Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Renal Ischemi Reperfusionsskada: En musmodell av skada och Regeneration

Published: June 7, 2014 doi: 10.3791/51816

Abstract

Nedsatt ischemi reperfusionsskada (IRI) är en vanlig orsak till akut njurskada (AKI) för patienter och ocklusion av renalt blodflöde är oundviklig vid njurtransplantation. Experimentella modeller som korrekt och reproducerbart rekapitulera renal IRI är avgörande för att dissekera patofysiologin för AKI och utveckling av nya terapeutiska medel. Presenteras här är en musmodell av renal IRI som ger reproducerbar AKI. Detta uppnås genom en mittlinje laparotomi metod för operation med ett snitt som tillåter både en höger nefrektomi som ger kontrollvävnad och fastklämning av den vänstra njur pedicle att inducera ischemi i den vänstra njuren. Genom noggrann kontroll av klämposition och kroppstemperaturen under den tid ischemi denna modell uppnår reproducerbara funktionella och strukturella skador. Mössen 24 timmar efter operation visar förlust av njurfunktion med förhöjning av serum-eller plasmakreatinin nivå och strukturturella njurskada med akut tubulär nekros uppenbar. Njurfunktionen förbättras och akut vävnadsskada löser under 7 dagar efter njur IRI så att denna modell kan användas för att studera njur förnyelse. Denna modell av njur IRI har använts för att studera molekylära och cellulära patofysiologi AKI samt analys av den efterföljande njur förnyelse.

Introduction

Ischemi reperfusionsskada (IRI) är ett vanligt sätt att skada för flera organ inklusive njure, hjärta och hjärna. Njur IRI kan leda till akut njurskada (AKI) för patienter och ingen specifik behandling är tillgänglig. AKI följd av IRI har en komplicerad patogenes involverar både det medfödda och adaptiva immunsvar 1. En experimentell modell av njur IRI ger möjlighet att dissekera de viktigaste celler och mediatorer är involverade i patogenesen av AKI samt den efterföljande njur förnyelse som följer under de följande dagarna. Dessutom kan bedömas effekten av nya läkemedel vid sjukdomsprocesser.

Det övergripande målet för den experimentella modellen för njur IRI beskrivs här är att förmå både akuta funktionella och strukturella njurskada. Några forskare har använt en modell som innebär att induktion av bilaterala IRI 2. Även om det bilaterala renal IRI-modellen är i bruk, den ensidiga renal IRI-modellen har fördelen av en rätt nefrektomi genomförs i samband med operationen. Rätt nefrektomi vävnaden fungerar som värdefulla kontrollvävnad i studier med ett förbehandlingssteg som vare sig inducerar eller hämmar uttrycket av en gen eller protein. Till exempel har vi använt denna modell för att bedöma konditioneringseffekter av heme arginat (HA) injektion 24 timmar före renal IRI 3. Den framgångsrika induktion av cellskyddande enzymet heme-oxygenas-1 (HO-1) med HA innan IRI bekräftades i rätt nefrektomi kontrollvävnad 4. HA minskad renal IRI i åldern möss delvis via en HO-1 beroende mekanism. På samma sätt har vi använt modellen i makrofag haltsstudier för att undersöka betydelsen av makrofager i njur IRI 5. Immunhistokemisk analys av höger nefrektomi vävnad kan användas för att bekräfta effektiviteten av ablation metodik. Den högra nefrektomi vävnad kan därför användas för att både bekräfta och kvantifiera nivån av induction eller inhibering av molekylen av intresse i varje enskild försöksdjuret. Denna modell kommer att vara av intresse för forskare som använder droger eller andra föreningar för att modulera uttrycket av gener eller proteiner etc. före induktion av njur IRI.

Andra studier har använt flank snitt för att komma åt njurarna. Den modell som beskrivs här använder en enda mittlinje bukkirurgi för att utföra både höger nefrektomi och framkalla ischemi reperfusion av vänster njure. Denna kirurgiska metod ger utmärkt visualisering av operationsområdet, inklusive njur pediklar och färgförändringar som följer njur pedicle fastspänning. Vår publicerade erfarenhet av modellen 4-6 visar att möss återhämta sig snabbt från operationen med en nära 100% överlevnad.

Slutligen kinetisk analys av modellen under en period av 7 dagar visar att denna modell uppvisar återställande av båda njurfunktionen och tubulär integritet, medbetydande tubulär celltillväxt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

OBS. Djurförsök har utförts i enlighet med de riktlinjer och regler som införts av de djur (Scientific Procedures) Act 1986 företogs i sterila (autoklaveras) kirurgiska instrument och förbrukningsvaror. Medan den musmodell av renal IRI presenteras här utfördes på en 8 veckor gamla Balb / c-mus kan den reproducerbart utföras på en mängd olika murina stammar oavsett kön vanligtvis i åldern 7-15 veckor, med den optimala åldern varelse 8 veckor. De data som presenteras i resultat avsnittet företrädaren erhölls från både Balb / c och FVB möss. Tillämpningen av uppvärmda saltlösning används för att hålla tarmen och operationsområdet fuktig men det bör noggrant övervakas och hållas till ett minimum som orimligt stor vätskor kan leda till en artefaktuella sänkning av serum-eller plasmakreatininnivåer, vilket är en viktig experimentell avläsning.

1. Animal Förberedelser och Laparotomy

<ol>
  • Bedöva musen med ketamin hydroklorid (70 mg / kg) och medetomidinhydroklorid (1 mg / kg) intraperitonealt och bekräfta anestesidjupet genom förlust av reflexer, t.ex. tå nypa. Varaktigheten av den resulterande anestetiska planet är 4 timmar. Detta är tillräckligt för att utföra hela kirurgiska ingrepp och ingen extra anestesi krävs.
  • Ta bort håret runt snittet området, se till att området är fritt från löst hår, och sanera buken huden med hjälp av en utspädd klorhexidin lösning.
  • Placera musen på en uppvärmd kirurgisk dyna i ryggläge och fixera de övre och nedre extremiteterna till dynan med hjälp av låg-klibbighet tejp. Se till att de övre extremiteterna hålles i ett normalt läge för att förhindra lung komprimering. Under hela förfarandet övervaka musen för brännskador. Om möjligt är det rekommenderat att en icke-elektrisk värmekälla användas.
  • Administrera analgetiska buprenorfin-hydroklorid (0,06 mg / kg)subkutant och applicera ögon smörjmedel till ögonen för att förhindra att hornhinnan torkning. Analgetika administreras pre-operativt i syfte att underlätta postoperativ återhämtning.
  • Med hjälp av vävnad separera sax eller en skalpell blad gör en mittlinjen laparotomi snitt och rakt på sak separera huden från bukhinnan. Detta gör att huden och peritoneum som skall sutureras separat under sårtillslutning. Ett snitt av den avaskulära linea alba görs som ger tillträde till bukhålan.
  • För att skapa en tydlig bild av operationsområdet för in ett upprullningsdon och drapera musen.
  • 2. Ureter Division och Right Nefrektomi

    1. Tryck försiktigt tarmarna mot den vänstra sidan av bukhålan med hjälp av autoklave steriliserade bomullspinnar fuktade med koksaltlösning för att exponera den högra njuren och urinledaren. Täck tarmarna med fuktad draperier för att förhindra uttorkning.
    2. Lyft den högra urinledaren med vinklade pincett. Ligera rätt urinledaren två gånger med 6/0 silk-flätad sutur. För långvariga experiment, använd absorberbara suturer för alla buken.
    3. Dela upp urinledaren mellan suturerna. Medan Vesico-ureteric korsning bör förhindra urin från att läcka in i bukhinnan från blåsan urinledaren ligeras som en säkerhetsåtgärd mot eventuella läckage postoperativt under långtidsförsök.
    4. För att möjliggöra enklare åtkomst när du utför rätt nefrektomi, tryck försiktigt levern upp och åt höger med en fuktad bomullstuss och hålla den på plats med hjälp av fuktad gasväv för att exponera rätt renal artär och ven.
    5. Rakt på sak dissekera bindväv och fett längs den mediala sidan av den högra njuren så långt som den högra njurartären och-venen.
    6. Skapa en kanal under njurartären och-venen genom att försiktigt skjuta de vinklade pincett under blodkärlen. Guide pincett under med spetsarna stängda och försiktigt bort med tips öppna för att underlätta bildandet av kanalen.
    7. Upprepa steg 2.6 till tips av pincetten är synliga genom den bindväv strax ovanför njur artär och ven. När väl synlig försiktigt gnugga tips av pincetten mot tips av en annan uppsättning vinklade pincett för att försiktigt bryta bindväv.
    8. Med njurartären och-venen klart tillgängliga kan de nu skall ockluderas. Skjut försiktigt vinklade pincett under renal artär och ven med spetsarna stängda. Väl på plats öppnar tips av pincetten och vägleda den hemostatiska klämman applikatorn mellan spetsarna och stadigt tillämpa en blodstillande klipp på renal artär och ven nära njuren. Alternativt njurartären och-venen kan ligeras med användning av 6/0 silke flätad sutur.
    9. Dividera det ockluderade njurartären och-venen nära njuren, som nu kan tas bort med eventuellt kvarvarande vidhäftande bindväv.
    10. Ta bort eventuella gasväv används för att hålla levern och ersätta tarmen med bomullspinnar.

    1. Tryck försiktigt tarmarna mot den högra sidan av bukhålan med bomullspinnar för att exponera vänster njure och urinledare och täck med fuktad draperier. Vid behov bukspottkörteln kan böjas med fuktad gasväv för att möjliggöra enklare åtkomst.
    2. Använd trubbig dissektion för att försiktigt bryta den bindväv främre och bakre till vänster renal artär och ven, och sedan skapa en kanal under fartygen i ett liknande sätt som det beskrivs i Ureter Division och höger Nefrektomi steg 2.4.
    3. Inducera ischemi av den vänstra njuren genom applicering av en mikro serrafine klämma på njurartären och-venen. Framgångsrik ischemi kan visuellt bekräftas av en gradvis jämn mörkfärgning av njuren. Blodkärl i tillägg till den vänstra njurartären och-venen kan ibland tillhandahålla njuren. Om det finns, kommer dessa ytterligare blodkärl också behöva tilltäppt med hjälp av mikro serrafine klipp för att framgångsriktframkalla ischemi av hela njuren.
    4. Byt ut tarmarna och noga se till att det inte finns några tvära vändningar som kan leda till tarm ischemi röjande resultat. Stäng tillfälligt bukhinnan med en enda sutur.
    5. Efter ischemi induktion omedelbart placera musen på en homeothermic filt med en rektal termistor ansluten till en kontrollenhet som kommer att hålla kroppstemperaturen vid 37 ° C för önskad längd ischemi. För att definiera en lämplig längd av ischemi som krävs för att framkalla den önskade graden av njurskada och njursvikt rekommenderas att en titrering utföras för varje stam och kirurgisk operatör.
    6. Strax före slutet av den ischemiska perioden åter öppna bukhinnan och försiktigt placera tarmarna för att ge tillgång till klämman och se njuren. Insättning av upprullningsdon, som visas i videon, är inte nödvändigt och enbart utförs i redogörelser.
    7. Avlägsna clamp efter den period av ischemi har ingått. Omedelbart efter avlägsnande njuren kommer snabbt ändra färg från en mörk rödbrun till en hälsosam mörkrosa indikerar lyckad reperfusion.
    8. Återigen se till att tarmen inte är vridna innan stänga bukhinnan med en filt stygn med hjälp av 6/0 flätat silke sutur. Stäng sedan huden med hjälp av metall hud klipp.
    9. För att minimera risken för postoperativ infektion, applicera ett antiseptikum såsom jod / alkohol-lösning till det kirurgiska området.

    4. Postoperativ återhämtning och vård

    1. Delvis omvända anestesi med atipamezol-hydroklorid (2 mg / kg) subkutant och administrera vätskor med en subkutan injektion av 1 ml värmt saltlösning för att förhindra uttorkning efter operation.
    2. Noggrant övervaka möss tills de har återfått medvetandet, verkar pigg och har möjlighet att rätta sig själv.
    3. Tillåt möss att återhämta sig i en uppvärmd låda hölls vid 29 ° C, located i en tyst miljö, under 24 timmar. Möss kommer att ha en nedsatt förmåga att thermoregulate grund av anestesi och därför är det viktigt att de är inhysta vid en förhöjd temperatur för att möjliggöra en effektiv återhämtning. Fuktad mat kan också tillhandahållas för att uppmuntra fluiden och näringsintag.
    4. För långsiktiga återhämtnings experiment ger löpande analgetika och ta bort hud klipp 7 dagar efter operation.

    5. Att bedöma funktionella och strukturella njurskada och Regeneration

    1. Blod kan samlas in från svansvenen under experiment eller från hjärtat vid tidpunkten för avlivning vid slutet av experimentet. Mät njurfunktion med serumkreatinin, med hjälp av en creatinase baserad metod, och urea (BUN) på en biokemisk centrifugal analysator som beskrivits tidigare 7. Den njurfunktionen av friska möss måste fastställas innan upprättande av en modell av njursvikt eftersom detta kan variera markant depending av den analysmetod som används t.ex. Jaffe reaktion och creatinase baserade metoder för att mäta kreatinin ger olika resultat.
    2. Undersök njur struktur genom histopatologi på paraffininbäddade njurvävnadssnitt färgade med hematoxylin och eosin (H & E) eller perjodsyra Schiff (PAS). Fånga mellan 5-10 bilder med 200x förstoring i den yttre randen av den yttre märgen (OSOM) för varje mus. Bedöma graden av skada i OSOM eftersom denna region är skadad i denna modell eftersom det är mycket känsliga för syrebrist.
    3. Använd någon av de två poängsystem beskrivs nedan för att mäta akut tubulär nekros (ATN) eller förnyelse. Representativa morfologi klassifikationer som används i dessa system illustreras i fig. 1.
    4. Använd ett enkelt binärt system för att göra mål ATN. På grundval av cellulära integritet och morfologi märke och räkna tubuli antingen som livskraftig (intakt cell morfologi) eller nekrotisk (nedsatt cell integreradgrity, onormal cellmorfologi eller förlust av celler).
      1. Uttryck antalet nekrotiska tubuli som en procentandel av det totala antalet tubuli (nekrotisk tubuli%).
    5. Classify regeneration med ett annat system som bygger på cellernas integritet, morfologi och kärnor nummer. Mark och räkna tubuli som friska, nekrotisk, skadade eller återvinna enligt de kriterier som anges i de följande stegen.
      1. Som med det ATN poängsystem (enligt steg 5.4) markera tubuli med intakta normala celler som friska medan tubuli visar äventyras cellintegritet, bör onormal cell morfologi eller öppen cellförlust görs som nekrotisk.
      2. Klassificera tubuli som skadade om de har en förtunnad cytoplasma innehåller några kärnor. Däremot utse tubuli som innehåller fler kärnor med mer normal cell morfologi som återhämta sig.
      3. Uttryck varje tubuli klassificeras som en procentandel av den totala tubuli nummer.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    Tubular skada och återhämtning kan bedömas av H & E eller PAS färgning av vävnadssnitt efter njur IRI. Tubuli ligger inom OSOM klassificeras som friska, skadade, nekrotisk eller återvinning enligt cellmorfologin, integritet och kärnor nummer (Figur 1). Den funktionella och strukturella skador i denna modell är beroende av varaktigheten av ischemi. En successiv ökning av svårighetsgraden av nedsatt njurfunktion, bedöms av plasmakreatinin och BUN, är uppenbart eftersom varaktigheten av ischemi ökar stegvis 2min (Figur 2). Omfattningen av strukturella njurskada, härledas från ATN poäng, följer en liknande trend med mer allvarliga ATN medföljande mer långvarig ischemi (Figur 3). Efter en inledande titrering av olika löptider för ischemi, bör denna modell av renal IRI uppnå en nära 100% framgång, med alla möss som utvecklar både funktionell och strukturell skada efter surgery. Denna modell av njur IRI möjliggör också en fin nivå av kontroll över graden av skada med begränsad variation observeras mellan djur (figur 2 och 3). Användningen av olika löptider för ischemi ger terapeutiska ingrepp som skall undersökas för sin förmåga att modulera olika skadornas svårighetsgrad. Till exempel på grund av längden på ischemi den resulterande skadan kan klassas som lindrig (20 min), måttlig (22 min) eller hög (24 min). Dessa värden är för manliga Balb / c möss i åldern 8 veckor och ingår som enda vägledning. Utredarna ska fastställa sina egna experimentella förhållanden eftersom dessa kommer att variera beroende på mus-stam, ålder, kön och biokemisk analys används för att bedöma njurfunktionen.

    Denna modell har med framgång använts för att studera regeneration efter njur IRI med både njurfunktion och struktur återhämta sig under de följande dagarna. En gradvis minskning av plasmakreatinin och BUN-nivåer är observed, med plasmakreatinin återvänder till basala nivåer vid dag 7 (Figur 4). En bedömning av H & E färgade vävnadssnitt visar att ett ökat antal tubuli klassificeras som friska eller återhämtar sig på dag 7 jämfört med dag 4 indikerar att vävnadsregenerering sker (Figur 5). Administreringen av 5-brom-2'-deoxiuridin (BrdU) före avlivning underlättar immunfärgning av njurvävnad med avseende på BrdU och efterföljande kvantifiering av rörformiga cellproliferation. Dramatisk nukleär BrdU uttryck observeras fyra dagar efter njur IRI vilket indikerar att de små rören genomgår märkta cellproliferation i syfte att återställa tubulus integritet och funktion (fig. 6). Kombinationen av njurfunktionen bedömning poäng för strukturell förbättring och BrdU immun gör denna modell som ska användas för att studera regeneration efter njur IRI. Detta gör att de långsiktiga effekterna av terapeutiska ingrepp för att vara iutredas.

    Slutligen beror på induktion av global ischemi till hela njuren nyttan av denna modell och detta kan äventyras av förekomsten av blodkärlen som försörjer njurarna förutom den viktigaste vänstra njurartären. Om dessa ytterligare fartyg inte kläms då en del av njuren kommer inte att utsättas för ischemisk skada (Figur 7).

    Figur 1
    Figur 1 Poängsättning av strukturell tubulär skada och regeneration -.. Representant morfologi av friska, återhämta sig, skadade och nekrotiska tubuli vävnadssnitt från en njure bort 4 dagar efter njur IRI färgas med PAS för bedömning. Tubuli ligger inom OSOM klassificeras som friska, skadade, nekrotisk eller återvinning enligtcell morfologi, integritet och kärnor nummer med representativa exempel markerat. Friska tubuli är intakta med en normal cellulär morfologi. Nekrotiska tubuli uppvisar en nedsatt monolager med förlust uppenbar cell och förlust av cellens morfologi. Skadade tubuli uppvisar en förtunnad cellulärt monoskikt och innehåller färre kärnor. Däremot återhämtar tubuli uppvisar en mer normal cellulär morfologi och ett liknande antal kärnor till friska tubuli. Förstoring:. 400x klicka gärna här för att se en större version av denna siffra.

    Figur 2
    Figur 2 Skada -. ​​Nedsatt ischemi försämrar njurfunktionen Manliga Balb / c möss i åldern 8 veckor genomgick en rätt nefrektomi och.vänster renal pedicle klämdes för 20, 22 eller 24 min (n = 4 per grupp). Möss avlivades vid 24 tim efter njur IRI. Plasmakreatinin och urea visar en ökande trend av svårighetsgrad som längden på ischemi ökat. Den streckade linjen representerar nivåerna av plasmakreatinin och blodureakväve som påträffas hos normala kontrollmöss. Data presenteras som medelvärde ± SEM och analyseras av envägs ANOVA. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

    Figur 3
    . Figur 3 Skada - Renal ischemi inducerar signifikant akut tubulär nekros Male Balb / c-möss i åldern 8 veckor genomgick en höger nefrektomi och den vänstra njur pedicle var cl.amped för 20, 22 eller 24 min (n = 4 per grupp). Möss avlivades vid 24 tim efter njur IRI. Representativa mikrofotografier (förstoring: 200x) av OSOM från H & E färgade njur avsnitt av kontroll och skadade njurar visar ATN. Formell poängsättning av ATN (uttryckt som andel av nekrotiska tubuli) bekräftar den ökade nivån av skada med ökande varaktighet ischemi. Data presenteras som medelvärde ± SEM och analyserades med envägs ANOVA (**** = P ≤ 0,0001). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

    Figur 4
    . Figur 4 Regeneration - Njurfunktionen återhämtar sig efter renal ischemi Man FVB möss ag.ed 8 - 10 veckor genomgick en rätt nefrektomi före 25 min av ischemi i vänster njure. Mössen avlivades 1 dag (n = 10), 4 dagar (n = 10) eller 7 dagar (n = 6) med njur IRI. Både plasmakreatinin och urea stadigt sjunka under loppet av 7 dagar, med plasmakreatinin återvänder till basala nivåer, visar en återhämtning i njurfunktionen. Data presenteras som medelvärde ± SEM och analyserades med envägs ANOVA (*** = P ≤ 0,001, * = P ≤ 0,05). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

    Figur 5
    Figur 5 Regeneration -. Njur vävnad visar tecken på återhämtning efter Rena . l ischemi Manliga FVB möss i åldern 8 - 10 veckor genomgick en rätt nefrektomi före 25 min av ischemi i vänster njure. Mössen avlivades fyra dagar (n = 10) eller 7 dagar (n = 6) med njur IRI. Representativa mikrofotografier (förstoring: 200x) av OSOM följande induktion av ischemi är visade. Formell poängsättning av antalet friska, återhämta sig, skadade eller nekrotiska tubuli inom OSOM bedömdes i PAS färgade paraffin. Vid dag 4 efter njur IRI en stor del av tubuli inom OSOM fortfarande verkar skadade. Men efter 7 dagar finns det en betydande ökning av andelen tubuli som är klassificerade som hälsosamt eller återvinna tecken på njur förnyelse. Data presenteras som medelvärde ± SEM. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

    lways "> Figur 6
    . Figur 6 Regenerering - Dramatisk tubulär spridning är uppenbara 4 dagar efter renal ischemi Manliga FVB möss i åldern 8 -. 10 veckor genomgick en rätt nefrektomi före 25 min av ischemi i vänster njure. BrdU (50 mg / kg) administrerades genom intraperitoneal injektion 24 timmar före avlivning. Mössen avlivades fyra dagar (n = 10) eller 7 dagar (n = 6) med njur IRI. Representativa mikrofotografier (förstoring: 200x) av OSOM från mössen på dag 4 och dag 7 efter induktion av ischemi visas. Tubular celltillväxt bedömdes med immunhistokemisk färgning för BrdU på paraffininbäddade njursektioner. Tubular cellproliferation kvantifierades genom att räkna antalet BrdU-positiva kärnor i OSOM med ökad cellproliferationuppenbart vid dag 4. Data presenteras som medelvärde ± SEM och analyseras av studenter t-test (*** = P ≤ 0,001). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

    Figur 7
    Figur 7. Vänster ischemisk njure med icke-tilltäppta ytterligare fartyg njurblod. Underlåtenhet att täppa ytterligare blodkärl som förser njurarna leder till inkonsekvent ischemi. (A) Frånvaron av globala njurischemi indikeras av en ojämn färgförändring (vit pil) när mikro serrafine klippet är i läge. (B) Efter borttagande av mikro serrafine klippet, den viktigaste renal artär och ven är synliga (vit pil) tillsammans med den extra blodkärl som levererarden mellersta och nedre polen i njuren (svart pil). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    Renal IRI är en viktig orsak till AKI med ingen specifik behandling tillgänglig. Den experimentella studien av renal IRI har varit mycket informativ med tidigare arbete visar betydelsen av makrofager, dendritiska celler, lymfocyter, regulatoriska T-celler och andra celler och medlare i induktion av både akut skada och helande fas 5,8 - 16. Dessutom har experimentell njur IRI använts för att bedöma effekten av olika terapeutiska medel 4,17-19.

    Modellen av njur IRI beskrivs här använder en mittlinjen laparotomi metod för att utföra en rätt nefrektomi och framkalla ischemi i den vänstra njuren med hjälp av klämmor. Som illustreras av de representativa resultat, ändra längden på ischemi kan styra hur allvarlig skadan. Därför kan justeras denna modell framkallar lätt, måttlig eller hög njurskada i enlighet med den experimentella ställda frågan. Emellertid är en begränsning av denna modell som detär inte lämpligt för induktion av mycket allvarlig njurskada vid långvarig renal ischemi. Den resulte svår akut njursvikt kan leda till betydande dödlighet.

    Det finns flera aspekter av denna modell som är avgörande för att uppnå förutsägbar och reproducerbar njurskada. En stor källa till variabilitet med den här modellen kan härröra från kroppstemperaturen under den ischemiska perioden 20. Det är därför väsentligt att kroppstemperaturen upprätthålls vid en konstant nivå och övervakas under den ischemiska perioden. I detta protokoll en styrenhet med temperatursonder och homoeothermic filt användes för att automatiskt reglera kroppstemperaturen vid 37 ° C. Inverkan av kroppstemperaturen på mottagligheten hos njuren till ischemisk skada är väl beskriven. Tidigare arbete har visat att kroppstemperatur påverkar svårighetsgraden av njur-IRI 20 och variation i kroppstemperaturen hos möss är en potentiell confoundingfaktor som kan påverka tolkningen av resultaten. En annan viktig faktor är att möss kan uppvisa anatomisk variation med extra blodkärl som försörjer vänster njure. Det är viktigt att sådana ytterligare blodkärl identifieras och tilltäppt när du utför rätt nefrektomi och förmå global ischemi i vänster njure. Underlåtenhet att göra detta kommer att resultera i inkonsekvent ischemi hela njuren. På samma sätt bör den färgförändring av den vänstra njuren efter fastspänning av den vänstra njur pedicle noga granskas eftersom det inte finns en global färgförändringar tyder på förekomsten av ytterligare njurartärstenos som hade inledningsvis inte identifierats.

    I motsats till modeller som använder bilaterala njur ischemi, kommer denna modell vara av intresse för forskare som använder profylaktisk administration av läkemedel eller andra medel för att modulera uttrycket av gener, proteiner etc. före njurskada. Riggenht nefrektomi vävnad kan användas för att både bekräfta och kvantifiera nivån av induktion eller inhibition av molekylen av intresse i varje enskild försöksdjuret. Denna modell kommer också att vara av intresse för forskare som studerar njur förnyelse som den akuta fasen skada följs av framstående tubulär spridning.

    Vissa experimentella modeller av njur-inflammation är begränsade eftersom signifikant sjukdom endast kan induceras i vissa stammar av möss. Däremot modellen för njur IRI som beskrivs här är mångsidig och kan användas till både manliga 5 och kvinnliga 4 möss, olika stammar av möss samt äldre möss 4.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Tissue scissors Fine Science Tools 14072 - 10
    Micro-Adson forceps (Rat toothed) Fine Science Tools 11019 - 12
    S&T JFA-5bTC Forceps - SuperGrip Angled Fine Science Tools 00649-11
    Colibri retractor Fine Science Tools 17000 - 04
    Micro clip applicator Fine Science Tools 18057-14
    Micro serrafines  Fine Science Tools 18055-04
    Olsen-Hegar needle holder Fine Science Tools 12002 - 12
    Hemoclip Plus Ligating Clips Small Weck 533837
    Autoclip Wound Clip System, 9mm Harvard Apparatus PY2 52-3748
    Silk Black Braided Suture, Size 6-0 Harvard Apparatus 723288
    Standard Heat Matt
    Homeothermic Blanket & Control Unit Harvard Apparatus
    Lacri-Lube Allergan
    Vetasept Chlorhexidine   AnimalCare
    Vetalar : Ketamine hydrochloride 100 mg/ml solution
    Domitor : medetomidine hydrochloride  1 mg/ml
    Vetergesic : Buprenorphine hydrochloride  0.3 mg/ml
    Antisedan : Atipamezole hydrochoride 5 mg/ml

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Kinsey, G. R., Li, L., Okusa, M. D. Inflammation in acute kidney injury. Nephron Exp Nephrol. 109, (2008).
    2. Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: technical notes and tricks. Am J Physiol Renal Physiol. 303, (2012).
    3. Ferenbach, D. A., Kluth, D. C., Hughes, J. Hemeoxygenase-1 and renal ischaemia-reperfusion injury. Nephron Exp Nephrol. 115, (2010).
    4. Ferenbach, D. A., et al. The induction of macrophage hemeoxygenase-1 is protective during acute kidney injury in aging mice. Kidney Int. 79, 966-976 (2011).
    5. Ferenbach, D. A., et al. Macrophage/monocyte depletion by clodronate, but not diphtheria toxin, improves renal ischemia/reperfusion injury in mice. Kidney Int. 82, 928-933 (2012).
    6. Ferenbach, D. A., et al. Macrophages expressing heme oxygenase-1 improve renal function in ischemia/reperfusion injury. Mol Ther. 18, 1706-1713 (2010).
    7. Keppler, A., et al. Plasma creatinine determination in mice and rats: an enzymatic method compares favorably with a high-performance liquid chromatography assay. Kidney Int. 71, 74-78 (2007).
    8. Vinuesa, E., et al. Macrophage involvement in the kidney repair phase after ischaemia/reperfusion injury. J Pathol. 214, 104-113 (2008).
    9. Friedewald, J. J., Rabb, H. Inflammatory cells in ischemic acute renal failure. Kidney Int. 66, 486-491 (2004).
    10. Gandolfo, M. T., et al. Foxp3+ regulatory T cells participate in repair of ischemic acute kidney injury. Kidney Int. 76, 717-729 (2009).
    11. Burne, M. J., et al. Identification of the CD4+ T cell as a major pathogenic factor in ischemic acute renal failure. J Clin Invest. , 1283-1290 (2001).
    12. Burne-Taney, M. J., et al. B cell deficiency confers protection from renal ischemia reperfusion injury. J Immunol. 171, 3210-3215 (2003).
    13. Kinsey, G. R., et al. Regulatory T cells suppress innate immunity in kidney ischemia-reperfusion injury. J Am Soc Nephrol. 20, 1744-1753 (2009).
    14. Li, L., Okusa, M. D. Macrophages, dendritic cells, and kidney ischemia-reperfusion injury. Semin Nephrol. 30, 268-277 (2010).
    15. Lin, S. L., et al. Macrophage Wnt7b is critical for kidney repair and regeneration. Proc Natl Acad Sci U S A. 107, 4194-4199 (2010).
    16. Lee, S., et al. Distinct macrophage phenotypes contribute to kidney injury and repair. J Am Soc Nephrol. 22, 317-326 (2011).
    17. Kumar, S., et al. Dexamethasone ameliorates renal ischemia-reperfusion injury. J Am Soc Nephrol. 20, 2412-2425 (2009).
    18. Sharples, E. J., et al. Erythropoietin protects the kidney against the injury and dysfunction caused by ischemia-reperfusion. J Am Soc Nephrol. 15, 2115-2124 (2004).
    19. Gueler, F., et al. Statins attenuate ischemia-reperfusion injury by inducing heme oxygenase-1 in infiltrating macrophages. Am J Pathol. 170, 1192-1199 (2007).
    20. Delbridge, M. S., Shrestha, B. M., Raftery, A. T., ElNahas, A. M., Haylor, J. L. The effect of body temperature in a rat model of renal ischemia-reperfusion injury. Transplant Proc. 39, 2983-2985 (2007).

    Tags

    Medicin Murina akut njurskada ischemi reperfusion Nefrektomi Regeneration Laparotomy
    Renal Ischemi Reperfusionsskada: En musmodell av skada och Regeneration
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Hesketh, E. E., Czopek, A., Clay,More

    Hesketh, E. E., Czopek, A., Clay, M., Borthwick, G., Ferenbach, D., Kluth, D., Hughes, J. Renal Ischaemia Reperfusion Injury: A Mouse Model of Injury and Regeneration. J. Vis. Exp. (88), e51816, doi:10.3791/51816 (2014).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

    Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter