일방적 인 신장 허혈 - 재관류 손상의 효과적인 마우스 모델
July 15th, 2021
신장 허혈-재관류 손상은 입원 환자의 높은 이환률 및 사망률과 관련이 있다. 여기에서, 우리는 일방적 인 신장 허혈 재관류 손상의 간단하고 효과적인 마우스 모델을 제시하고 신장에서 관찰 된 대표적인 병리학 적 변화에 대한 순차적 인 개요를 제공합니다.
신장 허혈-재관류 손상은 급성 신부전의 주요 원인이다. 이 모델은 허혈성 모욕 후 신장에서 발생하는 병리 생리학적 변화를 이해하는 데 매우 유용합니다. 이 모델은 시간과 비용 효율적이며 재현성이 뛰어난 데이터를 제공합니다.
이 외에도,이 일방적 인 신장 허혈 모델은 연구자가 높은 생존율을 유지하면서 더 긴 허혈 시간으로 작업 할 수있게합니다. 우선, 마취 된 마우스를 수술대에 놓습니다. 수술 부위를 살균 한 후 메스 블레이드를 사용하여 갈비뼈 뒤의 오른쪽 측면에 약 한 센티미터의 등쪽 측면 수술 절개를 만들고 요추 미드 라인과 평행 한 약 한 센티미터의 코디를 계속하십시오.
복막 공간을 시각화하기 위해 가위를 사용하여 복부 근육 조직을 횡단하십시오. 멸균 면봉을 사용하여 근육의 절편 중에 생성 된 소량의 혈액을 제거하십시오. 다음으로, 오른쪽 신장을 복강에서 밀어 내십시오.
천천히 그리고 조심스럽게 회색 포셉으로 신장을 노출시키고 신장 소아를 확인하십시오. 그런 다음 조심스럽게 소아 주위의 지방 조직을 제거하십시오. 혈관 클램프를 조작하기 위해 Halsted Mosquito Hemostat을 사용하십시오.
허혈을 유도하기 위해, 인접한 요관을 클램핑하는 것을 피하면서 신장 페디클에 존재하는 신장 동맥 및 정맥 위에 혈관 클램프를 놓는다. 건조를 피하기 위해 식염수에 담근 멸균 거즈로 클램핑 된 신장을 덮으십시오. 신장을 거즈에 30 분 동안 놓고 거즈의 마취 깊이와 습도를 주기적으로 모니터링하십시오.
허혈 기간이 끝나기 직전에 신장을 발견하고 Halsted Mosquito Hemostat을 잡고 클램프 제거 준비를하십시오. 허혈 기간이 끝나면 지혈제로 혈관 클램프를 열고 클램프를 제거하여 신장의 관류를 허용합니다. 가짜 대조군 동물의 경우, 신장 페디클을 클램핑하지 않고 입증 된 수술을 수행하십시오.
신장 색 변화를 확인한 후 신장을 복강으로 되돌립니다. 흡수 가능한 봉합사 5-0으로 십자형 패턴으로 복부 근육을 닫습니다. 흡수 가능한 봉합사 5-0으로 수평 매트리스 패턴으로 피부를 닫습니다.
포비돈 요오드 용액으로 상처를 닦으십시오. 허혈 관류 손상 후, 초기 체중의 10% 미만을 갖는 일부 마우스에서 체중 감소가 관찰되었다. 그러나 대부분의 마우스는 수술 후 4 일에서 7 일 사이에 초기 체중을 회복했습니다.
대조군 마우스는 수술 후 어떠한 체중 변화도 나타내지 않았다. 수술 후 신장 형태학의 몇 가지 변화는 헤마톡실린-에오신, 주기적 산-쉬프, 및 마손의 트리크롬 염색을 사용하여 확인되었다. 관상 루멘에서 단백질성 캐스트의 존재는 네 시간 후에 관찰되었다.
관상 팽창은 여덟 시간에 검출되었고, 관상 주조뿐만 아니라 수질 세그먼트에서의 세포 괴사는 IRI 수술 후 16 시간에서 발견되었다. 수술 24시간 후, 관상 팽창이 관찰되었다. 림프구 및 대식세포의 침윤 및 확대된 세포 핵은 48시간 후에 검출되었다.
4일째까지, 유사분열성 관상 세포가 관찰되었고, IRI 수술 후 7일째에, 초점 섬유증이 검출되었다. 조기 재관류 동안 마우스의 신장 피질을 PAS 염색을 사용하여 모니터링하였고, 솔 경계의 점진적 감쇠가 가시화되었다. 수술 후 7일째에 간질성 섬유증의 영역을 Masson의 Trichome 염색을 사용하여 시각화하였다.
관형 부상 점수 시스템은 시간이 지남에 따라 피해를 분류하기 위해 개발되었습니다. 가장 높은 관상 손상 점수는 신장 IRI 후 8 시간에서 24 시간 사이에 얻어졌다. 가장 중요한 단계 중 일부는 신장 페디클에 혈관 클램프를 올바르게 배치하고 수술 중에 일정한 체온을 유지하는 것입니다.
개요
본 연구는 급성 신부전과 관련된 일측 신장 허혈-재관류 손상의 생쥐 모델을 제시합니다. 이 모델은 허혈성 사건 후 신장의 병태생리학적 변화를 검토하는 데 효과적입니다.
주요 연구 요소
과학 분야
- 신장학
- 병태생리학
- 동물 모델
배경
- 신장 허혈-재관류 손상은 급성 신부전의 중요한 원인입니다.
- 이 모델은 높은 생존율을 보장하면서 더 긴 허혈 시간을 허용합니다.
- 손상 후 형태학적 변화를 이해하는 것은 치료 전략을 개발하는 데 중요합니다.
- 병리학적 평가는 손상 메커니즘에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.
연구 목적
- 신장 허혈-재관류 손상을 연구하기 위한 신뢰할 수 있는 생쥐 모델을 확립합니다.
- 신장의 순차적인 병리학적 변화를 문서화합니다.
- 허혈이 신장 형태 및 기능에 미치는 영향을 평가합니다.
사용된 방법
- 일측 신장 허혈은 신장 동맥과 정맥을 클램핑하여 유도되었습니다.
- 신장을 노출하고 클램프를 적용하기 위해 수술 기술이 사용되었습니다.
- 다양한 염색 방법을 사용하여 조직학적 분석을 실시했습니다.
- 수술 후 체중 변화 및 신장 형태를 모니터링했습니다.
주요 결과
- 수술 후 일부 생쥐에서 체중 감소가 관찰되었습니다.
- 병리학적 변화에는 시간에 따른 세뇨관 확장, 괴사 및 섬유화가 포함되었습니다.
- 다양한 시점에 면역 세포의 침윤이 관찰되었습니다.
- 손상 정도를 평가하기 위해 세뇨관 손상 점수 시스템이 개발되었습니다.
결론
- 이 모델은 신장 허혈-재관류 손상을 연구하는 데 효과적입니다.
- 신장 형태의 순차적인 변화는 손상 진행에 대한 통찰력을 제공합니다.
- 연구 결과는 향후 연구 및 치료 접근법에 정보를 제공할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Executive Industry Relevance
This model provides a reproducible system for studying renal ischemia-reperfusion injury, a key mechanism in acute kidney injury and delayed graft function in transplantation. It enables mechanistic de-risking of renal-targeted therapeutics by capturing temporal pathophysiological changes. The model supports target validation and assay development in nephrology-focused discovery programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in a disease-relevant system with quantifiable histopathological endpoints.
- Operational Value: Delivers highly reproducible data across reperfusion time points, supporting consistent target engagement assessment.
- Predictive Value: Facilitates biological de-risking by modeling injury progression from tubular dilation to fibrosis.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides a standardized platform for evaluating compound effects on tubular injury scoring and immune infiltration.
- Operational Value: Supports assay standardization through defined surgical and reperfusion timelines.
- Scalability: Allows longitudinal monitoring across 4 hours to 7 days for time-dependent pharmacodynamic profiling.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Mirrors human IRI pathophysiology, enabling preclinical validation of renal protective agents.
- Biomarker Alignment: Correlates histopathological changes with functional readouts like body weight recovery.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions based on injury severity scoring across reperfusion intervals.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the discovery-to-preclinical continuum, supporting target validation through phenotypic screening and mechanistic insight into renal injury pathways.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing via temporal analysis of tubular necrosis, cast formation, and mitotic activity.
- Screening: Enables quantitative assessment of tubular injury scores and immune cell infiltration as pharmacodynamic biomarkers.
- Analytics: Generates measurable histopathological outputs that allow comparison of injury modulation across experimental groups.
- Translational Research: Connects early injury events to late-stage fibrosis, supporting preclinical efficacy evaluation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable surgical and scoring framework for multiple compound testing campaigns.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Provides predictive confidence in target modulation through reproducible injury modeling.
- Operational Value: Ensures standardization via defined ischemic time, reperfusion sampling, and staining protocols.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by reducing attrition through early mechanistic de-risking.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of renal therapeutic candidates based on injury modification data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent microsurgery and vascular occlusion techniques.
- Dependent on sterile surgical instrumentation and anesthesia monitoring systems.
- Necessitates histology infrastructure for H&E, PAS, and Masson's Trichrome staining and scoring.
- Requires adaptation considerations when translating to bilateral or comorbid models.
- Practical limitations include variability in clamp placement and temperature maintenance affecting reproducibility.
