方法論記事

ラットの正中線開腹術による鋭い両極切除術を使用した5/6腎摘出術

DOI：

10.3791/67322

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2025年4月4日

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1Department of General, Visceral and Transplantation Surgery, Heidelberg University Hospital, 2Department of Urology and Urosurgery, University Medical Center Mannheim, Medical Faculty of the University of Heidelberg, 3Division of Intelligent Systems and Robotics in Urology (ISRU), German Cancer Research Center (DKFZ) Heidelberg, 4DKFZ Hector Cancer Institute at the University Medical Center Mannheim, 5Department of Urology, University Hospital Leipzig

この記事について

サマリー

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この原稿では、ラットモデルにおける正中線開腹術による鋭い両極端切除術による5/6腎摘出術の標準化されたプロトコルを紹介し、腎実質縮小による腎不全の状態を非常に系統的な精度で誘導し、技術的エラーのリスクを低く抑えることを目的としています。

要約

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慢性腎臓病(CKD)は、世界人口の10%以上、世界中で8億人以上が罹患しています。CKDの治療の進歩は、患者の転帰に大きな影響を与えています。CKDは、かつては末期腎疾患の合併症で亡くなる患者が多く、死刑宣告と考えられがちでしたが、現在では透析や腎移植、SGLT2阻害剤や非ステロイド性ミネラルコルチコイド受容体拮抗薬などの新薬開発により、慢性疾患として管理されることが増えています。

しかし、病態生理学的プロセスと潜在的な治療介入のさらなる探求に対する需要は依然として高まっています。信頼性の高い生物学的モデルは、この研究を促進する上で重要な役割を果たします。腎疾患の多面的な性質は、細胞生物学だけでなく、血管の微小解剖学や内分泌シグナル伝達も包含しているため、適切なモデルは、動物モデルだけが提供できる生物学的な複雑さのレベルを備えている必要があり、げっ歯類は明らかな選択肢となります。

したがって、この原稿は、生存および非生存アプリケーションのためのラットの正中開腹術および腎全摘出術と部分腎摘出術の組み合わせを通じて腎実質を外科的に縮小するための複雑で体系的なプロトコルを提供します。これは、一貫性のある信頼性の高い結果を確保するために、正確な外科技術の重要な役割を強調しています。このモデルの潜在的なアプリケーションの代表的な例としては、生体分子研究や医薬品研究、および腎灌流不良を客観的に視覚化して区別するためのハイパースペクトルイメージングなどの革新的な術中イメージングモダリティの開発が含まれます。

概要

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慢性腎臓病(CKD)は、世界人口のかなりの部分が罹患している進行性疾患です。これは、時間の経過とともに内分泌および濾過性腎機能が徐々に失われ、体内に老廃物や体液が蓄積し、内分泌系のバランスが崩れることを特徴としています。最近のデータによると、世界人口の9.1%から13.4%(7億人から10億人)がCKD1に罹患しています。CKDの有病率は年齢とともに増加し、米国では65歳以上の約34%が罹患しているのに対し、45-64歳では12%、18-44歳では6%となっています2。

したがって、CKDは、疾病率と死亡率の世界的な負担に大きく貢献しています。CKDの早期発見と管理は、CKDの進行を遅らせ、心血管疾患、貧血、そして最終的には生存のために透析や腎移植を必要とする末期腎疾患の合併症のリスクを減らすために重要です3。

末期CKDに対する治療的介入は、過去数十年にわたって目覚ましい進化を遂げてきました。歴史的に、末期CKDの管理は支持療法に限定されていましたが、1960年代に透析が生命維持の方法として浮上しました。それ以来、透析技術は大きく進歩しており、生体適合性の高い膜の開発、血管アクセスの改善、腹膜透析の登場などが挙....

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プロトコル

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この文書で概説されているすべての動物手順は、認定施設内で実施され、ドイツのカールスルーエにあるバーデン・ヴュルテンベルク州地域評議会の動物管理および使用委員会(IACUC)によって承認されています(35-9185.81/G-62/23)。実験動物は、動物福祉を規定するドイツの法律を遵守し、欧州共同体理事会(2010/63/EU)が定めたガイドラインおよびARRIVEガイドラインを遵守して、制度上のプロトコルに従って取り扱われました。初期体重400gの雄Sprague Dawleyラットを、1週間の順応期間後に利用した。

1.麻酔と鎮痛

  1. ラットモデルを選択した医薬品で麻薬化します。このプロトコルに従うには、イソフルランによる鎮静の揮発性誘導を行い、続いて解離性麻酔用の 100 mg/kg 体重ケタミンと 4 mg/kg 体重キシラジンの腹腔内注射を行います。5 mg / kg体重カルプロフェンの皮下注射で鎮痛を達成します。.
    注:詳細なプロトコルは、引用文献25に見出すことができる。
  2. 外科的鉗子によるつま先つま先つまみテスト中に痛みの反射を探して適切な鎮痛深さを確保し、処置中の麻酔の深さを定期的に再評価します。
  3. 角膜の乾燥を防ぐために、眼科用潤滑剤を目に塗布します。

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結果

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このプロトコルは、非生存環境の 10 匹の雄ラット (平均体重 398 ± 35 g) で実施され、手順は 3 年目の外科研修医によって行われました。腹壁閉鎖後20分以上の生存率で定義される成功率は100%でした。皮膚切開から皮膚閉鎖までの調製の平均時間は18分34秒±7分31秒であった。

残念ながら、この原稿の非生存性の性質により、術後の腎機能に関するデータはありません。生存環境を用いた将来の動物実験では、実施された腎切除の量に対応する腎不全の程度と変動をよりよく理解するために、実質喪失の程度を腎機能パラメータと関連付けるべきである。

腎実質残存物の生存率を検証するために、生理学的腎臓(切除前)、灌流残存物、および切除された臓器実質の酸素化(StO2)および灌流(NIR)の指標パラメータをハイパースペクトルイメージング(HSI)を使用して測定し、比較しました(図5)。値は任意の単位で提供され、残存物の生理学的値を示し、残りの腎実質の生存率を示し.......

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ディスカッション

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CKDは、原因に関係なく、少なくとも3か月間の腎障害または腎機能の低下によって定義されます28,29。腎障害には、画像診断、生検、またはアルブミン尿の増加(アルブミンとクレアチニン>比が30 mg/gまたは3.4 mg/mmol)や尿沈渣の変化などの臨床マーカーから推定される、天然腎臓または移植腎臓の病理学的異常が含まれます。腎機能の低下は、糸球体濾過率の低下を意味し、これは通常、クレアチニンの血清濃度から推定されます。

米国疾病管理予防センター(CDC)によると、米国だけでも~3,700万人がCKD29に罹患しており、これは米国の成人人口の~15%に相当し、CKD29 は多額の医療費と関連していると推定されており、末期腎疾患だけでも米国のメディケア受給者に300億ドル以上の超過費用が発生しています30。.......

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開示事項

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著者は、宣言する利益相反を持っていません。

謝辞

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このプロジェクトには特別な資金はありませんでした。著者らは、バーデン・ヴュルテンベルク州科学研究芸術省(MWK)とドイツ研究財団(DFG)が助成金INST 35/1314-1 FUGGおよびINST 35/1503-1 FUGGを通じて支援しているデータストレージサービスに感謝SDS@hd。さらに、著者らは、NCT(ドイツのハイデルベルクにある国立腫瘍疾患センター)から、構造化されたポスドクプログラムと外科腫瘍学プログラムを通じて支援されていることに感謝しています。また、バーデン・ヴュルテンベルク州議会が承認したイノベーション・キャンパス・ヘルス+ライフサイエンス・アライアンス・ハイデルベルク・マンハイムの支援を、Alexander Studier-Fischer: Artificial Intelligence in Health(AIH)の構造化ポスドク・プログラムから受けたものに感謝します - DKFZ、EMBL、ハイデルベルク大学、ハイデルベルク大学病院、マンハイム大学病院、メンタルヘルス中央研究所の協力 マックスプランク医学研究所。さらに、マンハイム大学医療センターのDKFZヘクターがん研究所を通じた支援に感謝します。出版料については、Deutsche Forschungsgemeinschaftが「Open Access Publikationskosten」の資金提供プログラム内およびハイデルベルク大学から財政的支援を受けていることを認めます。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
非外傷性調製鉗子AesculapFB395RDE BAKEY ATRAUMATA 非外傷性鉗子、ストレート
ブラント オーバーホルト クランプAesculapBJ012RBABY-MIXTER 調製および結紮クランプ、曲げ、180 mm
カニューレBD (Beckton, Dickinson)301300BD Microlance 3 カニューレ 20 G
固定ロッドlegefirm‎Y字型の金属固定ロッドとして使用される500343896音叉
加熱パッドRoyal GardineerIP67Royal Gardineer 加熱パッド サイズ S、20ワット
プラスチック灌流管M. Schilling GmbHS702NC150接続管 COEX 150 cm
ポリフィラメント縫合糸CovidienCL-769Covidien Polysorb 編組吸収性縫合糸 2-0 75 cm
準備はさみAesculapBC177RJAMESON 準備はさみ、曲がった、細かいモデル、鈍い/鈍い、150 mm (6")
シーリング止血パッチBaxter1506257Hemopatch シーリング ヘモパッチ Baxter 45 x 90 mm
シリコン血管ループタイSERAG WIESSNERSL26シリコン血管ループタイ 2.5 mm 赤
Spraque Dawley ラットJanvier LabsRN-SD-MSpraque Dawley ラット
鋼プレートMaschinenbau Feld GmbHC010206亜鉛メッキシートプレート、40 x 50 cm、厚さ 4.0 mm
ヤサルギル クリップAesculapFE795KYASARGIL 動脈瘤クリップ System
Phynox 一時的 (標準) クリップ
Yasargil クリップ アプリケーターAesculapFE558KYASARGIL 動脈瘤クリップ アプリケーター
Phynox (標準)

参考文献

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  1. Kovesdy, C. P. Epidemiology of chronic kidney disease: An update 2022. Kidney Int Suppl (2011). 12 (1), 7-11 (2022).
  2. Sundström, J., et al. Prevalence, outcomes, and cos....

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