع جميع المواد المطلوبة (الأدوات المعقمة ومسحات القطن ، الشاش والستائر المعقمة ، التخدير المخفف مسبقا ، وسادة التدفئة ، مشبك الأوعية الدموية المعقم ، محلول ملحي معقم ، ومطهرات الجلد وخياطته) على الطاولة الجراحية (انظر جدول المواد).
- تخدير ذكور الفئران C57BL6 (الفئة العمرية 11-13 أسبوعا) عن طريق الحقن داخل الصفاق من الكيتامين / الزيلازين (100 ملغ / كغ و 20 ملغ / كغ من وزن الجسم ، على التوالي ، المخففة سابقا في محلول ملحي معقم).
ملاحظة: يعد التعامل مع الحيوانات الماهرة أمرا ضروريا لتقليل الإجهاد للحيوان ، حيث يمكن أن تؤثر استجابات الإجهاد سلبا على عمل التخدير. - بعد إعطاء الكيتامين / زيلازين ، احلق المنطقة الجراحية على الجناح الأيمن باستخدام شفرة حلاقة وصابون.
ملاحظة: حلاقة الجلد يحسن التئام الجروح وكذلك النتائج العامة لجراحات البقاء على قيد الحياة. - تطهير الجلد في المنطقة الجراحية مع 70٪ من الكحول أولا ثم مع محلول اليود البوفيدون باستخدام قطعة قطن.
- بعد تحضير الجلد ، ضع الماوس على طاولة تسخين في وضع الاستلقاء البطني وقم بتثبيت درجة حرارة الجسم عند 37 درجة مئوية (تتم مراقبته من خلال مجسات استشعار المستقيم والوسادة).
ملاحظة: يمكن الوصول إلى الكلى بسهولة أكبر وتعريضها جراحيا عند وضعها في الاستلقاء البطني بدلا من الجانبية. - أثناء استقرار درجة حرارة الجسم ، ضع مرهم العين على عيون الماوس.
ملاحظة: التخدير الانفصالي ، مثل الكيتامين ، يتسبب في بقاء عيون الحيوان مفتوحة أثناء التخدير.
2. الجراحة
- بمجرد غياب ردود الفعل المؤلمة (معسر إصبع القدم باستخدام ملاقط) ، قم بإجراء شق جراحي ظهري جانبي يبلغ طوله حوالي 1 سم على الجناح الأيمن باستخدام شفرة مشرط. ابدأ الشق خلف الضلع الأخير واستمر بشكل سببي حوالي 1 سم بالتوازي مع خط الوسط القطني.
- انقل عضلات البطن باستخدام مقص لتصور الفضاء خلف الصفاق. إزالة كميات صغيرة من الدم المنتجة أثناء تقسيم العضلات باستخدام مسحات القطن المعقمة.
ملاحظة: نظرا لاستخدام النهج الظهري الجانبي، يتم الوصول إلى خلف الصفاق، وليس التجويف البريتوني، باستخدام هذا الإجراء. - ادفع الكلى اليمنى من تجويف البطن. استخدم ملقط Graefe لفضح الكلى بعناية.
ملاحظة: حافظ دائما على إغلاق الملقط لتجنب الإصابة المؤلمة للكلية عند وضعها على البطن واستخدمها فقط لدفع الكلى وتوجيهها بعناية نحو الشق الجراحي والخروج منه. - كشف ببطء الكلى اليمنى وتحديد عنيق الكلى. قم بإزالة الأنسجة الدهنية بعناية حول عنيق.
- للحث على نقص التروية ، ضع المشبك الوعائي فوق الشريان الكلوي والوريد الموجود في عنيق الكلى ، وتجنب تثبيت الحالب المجاور. استخدم مرقئ البعوض المهالكة للتلاعب بمشبك الأوعية الدموية.
ملاحظة: يتم تأكيد نقص التروية من خلال تصور تغيير في لون الكلى من الأحمر والوردي إلى الأرجواني الداكن (الشكل 1B). - غطي الكلى المثبتة بشاش معقم منقوع في محلول ملحي لتجنب الجفاف واتركه لمدة 30 دقيقة.
- مراقبة عمق التخدير ورطوبة الشاش بشكل دوري خلال هذا الوقت.
ملاحظة: جرعة الحث من التخدير كافية لتوفير مسكن حتى نهاية الحدث الإقفاري. وبالتالي ، ليست هناك حاجة إلى حقن مخدر إضافية. - قبل وقت قصير من نهاية فترة نقص التروية ، قم بإزالة الشاش وكشف الكلى. امسك مرقئ البعوض المهل، جاهزا لإزالة المشبك.
- في الدقيقة 30 ، افتح المشبك الوعائي باستخدام المرقئ وقم بإزالته من عنيق الكلى للسماح بإعادة تروية الكلى.
ملاحظة: يتم تأكيد إعادة التروية من خلال تصور تغيير في لون الكلى من الأرجواني الداكن إلى الأحمر الوردي (الشكل 1C). - قم بتنفيذ نفس الإجراءات الموضحة أعلاه للحيوانات الوهمية دون تثبيت عنيق الكلى.
- بعد التحقق من تغير لون الكلى ، أعد الكلى إلى تجويف البطن. أغلق عضلات البطن بخياطة قابلة للامتصاص 5-0 باستخدام نمط صليبي.
ملاحظة: قد تكون هناك حاجة إلى حقنة ثانية من التخدير للحفاظ على مسكن أثناء خياطة العضلات والجلد. وقد أثبت نصف الجرعة الأولية فعاليته في توفير مسكن حتى الانتهاء من الجراحة. - أغلق الجلد بخياطة قابلة للامتصاص 5-0 باستخدام نمط مرتبة أفقي. نظف الجرح بمحلول يودات البوفيدون باستخدام قطعة قطن.
3. التعافي وما بعد الجراحة
ملاحظة: بما أن وقت ما بعد الجراحة هو وقت إعادة التروية الفعلي ، فإن الرعاية المناسبة بعد الجراحة إلزامية أخلاقيا وذات صلة علمية. يمكن اختيار أوقات إعادة التروية كما هو مطلوب من قبل الباحث. تتم مقارنة أوقات إعادة التروية من 4 ساعات و 8 ساعات و 16 ساعة و 1 يوم و 2 أيام و 4 أيام و 7 أيام للحصول على نظرة عامة متسلسلة للتغيرات المرضية الناجمة عن IRI الكلوي.
- احتفظ بالماوس على وسادة التدفئة حتى يبدأ في التعافي من التخدير.
ملاحظة: يوصى بالانتظار حتى يبدأ الماوس في تحريك ساقيه ويحاول التحرك. في الحالات التي تكون فيها هناك حاجة إلى حقن مخدر إضافية أثناء الجراحة ، يكون وقت الشفاء أطول. يمكن إعطاء أتيباميزول ، وهو مضاد مستقبلات ألفا 2 ، بجرعة 0.5 مجم / كجم من وزن الجسم داخل الصفاق لعكس تأثيرات الزيلازين وتقصير مرحلة التعافي. لإدارة الألم ، يتم إعطاء البوبرينورفين (0.1 مغ / كغ من وزن الجسم ، داخل الصفاق) قبل الجراحة وكل 6 ساعات خلال مرحلة الشفاء وبعد الجراحة. يتم تثبيط استخدام العقاقير المضادة للالتهابات غير الستيرويدية لأن العديد من الأدوية في هذه العائلة تحفز السمية الكلوية وبالتالي يمكن أن تغير النتائج. - بعد الشفاء من التخدير ، ضع الفأر مرة أخرى في قفصه مع حرية الوصول إلى الماء والطعام.
ملاحظة: يمكن توفير الطعام المهروس في طبق بتري بالإضافة إلى مواد للاختباء واللعب (على سبيل المثال ، أوراق ورقية ، أنابيب مناشف ورقية). - راقب الماوس يوميا لتقييم التئام الجروح وتناول الطعام والماء ووزن الجسم والسلوك.
ملاحظة: تم تقييم حالة التئام الجروح باستخدام المقياس التالي: 1 ، جاف ؛ 2 ، الرطب. 3 ، مفتوحة جزئيا ؛ 4 ، فتحت. تم توثيق التئام الجروح السريع في هذه الدراسة ، مع أكثر من 90 ٪ من الجروح الجافة بعد اليوم 2.
4. القتل الرحيم وجمع العينات
- القتل الرحيم للفئران مع بنتوباربيتال الصوديوم تدار داخل الصفاق بجرعة هي ضعف الجرعة المخدرة للفئران (100 ملغ / كغ).
- جمع عينات السوائل والأنسجة على النحو المطلوب.
ملاحظة: تم جمع كل من الكلى والدم الكامل (لتعداد خلايا الدم) والمصل (للكيمياء الحيوية في الدم) والبول والقلب والرئتين. هناك حاجة إلى بضعة ميكرولترات من المصل لتحليل الكيمياء الحيوية في الدم (نيتروجين اليوريا في الدم (BUN) ، الكرياتينين ، الشوارد). إذا لزم الأمر ، قبل 24 ساعة من القتل الرحيم ، يمكن وضع الفئران في أقفاص التمثيل الغذائي لجمع حجم بول أعلى يسمح بتحديد معلمات وظائف الكلى.
Representative Results
المعلمات الفسيولوجية
تعافت الفئران من هذه الجراحة الكلوية IRI من جانب واحد دون أي حدث. بدا نشطا ويقظا ؛ وأظهرت الأكل والشرب والسلوك الطبيعي في اليوم التالي. قد تعاني بعض الفئران من فقدان وزن الجسم بعد IRI ، على الرغم من أنه عادة ما يكون أقل من 10٪ من وزن الجسم الأولي (الشكل 2). يمكن أن تكون زيادة فقدان وزن الجسم (˃10٪) ضارة ، ويجب إزالة هذه الحيوانات من الدراسة. لم تظهر الفئران التي تم تشغيلها في الشام تغيرات في وزن الجسم بعد الجراحة (تم قياسها بعد 24 ساعة من الجراحة). استعادت معظم الفئران وزن جسمها الأولي بين اليومين 4 و 7 بعد الجراحة (انظر مجموعة IRI لمدة 7 أيام ، الشكل 2). يمكن تقييم وظائف الكلى باستخدام العلامات التقليدية مثل نيتروجين اليوريا في الدم (BUN) والكرياتينين. بالإضافة إلى ذلك ، تم تضمين مستويات المنحل بالكهرباء في المصل (الصوديوم والبوتاسيوم والكلوريد) وتعداد الدم التفاضلي الآلي في التحليل.
التغيرات النسيجية المرضية
تم إجراء تقييم للنتائج النسيجية باستخدام 4٪ من أقسام منتصف السهمي الكاملة المثبتة بالبارافورمالديهايد والبارافين المدمجة في الكلى الملطخة بالهيماتوكسيلين / الإيوسين (HE) ، والحمض الدوري شيف ، وبقع ماسون الثلاثية. يمكن رؤية التغييرات الأكثر وضوحا التي ينتجها نموذج IRI الكلوي الأحادي الجانب عند التقاطع القشري النخاعي ، وتحديدا في الأنابيب القريبة ، والأطراف الصاعدة السميكة لحلقة هينل ، والأنابيب الملتوية البعيدة ، وكذلك في الخلالي الأنبوبي (انظر الأسطورة للشكل 3). يمكن رؤية الصور المجهرية التي تظهر الآفات الأكثر تميزا بعد IRI في الكلى في الشكل 3. وترد في الجدول 1 قائمة بالنتائج النسيجية المرضية المتتابعة.
تم تطوير نظام تسجيل الإصابات الأنبوبي لتصنيف الضرر بمرور الوقت (الشكل 4). في هذا ، تم تقييم خمسة تعديلات محددة من قبل ثلاثة مقيمين مختلفين: 1) التوهين الظهاري الأنبوبي. 2) فرشاة فقدان الحدود؛ 3) نخر أنبوبي. 4) انسداد لمعانا؛ و 5) وجود يلقي البروتينية. يشير تعيين "1" إلى أن التغيير موجود ، و "0" أنه غائب.
الشكل 1: نموذج IRI الكلوي التجريبي في الفأر. (أ) مراحل التجارب والتدخلات (تحريض التخدير ، نقص التروية ، وإعادة التروية). يرجى ملاحظة التغيرات في لون الكلى اليمنى إلى الأحمر الداكن أثناء نقص التروية (B) إلى الوردي أثناء التروية (C). (د) المظهر العياني للكلية اليمنى IRI (السهم الأحمر) مقارنة بالكلى المقابلة غير IRI لنفس الحيوان بعد 24 ساعة من الجراحة. يظهر السهم الأحمر في (B) موضع مشبك مرقئ. اختصار: IRI = إصابة نقص التروية التروية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: وزن جسم الفئران قبل وبعد IRI الكلوي. يتم عرض البيانات الفردية. الاختصارات: IRI = إصابة نقص التروية التروية; ح = ساعات; د = أيام. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: الآفات المجهرية النموذجية التي لوحظت في القشرة الدماغية والوصلة القشرية النخاعية للفئران التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء. يتم عرض صورية وأوقات تروية مختلفة (يشار إليها أعلاه فوق كل صورة). (أ) تظهر الهياكل السليمة في صورية (التكبير 40x؛ شريط المقياس = 20 ميكرومتر). تشير الأسهم في IRI 4 h إلى وجود صب بروتيني في التجويف الأنبوبي (التكبير 40x ؛ شريط المقياس = 20 ميكرومتر). تظهر الأسهم في IRI 8 h توسعا أنبوبيا (تكبير 40x ؛ شريط مقياس = 50 ميكرومتر). يظهر السهم الأسود في IRI 16 h المدلى بها أنبوبيا في أجزاء نخاعية. تظهر الأسهم البيضاء مناطق النخر الخلوي (التكبير 40x ؛ شريط المقياس = 50 ميكرومتر). تشير الأسهم السوداء في IRI 1 d إلى توسع أنبوبي (تكبير 10x ؛ شريط مقياس = 100 ميكرومتر). يظهر السهم الأسود في IRI 2 d نوى الخلايا المتضخمة. تظهر رؤوس الأسهم البيضاء مناطق تسلل الخلايا الليمفاوية والبلاعم (التكبير 40x ؛ شريط المقياس = 50 ميكرومتر). تشير رؤوس الأسهم البيضاء في IRI 4 d إلى الخلايا الأنبوبية الانقسامية (التكبير 40x ؛ شريط المقياس = 50 ميكرومتر). يظهر السهم الأسود في IRI 7 d منطقة من التليف البؤري. يظهر رأس السهم الأبيض مساحة تجديد (التكبير 20x؛ شريط المقياس = 100 ميكرومتر). (ب) تلطيخ PAS يظهر القشرة الكلوية للفئران أثناء التروية المبكرة (4 ساعات و 8 ساعات و 16 ساعة). لاحظ التوهين التدريجي لحدود الفرشاة (الأسهم). التكبيرات 40x. أشرطة المقياس = 50 ميكرومتر (C) تلطيخ ماسون ثلاثي اللون من الفئران الوهمية و IRI 7 d تظهر مناطق التليف الخلالي (الأسهم البيضاء). التكبير 40x ؛ أشرطة المقياس = 50 ميكرومتر. الاختصارات: IRI = إصابة نقص التروية التروية; Glo = الكبيبات; معاهدة التعاون بشأن البراءات = النبيب الملتوي القريب ؛ DCT = النبيب الملتوي البعيد ؛ CD = قناة التجميع; PAS = حمض شيف الدوري. د = يوم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: درجة الإصابة الأنبوبية للفئران التي تعمل بالصورية و IRI. مقياس نظام التسجيل من 1 إلى 5 للتوهين الظهاري الأنبوبي ؛ فرشاة فقدان الحدود. نخر أنبوبي انسداد اللمعان ووجود المدلى بها البروتينية. يشير تعيين "1" إلى أن التغيير موجود ، و "0" أنه غائب. يتم عرض القيم الفردية. تمثل الأشرطة متوسط ± SD (n = 4). اختصار: IRI = إصابة نقص التروية التروية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| الوقت بعد IRI | أهم التغيرات المرضية |
| 4 ساعات | انسداد أنبوبي |
| البروتين المصبوب في التجويف | |
| 8 ساعات | توسيع أنبوبي |
| النخر الأولي | |
| تخفيف الظهارة | |
| 16 ساعة | النخر الخلوي |
| صب أنبوبي | |
| تسلل العدلات | |
| 1 يوم | نخر |
| توسيع أنبوبي | |
| تسلل العدلات | |
| 2 أيام | توسيع أنبوبي |
| تسلل الخلايا الليمفاوية والبلاعم | |
| تضخم نوى الخلايا | |
| 4 أيام | نشاط انقسامي بارز في الخلايا النبوبية |
| 7 أيام | التليف البؤري |
| مجالات التجديد |
الجدول 1: أهم التغيرات المرضية مع مرور الوقت. تم تشخيصه بناء على الفحص المجهري ل 4-6 لكل مجموعة.
Discussion
تحظى نماذج IRI الكلوية للفئران بشعبية في الأبحاث الطبية الحيوية بسبب تكاليفها التشغيلية المنخفضة نسبيا وتوافر نماذج متنوعة معدلة وراثيا12. يحاكي نموذج IRI الكلوي الأحادي الجانب المقدم هنا التغيرات المرضية المميزة التي لوحظت في IRI الكلوي البشري مثل التمدد الأنبوبي والنخر والتليف13. وتستند هذه النتائج إلى أوقات إعادة التروية المختلفة.
وتشمل الخطوات الحاسمة لهذا البروتوكول الحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة ووضع صحيح للمشبك الوعائي في عنيق الكلى. تؤثر درجة حرارة الجسم على عملية التمثيل الغذائي للحيوان14 ، مما يغير النتائج التجريبية على المستويين الفسيولوجي والخلوي15. في هذا النموذج ، تم تثبيت درجة حرارة الجسم قبل الجراحة باستخدام مجسات استشعار المستقيم والوسادة. بالإضافة إلى ذلك ، يوصى بشدة بالمراقبة المستمرة لدرجة حرارة الجسم أثناء العملية الجراحية بأكملها ، خاصة قبل وضع المشبك الوعائي للحث على نقص التروية.
التعرض للكلى والوضع السليم للمشبك الوعائي هي أيضا حاسمة لنجاح التجربة. الأضرار التي لحقت كبسولة الكلى عن طريق التعامل غير السليم مع الملقط أثناء التعرض للكلية من خلال شق جراحي سيؤدي إلى نزيف حول الكلى والالتهاب. يجب وضع المشبك الوعائي على عنيق الكلى الذي يسد الشريان الكلوي والوريد الكلوي دون التأثير على الحالب والشرايين فوق الكلوية. من الأهمية بمكان لهذه الخطوة التشريح الدقيق للأنسجة الدهنية المحيطة ب hilum الكلوي14,16.
هذا النموذج فعال من حيث التكلفة والوقت. كان استهلاك التخدير لكل فأر 156.47 ± 37.88 ميكرولتر (متوسط ±SD ، n = 17) من كوكتيل الكيتامين / الزيلازين المخفف (1:10 الكيتامين ، 1:50 xylazine ، في محلول الملح ؛ تركيز محلول المخزون ، 100 ملغ / مل على حد سواء). يمكن إجراء الجراحة في فترة قصيرة نسبيا. كان إجمالي وقت الجراحة لكل فأر 53 ± 5.23 دقيقة (متوسط ± SD ، n = 17). مع الموظفين المدربين ، يمكن إجراء العديد من العمليات الجراحية في نفس الوقت. في مجموعتنا ، أجرى أحد الباحثين ذوي الخبرة الجراحة حتى تم إطلاق المشبك من عنيق الكلى ، في حين تولى باحث ثان من إغلاق الجرح حتى استعادة الفأر. مع هذا النهج ، تمكنا من إجراء عدد كبير من العمليات الجراحية في يوم واحد. في هذا النموذج ، استخدمنا النهج الظهري الجانبي ، مما يؤدي إلى صدمة أقل وتقليل فقدان السوائل والحرارة من تجويف البطن مقارنة بنهج خط الوسط16.
وقد وصفت البروتوكولات المنشورة سابقا تقنية لقط عنيق الكلى للحث على إصابة الكلى الحادة في الفئران17،18،19. ومع ذلك ، في تلك الدراسات ، تم إجراء استئصال الكلية المقابل بالإضافة إلى IRI من جانب واحد مع أوقات نقص تروية تتراوح من 15 إلى 26 دقيقة. في هذا البروتوكول ، قمنا بتحفيز نقص التروية من جانب واحد لمدة 30 دقيقة مع الحفاظ على الكلى المقابلة. وقد أدى ذلك إلى معدل بقاء على قيد الحياة بنسبة 100٪. ومع ذلك ، فإن هذا النموذج غير مناسب للحث على تلف الكلى الآزوتيمي ويرجع ذلك جزئيا إلى التأثير التعويضي الذي تمارسه الكلى المقابلة غير المتداخلة جراحيا. ومع ذلك ، فإن الحفاظ على كلية واحدة غير متأثرة في نفس الحيوان يوفر ميزة استخدام أوقات نقص تروية أطول مع معدل بقاء أعلى. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام الكلى المقابلة لتقييم الآثار الجانبية المحتملة لعقاقير الاختبار أو العلاجات المطبقة أثناء الإجراء التجريبي ودراسة آثار الكلى والكلى المتقاطعة20,21. على سبيل المثال ، كان هذا النموذج مفيدا في إظهار التغيرات التفاعلية التي تسببها أنواع الأكسجين على المستوى الخلوي في كل من IRI والكلى المقابلة وغير المتداخلة جراحيا11.
هذا النموذج له تطبيق محتمل في الدراسات التي تهدف إلى تحديد وتوصيف علامات الضرر الكلوي من جانب واحد ، وتأثيرات التداخل الكلوي ، والتغيرات الديناميكية الدموية التي يسببها المعهد الجمهوري الدولي بعد الكلى ، والآثار السامة للكلية المحتملة للأدوية المرشحة لاستخدامها في IRI الكلوي. هذا الوصف التفصيلي للتغيرات المرضية الرئيسية بمثابة أداة قيمة لاختيار الوقت الأنسب لدراسة عمليات خلوية محددة ، من الالتهاب والنخر (4 ساعات إلى 2 أيام) إلى التجديد (4 أيام) والتليف (7 أيام وما بعدها).
Disclosures
يعلن المؤلفون أنه لا يوجد تضارب في المصالح فيما يتعلق بهذه المقالة.
Acknowledgments
تم تأسيس جزء من العمل الموضح في هذه المقالة من قبل مركز أبحاث الثدييات التكاملية التابع لكلية الطب البيطري بجامعة روس (RUSVM) ، سانت كيتس ونيفيس. إن المساعدات المالية التي يقدمها قسم العلوم الطبية الحيوية البيطرية في كلية الطب البيطري بجامعة لونغ آيلاند تحظى بتقدير كبير.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Atipamezole hydrochloride | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | PVS8700 | 5 mg/mL |
| Buprenorphine | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | PRMBURPEN22 | 0.3 mg/mL |
| Commercial euthanasia solution | various suppliers | na | e.g., Euthasol Virbac (sodium pentobarbital 390 mg/mL + sodium phenytoin 50 mg/mL) |
| Eye ointment Puralube | Dechra Veterinary Products, KS, USA | na | 3.5 g (1/8 oz) |
| Heating pad RightTempJr | Kent Scientific, CT, USA | RT-JR-20 | Consider the one with two temperature probes |
| Ketamine hydrochloride | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | VED1220 | 100 mg/ml |
| S&T Vascular clamp | Fine Science Tools, Inc., Germany | 00398-02 | Jaw dimensions: 5.5 x 1.5 mm; length: 11 mm |
| Sterile Disposable Towel Drapes | Kent Scientific, CT, USA | SURGI-5023-3 | Disposable, individualy packed |
| Surgical instruments (Graefe forceps, Halsted-Mosquito hemostat, scissors, etc) | Fine Science Tools, Inc., Germany | Various | Consider the extra fine straight scissor and the angled Graefe forceps |
| Vicryl suture | Ethicon US, LLC | J493G | Size 5-0 |
| Xylazine hydrochloride | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | VAM4821 | 100 mg/mL |
References
- Ray, S. C., Mason, J., O'Connor, P. M. Ischemic renal injury: can renal anatomy and associated vascular congestion explain why the medulla and not the cortex is where the trouble starts. Seminars in Nephrology. 39 (6), 520-529 (2019).
- Weight, S. C., Bell, P. R., Nicholson, M. L.
- Ratliff, B. B., Abdulmahdi, W., Pawar, R., Wolin, M. S. Oxidant mechanisms in renal injury and disease. Antioxidants & Redox Signaling. 25 (3), 119-146 (2016).
- Schrier, R. W., Wang, W., Poole, B., Mitra, A. Acute renal failure: definitions, diagnosis, pathogenesis, and therapy. The Journal of Clinical Investigation. 114 (1), 5-14 (2004).
- Fernández, A. R., Sánchez-Tarjuelo, R., Cravedi, P., Ochando, J., López-Hoyos, M. Review: Ischemia reperfusion injury-a translational perspective in organ transplantation. International Journal of Molecular Sciences. 21 (22), 8549 (2020).
- Wu, C. -L., et al. Tubular peroxiredoxin 3 as a predictor of renal recovery from acute tubular necrosis in patients with chronic kidney disease. Scientific Reports. 7 (1), 43589 (2017).
- Nishida, K., et al. Systemic and sustained thioredoxin analogue prevents acute kidney injury and its-associated distant organ damage in renal ischemia reperfusion injury mice. Scientific Reports. 10 (1), 20635 (2020).
- Mishra, J., et al. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) as a biomarker for acute renal injury after cardiac surgery. Lancet. 365 (9466), 1231-1238 (2005).
- Han, W. K., Bailly, V., Abichandani, R., Thadhani, R., Bonventre, J. V. Kidney injury molecule-1 (KIM-1): A novel biomarker for human renal proximal tubule injury. Kidney International. 62 (1), 237-244 (2002).
- Coca, S. G. Kidney injury biomarkers with clinical utility: has Godot finally arrived. American Journal of Nephrology. 50 (5), 357-360 (2019).
- Godoy, J. R., et al. Segment-specific overexpression of redoxins after renal ischemia and reperfusion: protective roles of glutaredoxin 2, peroxiredoxin 3, and peroxiredoxin 6. Free Radical Biology & Medicine. 51 (2), 552-561 (2011).
- Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: technical notes and tricks. American Journal of Physiology - Renal Physiology. 303 (11), 1487-1494 (2012).
- Gaut, J. P., Liapis, H. Acute kidney injury pathology and pathophysiology: a retrospective review. Clinical Kidney Journal. 14 (2), 526-536 (2021).
- Le Clef, N., Verhulst, A., D'Haese, P. C., Vervaet, B. A. Unilateral renal ischemia-reperfusion as a robust model for acute to chronic kidney injury in mice. PLoS One. 11 (3), 0152153 (2016).
- Pelkey, T. J., et al. Minimal physiologic temperature variations during renal ischemia alter functional and morphologic outcome. Journal of Vascular Surgery. 15 (4), 619-625 (1992).
- Kennedy, S. E., Erlich, J. H.
- Skrypnyk, N. I., Harris, R. C., de Caestecker, M. P. Ischemia-reperfusion model of acute kidney injury and post injury fibrosis in mice. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (78), e50495 (2013).
- Hesketh, E. E., et al. Renal ischaemia reperfusion injury: a mouse model of injury and regeneration. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (88), e51816 (2014).
- Wei, J., et al. New mouse model of chronic kidney disease transitioned from ischemic acute kidney injury. American Journal of Physiology. Renal Physiology. 317 (2), 286-295 (2019).
- Basile, D. P., Leonard, E. C., Tonade, D., Friedrich, J. L., Goenka, S. Distinct effects on long-term function of injured and contralateral kidneys following unilateral renal ischemia-reperfusion. American Journal of Physiology - Renal Physiology. 302 (5), 625-635 (2012).
- Polichnowski, A. J., et al. Pathophysiology of unilateral ischemia-reperfusion injury: importance of renal counterbalance and implications for the AKI-CKD transition. American Journal of Physiology. Renal Physiology. 318 (5), 1086-1099 (2020).
