この原稿は、腎盂への大腸菌による直接腎内感染を使用した腎盂腎炎のラット手術モデルについて説明しています。この実験手順は、腎盂腎炎の病因だけでなく、関連する炎症や線維症の研究にも利用できます。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
この記事について
サマリー
要約
腎盂腎炎は腎臓の細菌感染症であり、最も一般的には大腸菌によって引き起こされます。感染症の再発は、重大な腎の炎症や線維化を引き起こし、最終的には腎機能の低下を引き起こす可能性があります。腎盂腎炎の臨床管理と予防を改善する前に、進行、再発、および治療効果のメカニズムを研究するために、信頼性の高い動物モデルを確立する必要があります。経尿道的感染モデルは、ヒト腎盂腎炎によく似ていますが、細菌を腎臓に輸送するために尿道逆流に依存しているため、かなりのばらつきを示します。本明細書では、ラット腎盂への細菌注射を実施するための詳細な外科的プロトコルが提供され、非侵襲的磁気共鳴画像法(MRI)によって確認される。このプロトコルを使用して、動物は所望の濃度の大腸菌に直接曝露され、適切な術後ケアで外科的処置から完全に回復することができます。これにより、生理食塩水(偽)コントロールとの比較のための実験動物モデルのその後の縦断的MRI評価が容易になります。この直接送達アプローチを使用すると、感染の重症度を制御し、進行のメカニズム研究や新しい治療戦略の開発に適用できます。
概要
齧歯類モデルは、腎盂腎炎および尿路感染症（UTI）を含む多数のヒト疾患の症状を研究するために使用されている。 UTIは世界的な健康問題であり、すべての年齢の子供、男性、および女性に影響を与える可能性があります。 1、2、3のUTIの初期症状は、膀胱炎を含む、感染は尿管に沿って上昇した場合、腎臓感染（腎盂腎炎）が続いてもよいです。同時に、糖尿病の罹患率は世界中で4億人に達しています。 4、5重要なことに、UTIの発生率がアップ肥満であるか、または再発性UTI感染（rUTI）、敗血症、腎盂腎炎から腎線維症、及び膀胱機能不全の危険性の増大をもたらす、2型糖尿病を有する患者の4倍であることができます。 6、7、8げっ歯類現在の抗生物質療法はUTI患者のサブセットにおいてのみ持続的かつ予防的応答を生じるため、モデルはUTIの研究において重要である。臨床UTIケアを改善するために、主要なステップは、急性感染から炎症、線維症へのrUTIおよびその病態生理学的プ....
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
プロトコル
すべての動物実験は、Case Western Reserve Universityで承認された動物実験および使用委員会（IACUC）のプロトコールに従って実施した。以下に記載される外科的処置の持続時間は、約45〜60分である。 MRI手順自体は、各時点で約15分である。
1.麻酔
- 注射可能な麻酔を腹腔内投与する前に、動物の取り扱いおよび拘束を容易にするために、イソフルランチャンバーを酸素と混合した2％イソフルランでラットを麻酔する。
- イソフルランに3〜5分間暴露した後、動物が麻酔され、つま先にピンチに反応しないことを確認する。
- キシラジンとケタミンの混合物の腹腔内注射：75mg / kgケタミン/ 10mg / kgキシラジンを用いてラットをさらに鎮静させる。腹腔内注射を行う際には、腸やその他の重要な器官の一部に穿刺されていないことを確認するために針を引き戻します。
- 私切開部位に2mg / kgのブピバカインを皮下投与して、局所的な痛みを軽減する。
2.外科手術領域の準備
- 外科用器具および消耗品を手術前に滅菌し、滅菌のために外科用パッド上に配置する。ほとんどの器具および消耗品は、オートクレーブして再使用することができます。
- すべての外科手術に無菌手袋を使用する。
- 動物の右側から毛皮....
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
結果
医療画像技術は、非侵襲的にUTIおよび治療効果を評価する機会を提供する。したがって、MRIを利用して、1〜2×10 7個のUTI89 大腸菌の注射後の急性感染の誘導を確認し、手術前後の腎臓の変化を視覚化した。 図1a-bは、腎臓感染の漸増領域（黄色の矢印）を示す。感染後1および4日目に各動物について得られたMRI画像は、急性腎盂腎炎感染の成長を特徴付けるのに役立つ。
図1：軸T1加重MRIの大腸菌からの画像- （A）1日目に腎盂腎炎の齧歯類モデルを誘導し、（b）は、4日目、感染後（黄色矢印）。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
ディスカッション
げっ歯類（すなわち、マウスおよびラット）における急性腎盂腎炎の上昇は経尿道カテーテル法によって生じ得る。それは上昇感染症の非侵襲的および模倣ヒト病態である16、17、18、この経尿道感染法が有利です。 17、18、19、20しかし 、この方法はまた、不規則な感染率及びこのような排尿および解剖学的変化のような生理学的限界に腎臓に投与可変大腸菌から受けることができます。 11 Fierer et al。 （1971）は、 大腸菌を膀胱に注入した後に腎盂腎炎の証拠を示す40匹中6匹（15.......
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
開示事項
著者らは他に開示していない。
謝辞
著者は、NIH/NIDDK K12 DK100014 (Lan Lu)、Case Comprehensive Cancer Center (NIH/NCI P30 CA43703)、およびクリーブランドのClinical and Translation Science Collaborative(NIH/NCATS UL1 TR000439)の支援に感謝したいと思います。
....アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 吸収パッド | フィ | ッシャー14-127-47 | |
| 綿ガーゼパッド | フィ | ッシャー22-415-469 | |
| ラテックス手術用手袋 | リーシャインアニマルヘルス | 21540 | |
| 湾曲メイヨーハサミ | ッシャーS17341 | ||
| ストレートブラントフォレセップ | スフィ | ッシャー08-895 | |
| メスハンドル | フィッシャー | 08-913-5 | |
| 滅菌メスブレード | フィッシャー | 53220 | |
| 1 ml ルアーロック シリンジ | BD バイオサイエンス | 309628 | 細菌注射用 |
| 20 ml ルアーロック シリンジ | BD Biosciences | 301031 | 生理食塩水洗浄用 |
| Hemostat | Seneca Medical | 240267 | |
| 23 G 3/4 in.針 | BDバイオサイエンス | 305143 | |
| 30 G 1インチ針 | BDバイオサイエンス305128 | ||
| U-100インスリンシリンジ | エクセルインターナショナル | 25846 | 薬の注射のために |
| イソフルラン | ヘンリー シャイン 動物の健康 | 050033 | |
| キシラジン | ヘンリー シャイン 動物の健康 | 33197 | IP |
| ケタミン | パターソン 動物を注射する | 07-881-9413 | IP |
| ヨヒンビン(アチパメゾール) | パターソン動物注射 | 07-867-7097 | 手術後にIPを注入 |
| ブピバカイン(マルカイン) | Patterson Vetrinary | 07-890-4584 | 切開部位にSQを注入 |
| 4-0 クロミック腸縫合 | Ethicon Inc. | U203H | |
| 4-0 ブレードビクリル縫合糸 | エチコン株式会社 | J304H | |
| 1 ml SubQ シリンジ | BD バイオサイエンス | 309597 | |
| E. coli UTI89またはCFT073 | ATCC | 700928 | |
| Surgicel Absorbable Hemostat | Ethicon Inc. | ETH1951CS | |
| Biospec 9.4T MRI | ブルカー | 94/20 USR |
参考文献
- Saliba, W., Barnett-Griness, O., Rennert, G. The association between obesity and urinary tract infection. Eur J Intern Med. 24 (2), 27-31 (2012).
- Semins, M., Shore, A., Makary, M., Weiner, J., Matlaga, B. The impact of obesity on urinary tract infection risk. Urology. 79 (2),....
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
再版と許可
タグ
