כאן מוצג פרוטוקול לקביעת מודל עכבר של פיברוזיס כלייתי באמצעות פגיעה חד-צדדית באיסכמיה-ריפרפוזיה ואחריה נפרקטומיה נגדית מאוחרת. אסטרטגיה זו מאפשרת מחקרים לאורך זמן של המעבר מ-AKI ל-CKD והערכה מדויקת של תפקוד הכליות השארי בנקודת הסיום.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן מוצג פרוטוקול לקביעת מודל עכבר של פיברוזיס כלייתי באמצעות פגיעה חד-צדדית באיסכמיה-ריפרפוזיה ואחריה נפרקטומיה נגדית מאוחרת. אסטרטגיה זו מאפשרת מחקרים לאורך זמן של המעבר מ-AKI ל-CKD והערכה מדויקת של תפקוד הכליות השארי בנקודת הסיום.
פגיעת איסכמיה-רפווזיה כלייתית (IRI) תורמת לפגיעה חריפה בכליה (AKI) ומהווה גורם מרכזי להתקדמות למחלת כליות כרונית (CKD). מודל בעלי חיים שניתן לשחזור הוא הכרחי כדי להקל על הערכת מנגנוני תיקון לא מסתגל ופיברוזיס. כאן מדווח מודל עכבר סטנדרטי של פיברוזיס כלייתי, שנקבע על ידי פגיעת איסכמיה-רפוזייה חד-צדדית (uIRI), ואחריה נפרקטומיה נגדית (CNx). אסטרטגיה זו מבטיחה הישרדות ארוכת טווח של בעלי חיים במהלך התקדמות המחלה, תוך מתן הערכה מדויקת של תפקוד הכליה השארי של הכליה הפגועה בזמן הקציר. עכברים זכרים מסוג C57BL/6 עברו איסכמיה חמה במשך 28 דקות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס, ובוצעה בדיקת CNx 24 שעות לפני כל נקודת סיום מחקר. עכברים הוקרבו להערכות היסטולוגיות ואימונוהיסטוכימיות בנקודות זמן הבאות: 2 ימים, 5 ימים, שבוע אחד, שבועיים, 3 שבועות ו-4 שבועות לאחר IRI. בימים 2 ו-5 לאחר הניתוח, הכליות הראו בעיקר נקרוזיס צינורית, במיוחד בצומת הקורטיקומדולר, ללא עדות לפיברוזיס אינטרסטיאלי. החל משבוע לאחר הניתוח, תכונות פתולוגיות אלו הוחלפו בחדירת תאים דלקתיים ואטרופיה צינורית מוקדמת; פיברוזיס בין-תחנות הופיעה גם היא והגיעה לשיא חומרתה בשבוע השני. בשבועות השלישי והרביעי לאחר הניתוח, הכליות הראו ניוון צינורות נרחב התואם לניוון חוסר שימוש. ראוי לציין כי הפיברוזיס הבין-תאי הופחת בהשוואה לשבוע השני, מה שמעיד על התקדמות לשלב הצלקת ההיפותאלי השקט. מודל זה משחזר ביעילות את התרחישים הקליניים של המעבר מ-AKI ל-CKD ומספק פלטפורמה אמינה לחקר מנגנונים פיברוטיים ולסקר התערבויות טיפוליות.
פגיעת איסכמיה-ריפרפוזיה (IRI) היא אחד הגורמים הקריטיים המובילים לפגיעה חריפה בכליה (AKI) במסגרת קלינית1. הסיבות הנפוצות כוללות השתלת כליה (הכוללת איסכמיה קרה וחמה ואחריה רפרפוזיה של כליית התורם), ניתוחים קרדיווסקולריים או כלייתיים הדורשים סתימה זמנית של כלי דם, ומצבי היפופרפוזיה מערכתית הנגרמים מטראומה חמורה, דימום חמור או ספסיס2.
הפתופיזיולוגיה של IRI כוללת תהליך דו-פאזי מורכב. בתחילה, בשלב האיסכמי, הפסקת אספקת החמצן והחומרים המזינים מובילה להפרעה מטבולית, דלדול ATP והפרעה תאי שלד תאי אפיתל צינורית בכליה (TECs)3. בהמשך, שיקום זרימת הדם במהלך הרפוזיה, אף שהוא הכרחי להצלת הרקמה האיסכמית, מפעיל "פגיעה משנית" מורכבת יותר. 4 שלב זה של הפציעה מונע על ידי שרשרת אירועים, כולל לחץ חמצוני כתוצאה מהתפרצות של מיני חמצן תגובתי (ROS), תפקוד לקוי של האנדותל, חדירה המונית של תאים דלקתיים (כגון נויטרופילים ומאקרופאגים), והפעלת מערכת המשלים3. מפלים מורכבים אלו מחמירים יחד את האפופטוזיס והנמק של TECs, ומהווים את ההופעה הפתולוגית הראשית של AKI.
ראוי לציין ש-IRI אינו מוגבל לנזק חריף והפיך. ראיות משמעותיות מצביעות על כך שתיקון לא שלם או לא מסתגל לאחר IRI כלייתי הוא מנגנון מרכזי המניע את המעבר לפתולוגיה כרונית ארוכת טווח. בתנאים פיזיולוגיים, הכליה מתחילה תוכנית תיקון לאחר AKI, שמנקה תאים פגועים ומקדמת התרבות והבחנה של TECs ששרדו כדי לשקם את מבנה ותפקוד הצינורות הפגועים. עם זאת, לאחר פגיעה חמורה או חוזרת ב-IRI, תהליך התיקון עלול להפוך לבלתי מוסד, מה שמוביל בסופו של דבר לניוון צינורית, פיברוזיס בין-כלייתי, ולהאיץ את התפתחות והתקדמות מחלת כליות כרונית (CKD)5,6.
לכן, הבהרת מנגנוני המעבר מ-AKI ל-CKD ופיתוח התערבויות טיפוליות הם צרכים דחופים. מודלים של מכרסמים, במיוחד מודלים של עכברים, הפכו לכלים חיוניים וחיוניים לחקר פיברוזיס לאחר IRI בשל הרקע הגנטי המוגדר היטב והדמיון שלהם להתפתחות מחלות בבני אדם. עם זאת, קיימת הטרוגניות משמעותית במתודולוגיות IRI הנוכחיות (למשל, משך האיסכמיה, בקרת טמפרטורה, פציעה חד-צדדית לעומת דו-צדדית), מה שמוביל לשחזור ירוד ולהגבלת השוואות בין מחקרים7.
כדי להתמודד עם אתגרים אלו, המחקר הנוכחי מפרט פרוטוקול סטנדרטי למודל פציעת איסכמיה-ריפרפוזיה חד-צדדית מותאם (uIRI). כמו כן, פרוטוקול זה כולל ניתוח נפרקטומיה נגדית (CNx) שבוצעה 24 שעות לפני סיום המחקר. אסטרטגיה זו מתגברת על התמותה הגבוהה הקשורה לאיסכמיה דו-צדדית ומאפשרת הערכה מדויקת של תפקוד הכליה השארי וההתקדמות הפיברוטית בכליה הפגועה. מודל זה מסכם במדויק את המעבר הדינמי מ-AKI ל-CKD, ומספק פלטפורמה חזקה בחיים לחקירה מכנית וסינון טיפולי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בבעלי חיים נערכו בהתאם לתקנות לניהול עניינים הנוגעים לבעלי חיים ניסיוניים. הפרוטוקול הניסויי אושר על ידי ועדת הטיפול והשימוש בבעלי חיים מוסדיים (IACUC) של חברת Guangzhou Jennio Biotech בע"מ (אישור מס' JENNIO-IACUC-2025-A053). כל ההליכים בוצעו בהתאם להדרכה לטיפול ושימוש בבעלי חיים במעבדה ולהנחיות המוסדיות, תוך שמירה מלאה על עקרונות 3R. ציר הזמן של המחקר, כולל נקודות ההקרבה ואיסוף הדגימות, מסוכם באיור 1.
1. הכנת בעלי חיים וכלים
2. הליך כירורגי
3. טיפול ומעקב לאחר הניתוח
4. הערכות לאחר ניתוח
5. ניתוח סטטיסטי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במהלך כל תקופת הניסוי, שיעור ההישרדות הכולל היה 100% הן לקבוצת שאם והן לקבוצת uIRI (n = 4 לכל נקודת זמן). לא נצפו תמותה במהלך ניתוח ה-uIRI הראשוני או במהלך ההליך המאוחר של CNx. תוצאה זו מאשרת את פרופיל הבטיחות הגבוה והאמינות של פרוטוקול דו-שלבי זה בהשוואה למודלים דו-צדדיים של איסכמיה, אשר בדרך כלל סובלים מתמותה משמעותית הנגרמת מאורמיה.
צביעת H&E, צביעת טריכרום של מסון, וצביעה IHC ל-α-SMA בוצעו בשש נקודות זמן (איור 2) כדי לבחון את ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחקר הנוכחי מתאר פרוטוקול סטנדרטי להקמת מודל עכבר לפיברוזיס אינטרסטיציאלי כלייתי באמצעות uIRI, ולאחר מכן CNx שבוצע 24 שעות לפני סיום המחקר. סקר היסטופתולוגי דינמי חשף שלבים פתולוגיים מובחנים: נמק צינורית חריפה המאופיין בשיא ההיכרויות בימים 2–5, ואחריה פיברוגנזה פעילה והפעלה של מיופיברובלסטים שמגיעים לשיא בשבוע 1–2, ובמיוחד בשבועות 3–4 הרקמה עברה לשלב כרוני המאופיין בהצטברות קולגן יציבה אך ירידה משמעותית בביטוי α-SMA הבין-סטטיאלי. מודל העכבר ששימש במחקר זה מייצג מודל תקף של המעבר מ-AKI ל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים מתחרים.
מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82373042), צוות החדשנות המשותף למחקר קליני ובסיסי (202409), וקרן המדעים הטבעיים של מחוז שאנדונג (ZR2022QH291, ZR2025MS1199).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| נוגדן אנטי-&אלפא;-SMA | פרויטנטק | 14395-1-AP | נוגדן ראשוני המשמש ב-IHC לזיהוי ביטוי ו-אלפא-SMA ולהערכת הפעלת מיופיברובלסט |
| ערכת בדיקת דם לאוריאה חנקן (BUN) | מכון המחקר לביוטכנולוגיה של נאנג'ינג ג'יאנצ'נג בע"מ. | C013-2-1 | משמש לכימות רמות BUN בסרום להערכת תפקוד כליה שארתי |
| ערכת בדיקה של קריאטינין (CRE) | מכון המחקר לביוטכנולוגיה של נאנג'ינג ג'יאנצ'נג בע"מ. | C011-2-1 | משמש לכימות רמות קריאטינין בסרום להערכת תפקוד כלייתי שאריתי |
| מערכת ההרדמה הגזית | נאנג'ינג קלווין ביוטכנולוגיה בע"מ. | KW-MZJ-4 | מצויד באיזופלורן להרדמה כללית |
| תוכנת GraphPad Prism | GraphPad Software, Inc. | לא זמין | משמש לניתוח סטטיסטי וייצוג גרפי של נתונים (https://www.graphpad.com) |
| מערכת ניטור הומורמית | מדעי ההתנהגות | CS-HS-0001 | מצויד בגלאי רקטלי לניטור ווויסות טמפרטורת גוף בלולאה סגורה ורציף |
| ImageJ Software | המכונים הלאומיים לבריאות | לא זמין | תוכנה בקוד פתוח המשמשת לכימות מורפומטרי של אזורים פיברוטיים ואות IHC |
| איזופלוראן | RWD לייף סיינס בע"מ; | R510-22 | חומר הרדמה משאף המשמש במהלך ניתוחים |
| מסון' ערכת הצביעה בטריכרום | ביוטיים | C0189M | לכמת הצטברות קולגן |
| מיקרוקליפ וסקולרי לא טראומטי | חברת רובוז כירורגיה אינסטרומנט | RS-5481T | השתמשתי בלחיצה על הפדיקול הכלייתי למשך 28 דקות |
| פאראפורמלדהיד (4%) | ביוטיים ביוטק בע"מ | P0099-100ml | משמש לקיבוע מהיר של דגימות רקמת כליה שנקטפו |
| בופר נתרן ציטראט (10 מ"מ, pH 6.0) | תרמו פישר סיינטיפיק בע"מ; | 005000 | משמש לשחזור אפיטופים מושרה על ידי חום לפני צביעת אימונוהיסטוכימיה |
| מיקרוסקופ כירורגי סטריאוטקסי | בייג'ינג ג'ונגטיאן גואנגג'נג טכנולוגיה בע"מ | TS-39NK | משמש לביצוע ניתוח IRI |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.