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Einführung eines standardisierten Nierenarterie-Ligationsverfahrens bei Bluthochdruck bei syrischen Goldhamstern

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DOI:

10.3791/69871

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8. Mai 2026

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1Guangdong Provincial Key Laboratory of Large Animal Models for Biomedicine, South China Institute of Large Animal Models for Biomedicine, School of Pharmacy and Food Engineering, Wuyi University, 2Affiliated Jiangmen TCM Hospital of Ji'nan University, 3Institute of Cardiovascular Science, School of Basic Medical Sciences, Health Science Center, Peking University

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Diese Studie etablierte und optimierte ein Modell der partiellen Nierenarterienligation bei syrischen Hamstern (2K1C), das stabil RAS-bedingte sekundäre Hypertonie im Hintergrund von Hyperlipidämie induziert und so eine hochreproduzierbare Grundlage für kardiovaskuläre Forschung bietet.

Zusammenfassung

Bluthochdruck gilt als große globale Gesundheitsbedrohung, die zu schweren Komplikationen führen kann, darunter Gefäßremodellierungen, Herzinsuffizienz, Myokardinfarkt und Nierenerkrankungen im Endstadium. Syrische Goldhamster, ein Modell mit natürlich exprimierendem Cholesterylester-Transferprotein (CETP), sind anfällig für diätinduzierte Hyperlipidämie. Um ein zuverlässiges und reproduzierbares Hamstermodell zur Untersuchung der Beziehung zwischen Nierenarterienstenose (RAS), sekundärer Hypertonie und Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu etablieren, wurde das Goldblatt-Modell mit zwei Nieren, einem Clip (2K1C) verwendet. Diese Studie beschreibt ein verfeinertes chirurgisches Verfahren zur Einleitung von RAS bei syrischen Goldhamstern mittels partieller Nierenarterienligatur, wobei kritische Faktoren wie die chirurgische Isolationstechnik und die Auswahl von Ligaturmaterial hervorgehoben werden, die die Ergebnisse erheblich beeinflussen. Die Umsetzung dieses standardisierten chirurgischen Protokolls führte dazu, dass etwa 90 % der behandelten Hamster einen konstanten systolischen Blutdruckanstieg von 25–30 mmHg aufwiesen. Dieses optimierte Nierenarterienligationsverfahren bietet eine robuste Methode zur Erstellung eines hypertensiven Hamstermodells mit hoher Konsistenz, verbesserter Reproduzierbarkeit und Nutzen für die Forschung zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Einleitung

Die Nierenarterienstenose (RAS) ist eine Hauptursache für sekundäre Hypertonie und stellt einen signifikanten Risikofaktor für kardiovaskuläre Morbidität1 dar. Eine Hauptherausforderung in der klinischen Forschung ist die Schwierigkeit, den kausalen Weg zwischen Dyslipidämie, Bluthochdruck und Endorganschäden zu erkennen, da Komorbiditäten und gleichzeitige Medikamente häufig Patientenstudien durcheinanderbringen. Dies unterstreicht den dringenden Bedarf an einem Tiermodell, das diese komplexe Pathophysiologie in einem kontrollierten, reproduzierbaren experimentellen Umfeld genau wiedergibt.

Das Goldblatt-Modell mit zwei Nieren, einem Clip (2K1C) ist eine etablierte Methode zur Auslösung von renovaskulärer Hypertonie bei Nagetieren. Konventionelle Arten wie Mäuse und Ratten stellen jedoch erhebliche Einschränkungen dar. Bemerkenswert ist, dass diesen Nagetieren das Cholesterester-Transferprotein (CETP) fehlt, ein Schlüsselenzym im menschlichen Hochdichte-Lipoprotein-Metabolismus2. Daher sind sie resistent gegen diätbedingte Hypercholesterinämie und Atherosklerose und können das Stoffwechselprofil nicht nachahmen, das häufig bei RAS-Patienten beobachtet wird. Darüber hinaus ist die hypertensive Reaktion auf das Clipping der Nierenarterie in diesen Modellen oft abgeschwächt und stark variabel; zum Beispiel zeigen C57BL/6-Mäuse einen minimalen Blutdruckanstieg, während Sprague-Dawley-Ratten erhebliche individuelle Variabilität aufweisen, was reproduzierbare mechanistische und therapeutische Untersuchungenerschwert 3,4.

Im Gegensatz dazu besitzt der syrische Goldhamster (Mesocricetus auratus) einzigartige physiologische Vorteile für solche Forschungen. Seine natürliche Expression von CETP ermöglicht die Entwicklung eines menschenähnlichen Lipoproteinprofils, einschließlich erhöhtem LDL-C und leicht erhöhtem HDL-C, wenn man eine fettreiche und cholesterinreiche Ernährung einnimmt, was zur spontanen Bildung atherosklerotischer Läsionen in der Aorta und den koronarenArterien führt. Dies bietet einen sehr relevanten metabolischen und vaskulären Hintergrund für die Untersuchung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Darüber hinaus zeigen neuere Erkenntnisse, dass Hamster eine signifikant robustere Blutdruckreaktion auf die Aktivierung des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems (RAAS) als Mäuse und Chymase zeigen, was sie besonders geeignet für die Bluthochdruckforschungmacht.

Trotz dieser Vorteile wurde der Nutzen des Hamster-2K1C-Modells durch das Fehlen eines standardisierten und überlebensfähigen Operationsprotokolls begrenzt. Bestehende Techniken, die von vollständiger Ligation mit hoher Sterblichkeitsrate bis hin zu operatorabhängiger partieller Ligierung reichen, liefern inkonsistente Ergebnisse und schlechte Reproduzierbarkeit7. Um die doppelte Anfälligkeit des Hamsters für metabolische und hypertensive Erkrankungen voll auszuschöpfen, entwickelten wir daher einen verfeinerten und hochreproduzierbaren chirurgischen Ansatz für das 2K1C-Modell. Dieses optimierte Protokoll gewährleistet eine konsistente Einleitung von Bluthochdruck vor dem Hintergrund von diätbedingter Dyslipidämie und bietet damit eine robuste und integrierte experimentelle Plattform, um die synergistischen Effekte von RAS, Hyperlipidämie und Herz-Kreislauf-Verletzungen zu untersuchen.

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Protokoll

Die Tierprotokolle wurden vom Ethikkomitee für Labortiere des Jiangmen International Health Innovation Institute (N2023008) und der Peking-Universität (DLASBE0730) genehmigt. Männliche syrische Goldhamster im Alter von 10–12 Wochen wurden für das Experiment verwendet. Die Details der verwendeten Reagenzien und Ausrüstung wurden in der Materialtabelle aufgeführt.

1. Präoperative Vorbereitung

  1. Füttern Sie die Tiere mit einer normalen Futterdiät und stellen Sie unter Standardbedingungen klares Wasser bereit (Temperatur 21–24 °C, Luftfeuchtigkeit 40%–60%, 12-Stunden-Hell-Dunkel-Zyklus).
  2. Sterilisieren Sie alle chirurgischen Instrumente und Materialien vor der Nutzung. Desinfizieren Sie die chirurgische Plattform mit 75 % Ethanol. Heizen Sie ein Heizkissen vor der Operation auf etwa 38 °C vor.
  3. Setzen Sie den Hamster in eine Anästheseinduktionskammer, die mit 3 % Isofluran versorgt wird (gemäß institutionell genehmigten Protokollen).
  4. Bestätigen Sie die Tiefenanästhesie durch das Fehlen eines Pedalrückzugsreflexes. Betäuben Sie die Anästhesie über einen Nasenkegel mit 1,5–2 % Isofluran.
  5. Entfernen Sie die Haare im mittleren linken Lendenbereich mit einem elektrischen Haarschneider.
  6. Desinfizieren Sie die freiliegende Haut mit Povidon-Jod.

2. Chirurgischer Eingriff

  1. Machen Sie mit einem Skalpell einen etwa 1,5–2 cm langen Längsschnitt in der Haut entlang der Mittellinie des linken Lendenraums. Sparten Sie die darunterliegenden Muskeln stumpf auf, um den Latissimus dorsi von der Iliocostalis-Schicht zu trennen. Schaffen Sie einen etwa 1 cm langen Zugangskanal entlang der Richtung der Muskelfasern.
  2. Ziehe das retroperitoneale Fett vorsichtig mit einer stumpfen Zange zurück, um die Niere freizulegen. Äußere die linke Niere und identifiziere den Nierenpedikel. Trennen Sie die Nierenarterie und Vene mit einer stumpfen Pinzette.
  3. Setzen Sie eine Nadel mit 0,27 mm Durchmesser neben die Nierenarterie. Führe eine 6-0-Polypropylen-Naht sowohl um die Arterie als auch um die Nadel. Binde einen einzelnen Überhandknoten locker.
    1. Ziehen Sie die Nadel vorsichtig zurück und hinterlassen Sie eine Umfangsverengung, die den luminalen Durchmesser auf 0,27 mm reduziert. Bestätigen Sie eine erfolgreiche Stenose, indem Sie eine sichtbare Verengung, aber kein vollständiges Stoppen des Blutflusses beobachten, begleitet von einer leichten Veränderung der Nierenfarbe.
  4. Bring die Niere zurück in die Nierenfossa. Schließe die Muskelschicht und die Haut getrennt mit 4-0 bzw. 3-0 nicht absorbierbaren Polypropylennähten. Desinfizieren Sie den Operationsbereich mit Povidon-Jod und anschließend mit Ethanol.
  5. Legt das Tier auf ein Wärmekissen und überwacht den Atemweg, bis das Bewusstsein zurückkehrt. Verabreichen Sie Carprofen (5 mg/kg, subkutan) bis zu 3 Tage nach der Operation. Halten Sie den Hamster mindestens eine Woche lang einzeln ein.

3. Blutdruckmessung

HINWEIS: Missen Sie den Blutdruck nicht-invasiv 2 und 4 Wochen nach der Operation mit einem Tail-Cuff-Blutdruckmesssystem.

  1. Betäuben Sie die Hamster in einer Kammer, die mit 3 % Isofluran versorgt ist.
  2. Stellen Sie das Tier in Bauchlage auf ein Operationsbrett und setzen Sie eine Maske an, um die Betäubung aufrechtzuerhalten.
  3. Befestigen Sie eine Manschette am Vorderarm und messen Sie für jedes Tier mindestens 2 Minuten lang den Blutdruck.

4. Ultraschalluntersuchung

HINWEIS: Untersuchen Sie die Nierenhämodynamik und strukturelle Anpassung 4 Wochen nach der Operation mittels Farb-Doppler- und dreidimensionalen Volumen-Ultraschallsystemen.

  1. Betäuben Sie die Hamster in einer Kammer, die mit 3 % Isofluran versorgt ist.
  2. Stellen Sie das Tier in Bauchlage auf ein Operationsbrett und setzen Sie eine Maske an, um die Betäubung aufrechtzuerhalten.
  3. Entfernen Sie Bauchhaare mit einer Enthaarungscreme, um optimalen Akustikkontakt zu gewährleisten. Tragen Sie vor dem Einsetzen der Ultraschallsonde das Kopplungsgel auf.
  4. Positionieren Sie die Sonde über der linken Niere und erhalten Sie ein klares Longitudinalbild im B-Modus.
  5. Messen Sie die Nierenlänge und die kortikale Dicke mit der Funktion des Bremssättels.
  6. Aktiviere den Farb-Doppler-Modus und visualisiere den Nierenblutfluss.
  7. Zeichnen Sie die maximale systolische Geschwindigkeit, die enddiastolische Geschwindigkeit auf und berechnen Sie den resistiven Index.
  8. Führen Sie eine dreidimensionale Untersuchung durch, um das Nierenvolumen zu rekonstruieren.
  9. Speichern Sie alle Bilder und Messdaten.
  10. Entfernen Sie die Sonde und überwachen Sie das Tier bis zur Genesung.

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Ergebnisse

In dieser Studie wurden diese Hamster zufällig in zwei Gruppen eingeteilt: 8 in der Scheinoperationsgruppe und 11 in der chirurgischen Gruppe. Alle Daten werden als Mittel ± Standardabweichungen dargestellt, sofern nicht anders angegeben. Die ungefähre Betriebszeit betrug 20–25 Minuten pro Tier. Es gab keine intraoperativen Todesfälle, und die Überlebensrate innerhalb von 9 Wochen nach der Operation lag bei 100%. Zwei Wochen nach der Operation wurde der nicht-invasive Blutdruck gemessen....

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Diskussion

Das Modell mit zwei Nieren, einem Clip (2K1C) ist ein klassisches Tiermodell in der Forschung zur renalen vaskulären Hypertonie. Mit historischen Wurzeln, die bis ins letzte Jahrhundert zurückreichen, simuliert es effektiv die Pathogenese der menschlichen Renovascular-Hypertonie. Der zugrundeliegende Mechanismus ist eine durch Nierenarterienstenose induzierte Ischämie, die das Renin-Angiotensin-System (RAS) aktiviert und letztlich zu systemischer Hypertonie führt. Dieses Modell spiegelt ...

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Danksagungen

Diese Forschung wurde vom Innovation Team Program finanziert, unterstützt vom National Key Research and Development Program Chinas (2022YFA1105403), dem Application Foundation Project mit Unterstützung der Stadt Jiangmen (2220002000296) und dem Innovation Team Program mit Unterstützung der Provinz Guangdong (2020KCXTD038).

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Naht mit 0,37 DrahtdurchmesserJohnson & Johnson MedTech, ChinaJH-18-5100
6-0 PolypropylennahtYangzhou Huanyu Medical Equipment Co., Ltd., ChinaN/A
TieranästhesiemaschineMidmark Corporation, USAV2330299
Carprofen Macklin, ChinaC830557-5g
Cholesterintest-Kit  Zhongsheng Beikong, China100000180
Farb-Doppler-UltraschallsystemMindray Medical, ChinaResona8
Glukosetest-KitZhongsheng Beikong, China100000240
High-Density-Lipoprotein-Cholesterin-TestkitZhongsheng Beikong, China100020235
LDLR KO Syrischer GoldhamsterPeking-Universität, ChinaN/A
Muromachi MK-2000ST Nicht-invasives Blutdruckmessgerät für Mäuse & RattenMuromachi Kikai Co., Ltd., Japan140305MU
Heizkisse für HaustiereMeitai, ChinaDXT30*35-1X
Rat Renin ELISA kit Covide, ChinaKWD-E7398R-B
NahtnadelJohnson & Johnson MedTech, ChinaJH-18-5037
Triglyzerid-Assay-KitZhongsheng Beikong, China100000220
Vertikaldruck-DampfsterilisatorYamato Scientific, JapanJ3170372

Referenzen

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