長期にわたる片側性尿管閉塞の回復後の長期的な構造的および機能的転帰を評価するためのマウスモデル
July 18th, 2025
この論文では、研究者がマウスで可逆的な片側性尿管閉塞を実施できるようにするための詳細な手順を提供します 標準化されたモデルを使用して、 長期の尿管閉塞の逆転後の長期的な構造的および機能的転帰の分析を可能にします。
私の研究室は、腎障害後の長期転帰を改善するためのメカニズムと治療法に取り組んでおり、このプロトコルの具体的な焦点は、尿路閉塞の回復後の長期転帰を研究するためのツールを開発することです。私たちは、片側性可逆性尿管閉塞のマウスモデルを開発し、腎臓の尿路閉塞を逆転させることの長期的な機能的および構造的転帰を評価できるようにしました。他の方法では、複数の手術や顕微手術の専門知識が必要ですが、ほとんどの検査室ではアクセスできません。さらに、これは片側性閉塞であるため、他のほとんどの方法では、分割腎機能検査を行わずに回復の機能評価を行うことはできません。実際には2つしかありません。1つ目は、各実験で近位尿管の同じ位置に血管クランプを一貫して配置することであり、2つ目は、尿管や腎臓に損傷を与えることなく、数日後に血管クランプを取り外すことです。
[レイチェル]まず、麻酔をかけたマウスの手術側を消毒剤で準備します。はさみと鉗子を使用して、皮膚と皮下層を通る正中線に沿って1.5センチメートルの縦方向の背側切開を行います。腎臓の上の左脇腹の筋肉と筋膜を小さく切開します。次に、鉗子で左腎臓を外側にします。鈍い鉗子を使用します。下極の脂肪と尿管近くの結合組織を注意深く解剖します。尿管領域を見つけます。次に、尿管とその結合組織を腎椎弓根から分離して、腎静脈と動脈がクランプに含まれないようにします。クランプアプライヤーを使用して血管クランプを開き、尿管の腎盂の真下に配置します。クランプのマークを使用して、すべてのマウスに均一な圧力がかかるようにします。次に、生理食塩水を浸した滅菌綿棒を使用して、クランプで腎臓を後腹膜腔にそっと押し戻します。次に、吸収性縫合糸を使用して筋肉層を縫合します。スキン クリップを使用して、スキン レイヤーを閉じます。尿管クランプを取り外すには、創傷クリップを取り外し、元の切開部を使用してクランプにアクセスするために形を変えずに手術領域を洗浄します。筋肉層を再開し、後腹膜腔を露出させます。鉗子を使用して、腎臓を外側にせずに後腹膜腔にクランプを慎重に配置します。クランプアプライヤーを使用して、鉗子を使用して周囲の組織を引き離しながらクランプをそっと開き、安全に取り外します。次に、腎臓を外部化して、腎盂に閉塞がないか検査します。腎盂の腫れは水腎症を確認します。生理食塩水を浸した滅菌綿棒を使用して腎臓を後腹膜腔に押し戻し、示されているように切開部を縫合します。対側腎摘出術を行うには、元の皮膚切開を使用して背側部位を再開します。サイズでは、右脇腹の筋肉と腎臓の上の筋膜。次に、鉗子を使用して右腎臓を外部にします。滑らかで湾曲した鉗子で右腎臓を持ち、周囲の組織から解放された上下の極を解剖します。腎臓を解放した後、二重の外科用結び目を使用して腎血管と尿管の周りにフォロシルク縫合糸を結びます。腎臓が暗くなるまで約30秒待ちます。次に、滑らかな湾曲した鉗子で持ち、湾曲したハサミを使用して結び目の遠位に切断して取り外します。生理食塩水を浸した滅菌綿棒を使用して、残りの腎椎弓根を後腹膜腔にそっと押し戻し、縫合糸とクリップを使用して筋肉と皮膚の層を閉じます。典型的な生存率と腎機能の測定は、可逆的な片側尿管閉塞の 84 日後に行われました。機能研究では、可逆的片側尿管閉塞と腎摘出術単独を、血中尿素窒素、経皮糸球体濾過率、および 18 時間の水分欠乏後の尿浸透圧を比較しました。尿浸透圧値は、同じ時点で腎摘出対照マウスよりも著しく低かった。
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概要
この研究は、マウスにおいて可逆的な一側性尿管遮断を行うための標準化されたプロトコルを提示し、尿路閉塞の解除後の長期的な結果の分析を容易にします。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 腎臓学
- 動物モデル
- 腎臓損傷研究
背景
- 腎臓損傷後の長期的な結果を調査することは、効果的な治療法を開発する上で重要です。
- 現在の方法は、複雑な外科的スキルや複数の手術を必要とすることがよくあります。
- このモデルは、広範な外科的専門知識なしに機能評価を可能にします。
- 一側性閉塞は、分割腎機能検査なしに回復を評価する独特の機会を提供します。
研究の目的
- 尿路閉塞解除後の長期的な結果を研究するための信頼できるマウスモデルを開発すること。
- 研究室でのより広範な利用可能性のために外科的手順を簡素化すること。
- 閉塞後の機能的および構造的な腎臓の回復を評価すること。
使用した方法
- 手術部位の準備とマウスの麻酔。
- 腎臓と尿管にアクセスするための縦方向の切開の作成。
- 閉塞を誘発するための血管クランプの配置。
- クランプの除去と時間の経過に伴う腎機能および構造の評価。
主な結果
- 機能的研究により、閉塞されたマウスと腎摘除されたマウスの間で腎機能に有意な違いが示されました。
- 尿の浸透圧は腎摘除対照マウスで顕著に低かったです。
- 長期的な結果はこのモデルを用いて効果的にモニタリングされました。
- このプロトコルは、実験間で一貫性のある再現可能な結果を可能にします。
結論
- このモデルは、閉塞後の腎臓回復を研究するための貴重なツールを提供します。
- 外科的プロセスを簡素化し、より多くの研究室でアクセス可能にします。
- この研究結果は、腎臓損傷と回復のメカニズムを理解することに貢献します。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Long-term renal outcomes after urinary tract obstruction reversal remain a critical challenge in translational nephrology and preclinical drug development. This mouse model enables robust evaluation of both structural and functional kidney recovery, supporting predictive confidence in target validation and mechanistic de-risking for chronic kidney disease and acute kidney injury portfolios. Its reproducibility and adaptability across strains position it as a foundational tool for early discovery and preclinical research pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to renal injury and recovery mechanisms.
- Supports functional target validation by quantifying long-term renal outcomes post-obstruction reversal.
- Facilitates mechanistic de-risking for CKD and AKI targets by modeling persistent functional deficits.
Screening & Assay Development
- Provides a validated in vivo system for assessing candidate interventions on renal structure and function.
- Standardizes outcome measures such as blood urea nitrogen and urinary osmolarity for reproducible screening.
- Enables quantitative comparison of intervention efficacy across experimental cohorts.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints by modeling chronic and acute renal dysfunction post-obstruction.
- Supports continuity from mechanistic discovery to preclinical validation of therapeutic strategies.
- Informs risk-adjusted advancement decisions by revealing persistent medullary defects despite histological recovery.
Pipeline & Workflow Integration
This model bridges early discovery, lead identification, and preclinical validation by enabling longitudinal assessment of renal outcomes after injury reversal.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on renal recovery mechanisms and pathway involvement.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs for intervention assessment.
- Analytics: Provides standardized measurements (e.g., blood urea nitrogen, urinary osmolarity) for cross-condition comparison.
- Translational Research: Models clinically relevant endpoints for CKD and AKI risk stratification.
- Enterprise Reuse: Adaptable across mouse strains and experimental designs for broad R&D utility.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in renal target validation and mechanistic understanding.
- Operational Value: Standardizes complex surgical procedures for reproducible, scalable outcomes.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and reduces late-stage biological risk in renal portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of CKD and AKI therapeutic candidates.
Implementation Considerations
- Requires surgical expertise for consistent vascular clamp placement and multi-stage procedures.
- Demands access to instrumentation for renal function measurement (e.g., blood urea nitrogen, osmolarity assays).
- Necessitates cross-team standardization of surgical and analytical protocols.
- Adaptable to different mouse strains by adjusting obstruction duration for reproducibility.
- Practical limitations include technical complexity and the need for survival surgeries.
