Mysi model nefrektomii 5/6, który indukuje eksperymentalną kardiomiopatię mocznicową
7 listopada 2017
Ten manuskrypt zawiera szczegółową dwuetapową procedurę chirurgiczną do wykonania mysiej 5/6częściowej nefrektomii (PNx) z podwiązaniem bieguna. Cztery tygodnie po operacji, w porównaniu z myszami operowanymi pozorowanymi, myszy PNx rozwinęły upośledzoną czynność nerek, niedokrwistość, przerost serca, zwłóknienie serca oraz zmniejszoną czynność skurczową i rozkurczową serca.
Ogólnym celem tej procedury jest stworzenie prostego mysiego modelu częściowej nefrektomii z podwiązaniem bieguna z lepszym wskaźnikiem przeżycia niż tradycyjne modele. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie przewlekłej choroby nerek dotyczące rozwoju i potencjalnego leczenia kardiomiopatii mocznicowej. Główną zaletą tej techniki jest to, że jest to łatwy i konsekwentnie powtarzalny model zwierzęcy, który naśladuje patologię przewlekłej choroby nerek u ludzi.
Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które są nowe w tej metodzie, będą zmagać się ze znacznie mniejszymi nerkami, naczyniami krwionośnymi i moczowodami u myszy. Zacznij od potwierdzenia odpowiedniego poziomu sedacji poprzez brak reakcji na szczypanie palca u nogi i nałożenie lubrykantu na oczy myszy. Umieść mysz na podkładce rozgrzewającej i włóż termometr doodbytniczy, aby utrzymać temperaturę ciała około 37 stopni Celsjusza podczas zabiegu.
Następnie połóż zwierzę na prawym boku i ogol włosy na obszarze operacyjnym. Usuń pozostałe włosy za pomocą kremu depillacyjnego i zdezynfekuj odsłoniętą skórę roztworem polihydroksy i 70% etanolem. Wyrównaj bieliznę chirurgiczną w autoklawie na miejscu operacji.
I wykonaj około jednocentymetrowe nacięcie lędźwiowe przez skórę i tkankę mięśniową. Za pomocą skalpela i kleszczy oddziel mięsień i powięź, aby odsłonić lewą nerkę. Następnie użyj małych kleszczy, aby delikatnie pociągnąć za tłuszcz okołonerkowy, aby wydobyć nerkę z jamy brzusznej.
Delikatnie drażnij tkankę łączną i nadnercza od górnego końca nerki w kierunku środkowego odźwiernika narządu, gdzie naczynia krwionośne wchodzą i wychodzą z tkanki nerkowej. Odizoluj moczowód wokół dolnej połowy nerki w tkance łącznej i delikatnie oddziel tkankę łączną od nerki, aby upewnić się, że moczowód nie jest podwiązany. Konieczne jest staranne oddzielenie tkanki łącznej, aby moczowód nie został uszkodzony i nie krwawił.
Wyizoluj moczowód wokół dolnej połowy nerki w tkance łącznej. Następnie użyj trzech zerowych jedwabnych sznurków do szwów, aby podwiązać nerkę około 0,4 centymetra od górnej części, w kierunku środka odźwiernika i 0,4 centymetra od dolnej części w kierunku odźwiernika. Podczas zaciskania szwów należy zastosować tylko tyle napięcia, aby upośledzać dopływ krwi do dystalnej części nerki, nie powodując krwawienia po obu stronach.
Jeśli po dwóch minutach nie zaobserwuje się krwawienia, delikatnie przywróć nerkę do pierwotnego anatomicznego położenia i użyj czterech szwów zerowych i trzech zerowych, aby zamknąć odpowiednio warstwy mięśni i skóry. Następnie nałóż maść z antybiotykiem na obszar chirurgiczny i umieść mysz indywidualnie w lampie grzewczej i monitorowaniu aż do opadnięcia mostka. Siedem dni po podwiązaniu biegunowym należy odsłonić prawą nerkę, jak właśnie pokazano.
Użyj kleszczy, aby usunąć otaczający tłuszcz i tkankę łączną, a następnie luźno umieść dwa jedwabne szwy trzy trzy zero wokół tętnicy nerkowej i żyły. Delikatnie drażnij tkankę łączną i nadnercza od górnego końca nerki w kierunku środkowego odźwiernika. Delikatnie przesuwając moczowód od dolnego końca tkanki, rozwiąż wszystkie naczynia razem, nie powodując krwawienia.
Następnie przesuń jeden luźny węzeł więzadła w kierunku strony aorty brzusznej, a drugi luźny węzeł w kierunku strony nerki. I zawiąż ligaturę aorty brzusznej podwójnymi węzłami. Solidny węzeł zmieni kolor prawej nerki.
Zawiąż drugi węzeł ligaturowy podwójnymi węzłami, pozostawiając odstępy między węzłami, aby można było przeciąć naczynia i przeciąć naczynia nerkowe. Po usunięciu nerki zamknij warstwy mięśni i skóry, jak właśnie pokazano. Następnie osusz nerkę sterylną gazą i zważ pobraną tkankę nerkową.
Po czterech tygodniach od operacji myszy po częściowej nefrektomii wykazują znacznie podwyższony poziom cyklatyny C, kreatyniny i azotu mocznikowego we krwi w osoczu w porównaniu ze zwierzętami po operacji pozorowanej. Widoczna jest również niedokrwistość stymulowana częściową nefrektomią, o czym świadczy znacznie niższy poziom hematokrytu u zwierząt z podwiązanymi biegunami. Przerost serca i dysfunkcja rozkurczowa u myszy częściowo zakończonych nefrektomią są wskazywane przez zwiększony stosunek masy serca do masy ciała oraz przez analizę echokardiograficzną przezklatkową, która ujawnia znaczny wzrost grubości ściany tylnej i przedniej, wskaźnika wydolności mięśnia sercowego i wskaźnika masy lewej komory.
Częściowe zwłóknienie serca za pośrednictwem nefrektomii wykazuje się również wzrostem ekspresji kolagenu typu 1 w homogenatach lewej komory i lewostronnych resztkach nerek. Ponadto stres oksydacyjny odgrywa ważną rolę w eksperymentalnej kardiomiopatii mocznicowej, znacząco stymulując bezpośrednią modyfikację karbonylacji białek wielu białek i aktywację kinazy białkowo-protoonkogenowej tyrozyny w homogenach lewej komory. Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w 40 minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo.
Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać o sprawdzeniu częstości oddechów zwierzęcia i odpowiednim dostosowaniu izofluranów. Po tej procedurze można przeprowadzić inne eksperymenty, takie jak porównanie wpływu określonych terapii lekowych na częściowe wyzdrowienie po nefrektomii, aby odpowiedzieć na tradycyjne pytania dotyczące konkretnych terapii będących przedmiotem zainteresowania. Po opracowaniu technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się przewlekłą chorobą nerek do zbadania patologii i potencjalnych badań przesiewowych leków w kardiomiopatii mocznicowej.
Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak skonfigurować model częściowej nefrektomii u myszy.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Ten manuskrypt opisuje dwustopniową procedurę chirurgiczną do wykonania częściowej nefrektomii (PNx) 5/6 u myszy z wiązaniem bieguna. Model ten ma na celu poprawę wskaźników przeżywalności w porównaniu z tradycyjnymi metodami i pomaga w badaniu przewlekłej choroby nerek oraz kardiomiopatii mocznicowej.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Nefologia
- Kardiologia
- Techniki chirurgiczne
Tło
- Przewlekła choroba nerek jest istotnym problemem zdrowotnym.
- Kardiomiopatia mocznicowa jest częstą powikłaniem choroby nerek.
- Istniejące modele zwierzęce mają ograniczenia w wskaźnikach przeżywalności.
- Celem niniejszego badania jest ustanowienie bardziej skutecznego modelu do badań.
Cel badania
- Rozwój wiarygodnego modelu mysiego dla 5/6 PNx.
- Zbadanie wpływu przewlekłej choroby nerek na funkcjonowanie serca.
- Dostarczenie wglądu w potencjalne podejścia terapeutyczne.
Stosowane metody
- Potwierdzenie znieczulenia i sedycji myszy.
- Zastosowanie smaru do ochrony oczu.
- Użycie podgrzewanej podkładki do utrzymania temperatury ciała.
- Monitorowanie znaków życiowych podczas zabiegu chirurgicznego.
Główne wyniki
- Myszy z PNx wykazywały upośledzoną funkcję nerek w porównaniu z myszami z operacją fikcyjną.
- Obserwowano rozwój niedokrwistości i przerostu serca.
- Zaobserwowano zwłóknienie serca i obniżenie jego czynności.
- Model skutecznie naśladuje patologię przewlekłej choroby nerek u ludzi.
Wnioski
- Dwustopniowy model PNx jest powtarzalny i skuteczny.
- Ten model może ułatwić badania nad kardiomiopatią mocznicową.
- Ulepszone wskaźniki przeżywalności zwiększają jego przydatność dla przyszłych badań.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
This model provides a reproducible system for studying the progression from chronic kidney disease to uremic cardiomyopathy, a key comorbidity in drug safety and efficacy assessments. It enables mechanistic de-risking of cardiovascular liability in renal impairment populations, supporting early target validation and predictive confidence in lead optimization. The model's utility in quantifying cardiac dysfunction and fibrosis aligns with preclinical screening needs for cardioprotective candidates in CKD populations.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses linking renal dysfunction to cardiac pathology through measurable endpoints like cystatin C, creatinine, and BUN.
- Scientific Value: Supports functional target validation by demonstrating cardiac hypertrophy, fibrosis, and diastolic dysfunction in response to reduced renal mass.
- Scientific Value: Facilitates pathway clarification via observed oxidant stress and protein carbonylation modifications in left ventricle homogenates.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides a standardized biological system with quantifiable renal and cardiac readouts for assay standardization and reproducibility testing.
- Operational Value: Enables reliable compound evaluation through consistent phenotyping of anemia, cardiac hypertrophy, and fibrosis at four weeks post-surgery.
- Operational Value: Supports platform reuse due to the model's simplicity and improved survival rate compared to traditional methods.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Demonstrates disease relevance by mimicking human uremic cardiomyopathy pathology, including cardiac fibrosis and systolic/diastolic dysfunction.
- Scientific Value: Supports translational biomarker alignment through measurable shifts in cystatin C, creatinine, BUN, hematocrit, and heart-to-body-weight ratio.
- Scientific Value: Enables risk-adjusted advancement decisions by quantifying cardiac functional decline via echocardiography-derived indices like myocardial performance and left ventricle mass index.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical safety assessment, particularly for compounds where renal impairment is a comorbidity concern.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of cardiorenal axis mechanisms through inducible uremic cardiomyopathy phenotypes.
- Screening: Delivers quantitative outputs such as plasma biomarker levels and echocardiographic parameters for compound effect comparison.
- Analytics: Enables statistical analysis of cardiac structural and functional changes, including wall thickness ratios and diastolic function indices.
- Translational Research: Connects discovery findings to preclinical validation through shared pathological features like collagen upregulation and oxidant stress.
- Enterprise Reuse: Represents a scalable, reproducible surgical model suitable for multi-program screening campaigns in cardiorenal drug discovery.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing mechanistic ambiguity in cardiorenal pathway modulation.
- Operational Value: Enhances standardization and reproducibility through a streamlined two-step surgical procedure with defined postoperative timelines.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling early detection of cardiovascular liability in CKD-relevant models.
- Portfolio Impact: Informs risk-adjusted prioritization by identifying compounds that mitigate or exacerbate uremic cardiomyopathy phenotypes.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgical techniques and rodent anesthesia management.
- Dependent on sterile surgical equipment, suture materials, and postoperative monitoring infrastructure.
- Necessitates standardization across teams for consistent pole ligation and nephrectomy timing.
- Involves adaptation considerations when translating to other strain or age models due to variability in renal reserve.
- Limited by the inability to precisely titrate remnant renal mass compared to artery ligation models, affecting dose-response control.
