Модель нефрэктомияй мыши 5/6, который индуцирует экспериментальный уремический кардиомиопатия
7 ноября 2017 г.
Эта рукопись содержит подробные двухэтапный хирургические процедуры для выполнения мыши 5/6й частичной нефрэктомии (PNx) с полюса перевязки. Через четыре недели после операции, по сравнению с приводом Шам мышей, мышей PNx разработали нарушение функции почек, анемия, гипертрофии сердца, фиброз сердца и снижение систолической и диастолической функции сердца.
Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы создать простую мышиную модель частичной нефрэктомии с лигированием полюсов с лучшей выживаемостью по сравнению с традиционными моделями. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области хронической болезни почек о развитии и потенциальном терапевтическом лечении уремической кардиомиопатии. Основное преимущество этой методики заключается в том, что она представляет собой простую и последовательно воспроизводимую животную модель, которая имитирует патологию хронической болезни почек у пациентов.
Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, будут испытывать трудности из-за гораздо меньших почек, кровеносных сосудов и мочеточников у мышей. Начните с подтверждения соответствующего уровня седативного эффекта путем отсутствия реакции на защемление пальца ноги и нанесения смазки на глаза мыши. Поместите мышь на грелку и вставьте ректальный термометр, чтобы поддерживать температуру тела около 37 градусов по Цельсию во время процедуры.
Затем положите животное на правый бок и сбрейте шерсть над областью операции. Удалите оставшиеся волосы с помощью депилляционного крема и продезинфицируйте открытые участки кожи с помощью полигидроксираствора и 70% этанола. Выровняйте автоклавное хирургическое белье над местом операции.
И сделать примерно один сантиметр поясничного разреза через кожу и мышечную ткань. С помощью скальпеля и щипцов отделите мышцу и фасцию, чтобы обнажить левую почку. Затем с помощью небольших тупых щипцов аккуратно потяните околопочечный жир, чтобы извлечь почку из брюшной полости.
Аккуратно дразните соединительную ткань и надпочечники от верхнего конца почки к среднему привратнику органа, где кровеносные сосуды входят в почечную ткань и выходят из нее. Изолируйте мочеточник вокруг нижней половины почки в пределах соединительной ткани и аккуратно отделите соединительную ткань от почки, чтобы убедиться, что мочеточник не перевязан. Важно аккуратно отделить соединительную ткань, чтобы мочеточник не был поврежден и не кровоточил.
Изолируйте мочеточник вокруг нижней половины почки в пределах соединительной ткани. Затем с помощью трех шовных нитей с нулевым шелком перевязайте почку примерно в 0,4 сантиметра от верхней части по направлению к середине привратника и на 0,4 сантиметра от нижней части по направлению к привратнику. При затягивании швов натягивайте ровно настолько, чтобы нарушить кровоснабжение дистальной части почки, не вызывая кровотечения с обеих сторон.
Если через две минуты кровотечения не наблюдается, аккуратно верните почку в исходное анатомическое положение и используйте четыре нуля и три нулевых шва для закрытия мышечного и кожного слоев соответственно. Затем нанесите мазь с антибиотиком на операционную область и разместите мышь индивидуально с тепловой лампой и наблюдением до тех пор, пока грудина не станет лежачей. Через семь дней после полярного лигирования обнажите правую почку, как только что показано.
Используйте тупые щипцы, чтобы очистить окружающий жир и соединительную ткань, и свободно наложите два шва с тремя нулевыми шелками вокруг почечной артерии и вены. Аккуратно дразните соединительную ткань и надпочечники от верхнего конца почки к среднему привратнику. Аккуратно смещая мочеточник с нижнего конца ткани, развяжите все сосуды вместе, не вызывая кровотечения.
Затем переместите один свободный лигатурный узел к стороне брюшной аорты, а второй свободный лигатурный — к стороне почек. И перевяжите брюшную аорту лигатурой двойными узлами. Прочный узел изменит цвет правой почки.
Второй лигатурный узел завяжите двойными узлами, оставив промежутки между узлами, чтобы можно было разрезать сосуды, и разрежьте почечные сосуды. После удаления почки закройте мышечные и кожные слои, как только что показано. Затем подсушите почку стерильной марлей и взвесьте собранную почечную ткань.
Через четыре недели после операции у мышей с частичной нефрэктомией наблюдалось значительно повышенное содержание цитатина С, креатинина и азота мочевины крови в плазме по сравнению с животными, перенесшими фиктивную операцию. Также проявляется частичная анемия, стимулированная нефрэктомией, о чем свидетельствует значительно более низкий уровень гематокрита у полярных лигированных животных. На гипертрофию сердца и диастолическую дисфункцию у частично нефрэктомированных мышей указывают повышенное отношение массы сердца к массе тела и трансторакальный эхокардиографический анализ, который показывает значительное увеличение толщины задней и передней стенки, индекса работоспособности миокарда и индекса массы левого желудочка.
Частичный фиброз сердца, опосредованный нефрэктомией, также проявляется в увеличении экспрессии коллагена 1 типа в гомогенатах левого желудочка и гомогенатах левой остаточной почки. Кроме того, окислительный стресс играет важную роль в экспериментальной уремической кардиомиопатии, значительно стимулируя прямую модификацию карбонилирования белка нескольких белков и активацию протоонкогена тирозин-протеинкиназы в гомогенатах левого желудочка. После освоения этой техники ее можно выполнить за 40 минут, если она выполнена правильно.
Пытаясь выполнить эту процедуру, важно не забывать проверять частоту дыхания животного и регулировать изофлураны по мере необходимости. После этой процедуры могут быть проведены другие эксперименты, такие как сравнение эффектов конкретных лекарственных препаратов на частичное восстановление после нефрэктомии, чтобы ответить на традиционные вопросы о конкретных терапевтических методах лечения, представляющих интерес. После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области хронической болезни почек к изучению патологии и потенциального скрининга лекарств при уремической кардиомиопатии.
После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как настроить модель частичной нефрэктомии в мыши.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной рукописи описывается двухэтапная хирургическая процедура проведения частичной нефрэктомии 5/6 (PNx) у мышей с лигированием полюса. Данная модель направлена на повышение показателей выживаемости по сравнению с традиционными методами и способствует изучению хронической болезни почек и уремической кардиомиопатии.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нефрология
- Кардиология
- Хирургические методы
Теоретические сведения
- Хроническая болезнь почек является серьезной проблемой здравоохранения.
- Уремическая кардиомиопатия — частое осложнение болезни почек.
- Существующие модели на животных имеют ограничения по показателям выживаемости.
- Данное исследование направлено на создание более эффективной модели для проведения научных работ.
Цель исследования
- Разработать надежную модель 5/6 нефрэктомии (PNx) на мышах.
- Изучить влияние хронической болезни почек на функцию сердца.
- Получить данные о возможных терапевтических подходах.
Используемые методы
- Подтверждение анестезии и седации мыши.
- Нанесение смазки для защиты глаз.
- Использование нагревательного коврика для поддержания температуры тела.
- Мониторинг показателей жизнедеятельности во время хирургической процедуры.
Основные результаты
- У мышей с PNx наблюдалось нарушение функции почек по сравнению с мышами, перенесшими ложнооперацию.
- Отмечалось развитие анемии и гипертрофии миокарда.
- Были зафиксированы фиброз миокарда и снижение сердечной функции.
- Данная модель эффективно имитирует патологию хронической болезни почек у человека.
Выводы
- Двухэтапная модель нефрэктомии (PNx) является воспроизводимой и эффективной.
- Данная модель может способствовать исследованию уремической кардиомиопатии.
- Повышение показателей выживаемости увеличивает ее полезность для будущих исследований.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Данная модель представляет собой воспроизводимую систему для изучения прогрессирования от хронической болезни почек к уремической кардиомиопатии — ключевого сопутствующего заболевания при оценке безопасности и эффективности лекарственных средств. Она позволяет проводить механистический анализ рисков сердечно-сосудистых осложнений у пациентов с почечной недостаточностью, что способствует ранней валидации мишеней и повышению прогностической достоверности при оптимизации соединений-лидеров. Возможность данной модели количественно оценивать сердечную дисфункцию и фиброз соответствует потребностям доклинического скрининга кардиопротекторных кандидатов для популяций с ХБП.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверить терапевтические гипотезы, связывающие почечную дисфункцию с патологией сердца, с помощью таких измеряемых конечных точек, как цистатин C, креатинин и BUN.
- Научная ценность: способствует функциональной валидации мишени путем демонстрации гипертрофии миокарда, фиброза и диастолической дисфункции в ответ на уменьшение массы почек.
- Научная ценность: облегчает выяснение путей передачи сигнала за счет наблюдения окислительного стресса и модификаций карбонилирования белков в гомогенатах левого желудочка.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: Предоставляет стандартизированную биологическую систему с количественными показателями состояния почек и сердца для стандартизации анализа и проверки воспроизводимости.
- Практическая ценность: Позволяет проводить надежную оценку соединений посредством стабильного фенотипирования анемии, гипертрофии миокарда и фиброза через четыре недели после операции.
- Практическая ценность: Способствует повторному использованию платформы благодаря простоте модели и более высокому уровню выживаемости по сравнению с традиционными методами.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Демонстрирует релевантность заболеванию путем имитации патологии уремической кардиомиопатии человека, включая фиброз миокарда, а также систолическую и диастолическую дисфункцию.
- Научная ценность: Обеспечивает согласование трансляционных биомаркеров посредством измеримых изменений уровней цистатина C, креатинина, азота мочевины крови (BUN), гематокрита и соотношения массы сердца к массе тела.
- Научная ценность: Позволяет принимать обоснованные с учетом рисков решения о дальнейшем продвижении исследования путем количественной оценки снижения сердечной функции с помощью показателей эхокардиографии, таких как индекс миокардиальной эффективности и индекс массы левого желудочка.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данная модель вписывается в континуум исследований — от валидации мишени и идентификации ведущих соединений до оценки доклинической безопасности, особенно для соединений, при применении которых сопутствующее нарушение функции почек представляет серьезную проблему.
- Фундаментальная биология: обеспечивает проверку гипотез о механизмах кардиоренального взаимодействия с помощью индуцибельных фенотипов уремической кардиомиопатии.
- Скрининг: предоставляет количественные данные, такие как уровни биомаркеров в плазме и эхокардиографические параметры, для сравнения эффектов соединений.
- Аналитика: позволяет проводить статистический анализ структурных и функциональных изменений сердца, включая соотношения толщины стенок и показатели диастолической функции.
- Трансляционные исследования: связывает результаты фундаментальных открытий с доклинической валидацией через общие патологические признаки, такие как повышение экспрессии коллагена и окислительный стресс.
- Корпоративное использование: представляет собой масштабируемую и воспроизводимую хирургическую модель, подходящую для многопрограммных кампаний по скринингу при поиске кардиоренальных лекарственных средств.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает прогностическую достоверность за счет уменьшения механистической неопределенности при модуляции кардиоренального пути.
- Операционная ценность: Повышает уровень стандартизации и воспроизводимости благодаря оптимизированной двухэтапной хирургической процедуре с определенными послеоперационными сроками.
- Стратегическая ценность: Улучшает принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) за счет обеспечения раннего выявления сердечно-сосудистых осложнений в моделях, релевантных для ХБП.
- Влияние на портфель: Обосновывает приоритетность с учетом рисков путем идентификации соединений, которые смягчают или усиливают фенотипы уремической кардиомиопатии.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области микрохирургических методов и управления анестезией у грызунов.
- Зависимость от наличия стерильного хирургического оборудования, шовных материалов и инфраструктуры для послеоперационного мониторинга.
- Необходима стандартизация работы между исследовательскими группами для обеспечения единообразия времени проведения лигирования полюса и нефрэктомии.
- При переносе метода на другие модели по линиям или возрасту требуются корректировки в связи с вариабельностью ренального резерва.
- Ограничение в возможности точного титрования остаточной массы почек по сравнению с моделями лигирования артерий, что влияет на контроль зависимости «доза-эффект».
