Ocena funkcji nerek danio pręgowanego za pomocą fluorescencyjnego testu klirensu

Sonia Christou-Savina; Philip L. Beales; Daniel P. S. Osborn

doi:10.3791/52540

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Ocena funkcji nerek danio pręgowanego za pomocą fluorescencyjnego testu klirensu

13K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/52540

⸱

20 lutego 2015

Sonia Christou-Savina¹ , Philip L. Beales¹ , Daniel P. S. Osborn²

¹Genetics and Genomic Medicine, Institute of Child Health, University College London, ²Molecular Cell Science Research Centre, St. George's University of London

W tym artykule

Podsumowanie

Danio pręgowany jest popularnym narzędziem do modelowania przewlekłej choroby nerek (PChN). Jednak ich niewielkie rozmiary uniemożliwiają ocenę funkcji nerek tradycyjnymi metodami. Opisujemy fluorescencyjny test usuwania nerek^{barwnika 1}, który umożliwia analizę ilościową funkcji nerek danio pręgowanego w PChN.

Streszczenie

Zarodek danio pręgowanego stanowi łatwy do wykonania model do badania organogenezy i modelowania chorób genetycznych człowieka. Pomimo swojej względnej prostoty nerka danio pręgowanego rozwija się i funkcjonuje prawie tak samo jak ludzie. Główną różnicą w budowie ludzkiej nerki jest obecność milionów nefronów w porównaniu z danio pręgowanym, który ma tylko dwa. Jednak uproszczenie tak złożonego systemu do podstawowych jednostek funkcjonalnych pomogło nam zrozumieć, jak rozwija się i działa nerka. U danio pręgowanego kłębuszki nerkowy znajdujący się w linii środkowej jest odpowiedzialny za początkową filtrację krwi do dwóch kanalików przednerczowych, które rozchodzą się, biegnąc dwustronnie w dół osi zarodka, zanim zrośnią się ze sobą w kloace. Kanaliki pronefriczne są silnie zaludnione przez ruchliwe rzęski, które ułatwiają ruch filtratu wzdłuż segmentowanego kanalika, umożliwiając wymianę różnych substancji rozpuszczonych przed ostatecznym wyjściem przez kloakę^2-4. Wiele genów odpowiedzialnych za PChN, w tym te związane z ciliogenezą, badano u danio pręgowanego⁵. Jednak główną wadą jest trudność w ocenie funkcji nerek danio pręgowanego po manipulacji genetycznej. Tradycyjne testy do pomiaru dysfunkcji nerek u ludzi okazały się nietranslacyjne dla danio pręgowanego, głównie ze względu na ich środowisko wodne i niewielkie rozmiary. Na przykład fizycznie nie jest możliwe pobranie krwi od ryb w stadium zarodkowym w celu analizy zawartości mocznika i kreatyniny, ponieważ są one zbyt małe. Ponadto danio pręgowany nie wytwarza wystarczającej ilości moczu do badania na prostym wskaźniku białkomoczu, który często wykonuje się podczas wstępnych badań pacjenta. Opisujemy test fluorescencyjny, który wykorzystuje przezroczystość optyczną danio pręgowanego do ilościowego monitorowania klirensu barwnika fluorescencyjnego w czasie z układu krwionośnego i na zewnątrz przez nerki, aby uzyskać odczyt funkcji nerek^1,6-9.

Wprowadzenie

Ludzka nerka odgrywa kluczową rolę w filtrowaniu odpadów metabolicznych z krwi i odzyskiwaniu wymaganych substancji rozpuszczonych do utrzymania homeostazy komórkowej. Istnieje wiele chorób genetycznych człowieka, które powodują dysfunkcję nerek. Najczęstszą dziedziczną chorobą nerek jest autosomalna dominująca wielotorbielowatość nerek (ADPKD), charakteryzująca się rozwojem wypełnionych płynem worków w kanalikach nerkowych; Uszkodzenia spowodowane cystogenezą są szkodliwe dla funkcji nerek¹⁰. ADPKD występuje w stosunku 1:800 - 1:1 000 i stanowi 8 - 10% pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek (ESRF)¹¹. Za ADPKD uważa się kilka genów, w tym po....