Method Article

인간 신장 동맥 가지의 다단계 미세해부 및 기능-구조 프로파일링

DOI:

10.3791/68579

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September 5th, 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Cardiovascular Sciences, School of Basic Medical Sciences, Peking University Health Science Center; State Key Laboratory of Vascular Homeostasis and Remodeling, Peking University, 2Beijing Key Laboratory of Cardiovascular Receptors Research, 3Department of Cardiology and Institute of Vascular Medicine, Peking University Third Hospital, Peking University, 4Department of Urology, Peking University First Hospital; Institute of Urology, Peking University; Beijing Key Laboratory of Urogenital Diseases (Male) Molecular Diagnosis and Treatment Center, National Urological Cancer Center, 5Institute of Cardiovascular Diseases, First Affiliated Hospital of Dalian Medical University, 6NHC Key Laboratory of Cardiovascular Molecular Biology and Regulatory Peptides, Peking University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 기사에서는 인간 신장 동맥 분지의 분리 및 기능 평가를 위한 단계별 프로토콜을 제시하여 의약품 개발을 위한 전임상 연구를 촉진합니다.

Abstract

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신혈관 기능 장애는 급성 신장 손상, 신장 허혈 및 고혈압을 포함한 여러 임상 상태의 병인에 중요한 역할을 하며, 임상 관리에 심각한 문제를 제시하고 환자 결과에 악영향을 미칩니다. 신장내 동맥의 분리 및 기능적 특성화는 특히 신장 손상과 관련된 신장 혈관 기능 장애의 기저 메커니즘을 밝히고 표적 치료 개발을 안내하는 데 중요합니다. 임상적 중요성에도 불구하고 다양한 분지 수준에 걸쳐 인간 신장내 동맥을 분리하고 기능적으로 평가하기 위한 표준화된 접근 방식은 아직 개발되지 않은 상태로 남아 있습니다. 이 프로토콜은 생리학적 및 병리학적 조건 모두에서 기능적 및 구조적 평가를 통합하여 신장내 동맥 분지의 체계적인 격리 및 다중 모드 평가를 위한 포괄적인 프레임워크를 제공합니다. 방법론은 세 가지 주요 구성 요소를 포함합니다: (1) 구조적 확인을 위한 헤마목실린-에오신(H&E) 염색을 동반한 기증자 신장에서 신장 내 동맥의 정확한 해부학적 식별 및 미세 해부; (2) 측정 재현성과 신뢰성을 향상시키기 위한 와이어 근 조영술의 엄격한 정규화 절차; (3) 정밀 와이어 근조영술 기술을 사용한 혈관 운동 반응의 정량적 분석. 정규화는 근육 길이-긴장 관계를 기반으로 하며, 여기서 동맥 분절의 점진적인 스트레칭은 최적의 휴식 장력을 설정하여 액틴-미오신 중첩을 최대화하여 최대 수축 반응을 유도합니다. 와이어 근 조영술에서는 분리된 혈관 세그먼트가 두 개의 평행 와이어 사이에 매달려 혈관 장력을 정확하게 측정할 수 있습니다. 엄격한 정규화 프로토콜을 적용함으로써 이 기술은 다양한 병태생리학적 조건과 약리학적 개입에 걸쳐 혈관 반응성을 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 정량화를 가능하게 합니다.

Introduction

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신장은 대사 노폐물 제거, 전해질 균형 및 체액 조절을 통해 인간의 항상성을 유지하는 중요한 기관으로, 매우 높은 혈류를 요구하는 기능입니다. 생리학적 조건에서 신장은 매분 심장에서 펌핑되는 총 혈액량의 약 25%(심박출량)를 받아 전신 혈류에서 신장의 실질적인 역할과 전반적인 생리적 균형을 유지하는 데 있어 신장 관류의 중요성을 강조합니다1. 신장 동맥계는 전신 혈역학적 변화에 적응하면서 GFR을 유지하기 위해 이러한 대량 혈액 전달을 정확하게 조절합니다. 결과적으로, 신장 관류 장애는 급성 신장 손상 및 신장 허혈과 같은 상태에서 사구체 여과율(GFR) 감소에 기여하는 중요한 병리학적 메커니즘을 나타냅니다. 또한 쇼크, 심장 기능 장애 및 패혈증을 포함하여 신장 혈류를 손상시키는 전신 장애에 이차적으로 자주 발생합니다 2,3,4,5. 신장 동맥은 신장 내에서 순차적인 분기를 거치며, 먼저 수질 피라미드 사이의 신기둥을 통과하는 엽간 동맥으로 분열됩니다. 피질 ....

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Protocol

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여기에 설명된 프로토콜 및 예는 북경대학교 제1병원 비뇨기과(승인 번호 2023yan500-002)에서 검토 및 승인했으며 헬싱키 선언에 따라 수행되었습니다. 모든 참가자는 참여 전에 서면 동의서를 제공했습니다.

1. 용액 준비

  1. pH 7.4에서 119.0 mM NaCl, 4.7 mM KCl, 2.5 mM CaCl2, 1.0 mM MgCl2, 25.0 mM NaHCO3, 1.2 mM KH2PO4 및 11.0 mM D-포도당을 포함하는 Krebs-Ringer 용액(Krebs)을 준비합니다.
  2. pH 7.4에서 64.0mM NaCl, 60mM KCl, 2.5mM CaCl2, 1.0mM MgCl2, 25.0 mM NaHCO3, 1.2 mM KH2PO4 및 11.0 mM D-포도당을 함유한 고칼륨염 용액(60K+)을 준비합니다.

2. 시약 준....

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Results

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인간의 신장에서 엽간 동맥은 해당 정맥과 함께 신장 피라미드 사이를 흐릅니다. 상대적으로 두꺼운 혈관벽과 상당한 지방 조직 케이스가 특징인 이 동맥은 특히 주의 깊은 해부가 필요합니다. 분리 절차 중 과도한 힘이 가해지지 않도록 주변 지방 조직을 꼼꼼하게 제거해야 합니다(그림 1C).

아치형 동맥은 해부학적으로 피질 수질 접합부에 위치하여 신장 피라미드의 바깥쪽 가장자리를 따라 특징적인 반원형 아치를 형성합니다. 엽간 동맥에 비해 혈관벽이 더 얇습니다. 격리 중에는 동맥의 구부러진 형태로 인해 주변 실질 조직을 제거할 때 특별한 주의를 기울여야 합니다. 해부는 전체 호 길이를 따라 외막과 말초 실질을 모두 체계적으로 다루어야 합니다. 불완전한 제거로 인해 해제된 동맥이 제거되지 않은 쪽으로 구부러져 잠재적으로 후속 실험 조작을 손상시킬 수 있으므로 양쪽에서 실질 조직을 동시에 완전히 제거하는 데 특별한 주의가 필요합니다(

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Discussion

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신장 관류 안정성은 중요한 치료 표적이자 혈역학적 병태생리학에 대한 창 역할을 합니다39,40. 우리는 신선한 신장 절제술 표본에서 인간 신장 동맥의 계층적 격리 및 기능 평가를 위한 프로토콜을 제시하여 현재 방법론의 상당한 격차를 해결합니다. 사체 표본 또는 동물 모델로 제한된 기존 접근 방식과 달리 당사의 기술은 형태학적 무결성과 생리적 기능을 모두 보존하면서 생존 가능한 신장내 동맥(엽간에서 소엽간까지)을 안정적으로 분리할 수 있습니다. 이러한 발전은 인간 신장 혈관 생물학을 조사하고 잠재적인 치료법을 스크리닝하기 위한 충실도가 높은 실험 플랫폼을 구축합니다.

이 프로토콜의 효율성은 몇 가지 중요한 단계에 달려 있습니다. 첫째, 근치 신장 절제술에서 얻은 신장 조직을 얼음처럼 차가운 크렙스 용액에 즉시 담근 후.......

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Disclosures

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저자는 공개할 것이 없습니다.

Acknowledgements

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저자는 이 연구에 참여해 주신 자원봉사자들에게 감사를 표하고 신장 조직을 제공한 북경대학교 제1병원 비뇨기과 외과 직원들에게도 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 이 작업은 베이징시 자연과학재단(F251013 YZ, 7232096 YL)의 지원을 받았습니다. 중국 국립과학재단(82325004, 92168114에서 Y.Z., 82170422에서 Y.L.); 중국 국가 핵심 R&D 프로그램(2021YFF0501401, 2018YFA0800501 to YZ, 2021YFF0501404 to YL, 2023YFC2415500 to L. Y.); 혈관 항상성 및 리모델링 국가 핵심 연구소의 북경대학교 제3병원 연구 프로젝트(북경대학교; 2024-VHR-SY-07 to Y.Z.); 2023년 베이징시 위생건강위원회 수도 의료 과학 기술 혁신 성과 전환 우수 진흥 프로그램 프로젝트(YC202301QX0162 L. Y.); 국립 고위급 병원 임상 연구 기금(북경대학교 제1병원 과학기술 성과 전환 인큐베이션 지도 기금 프로젝트, 2024CX24 to L. Y.).

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
아세틸콜린 클로라이드Sigma-Aldrich, Merck, 다름슈타트, 독일A6625
검은 바닥 배양 접시덴마크 Myo Technology, 덴마크 오르후스300412
CaCl2Sangon Biotech Co., Ltd., 상하이, 중국A501330
D-포도당Sangon Biotech Co., Ltd., 상하이, 중국A610219
Dumont 집게는덴마크 Myo Technology, 덴마크 오르후스300413
Geuder 해부 가위덴마크 Myo Technology, 덴마크 오르후스400431
가이드 와이어덴마크 Myo Technology, 덴마크 오르후스400447직경 40 & 마이크로; m
케이클Sangon Biotech Co., Ltd., 상하이, 중국A100395
KH2PO4Sangon Biotech Co., Ltd., 상하이, 중국A100781
LabChart Professional 버전 8.3 ADInstruments, 오스트레일리아-
MgCl2· 6H2OSangon Biotech Co., Ltd., 상하이, 중국A100288
다중 근 그래프 시스템 덴마크 Myo Technology, 덴마크 오르후스620미터
나크롬Sangon Biotech Co., Ltd., 상하이, 중국A100241
NaHCO3Sangon Biotech Co., Ltd., 상하이, 중국A100865
페닐에프린Sigma-Aldrich, Merck, 다름슈타트, 독일P6126

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Molema, G., Aird, W. C. Vascular heterogeneity in the kidney. Semin Nephrol. 32 (2), 145-155 (2012).
  2. Jentzer, J. C., et al. Contemporary management of severe acute kidney injury and refractory cardiorenal syndrome: Jacc council perspectives.

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