Waiting
Login processing...

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

Medicine

Nedsatt Ischemi reperfusjonssykdommer: A Mouse Model of Injury and Regeneration

Published: June 7, 2014 doi: 10.3791/51816

Abstract

Nedsatt iskemi reperfusjonsskade (IRI) er en vanlig årsak til akutt nyreskade (AKI) hos pasienter og okklusjon av nyreblodstrøm er uunngåelig under nyretransplantasjon. Eksperimentelle modeller som nøyaktig og reproduserbart rekapitulere nedsatt IRI er avgjørende i dissekere patofysiologien av AKI og utvikling av nye legemidler. Presenteres her er en mus modell av nedsatt IRI som resulterer i reproduserbar AKI. Dette oppnås ved et midtlinje laparotomi tilnærming for inngrepet med ett innsnitt som tillater både rett nefrektomi som gir kontroll vev og fastklemming av den venstre nyre pedicle å indusere iskemi i den venstre nyre. Ved omhyggelig kontroll av klemmeposisjonen og kroppstemperatur i løpet av ischemi denne modellen oppnår reproduserbare funksjonell og strukturell skade. Mus ofret 24 timer etter operasjonen viser tap av nyrefunksjon med heving av serum eller plasma kreatinin nivå samt strukkulturelle nyreskader med akutt tubulær nekrose tydelig. Nyrefunksjonen øker og den akutte vevsskade løses i løpet av 7 dager etter renale IRI slik at modellen kan bli anvendt for å studere renal regenerering. Denne modellen av renal IRI har blitt benyttet for å studere de molekylære og cellulære patofysiologien AKI samt analyse av den etterfølgende nedsatt regenerering.

Introduction

Iskemi reperfusjonsskade (IRI) er en vanlig modus for skade for flere organer, inkludert nyre, hjerte og hjerne. Nedsatt IRI kan føre til akutt nyreskade (AKI) hos pasienter og ingen spesifikk behandling er tilgjengelig. AKI som et resultat av IRI har en komplisert patogenesen involverer både det medfødte og adaptive immunrespons en. En eksperimentell modell av renal IRI blir det mulig å dissekere de sentrale celler og mediatorer er involvert i patogenesen av AKI, så vel som den etterfølgende nedsatt regenerering som følger de påfølgende dager. Videre er virkningene av nye terapeutiske midler ved sykdomsprosesser kan vurderes.

Det overordnede målet for eksperimentell modell av nedsatt IRI beskrevet her er å indusere både akutt funksjonell og strukturell nyreskade. Noen etterforskere har brukt en modell som innebærer induksjon av bilateral IRI to. Selv om bilateral renal IRI-modellen er i bruk, den ensidige renal IRI modell har den fordel at en rett nefrektomi blir foretatt ved tidspunktet for kirurgi. Retten nefrektomi vev fungerer som verdifull kontroll vev i studier som involverer en forbehandling skritt som enten induserer eller hemmer uttrykket av et gen eller protein. For eksempel har vi brukt denne modellen til å vurdere prekondisjonering effektene av heme arginate (HA) injeksjon 24 timer før nyre IRI tre. Den vellykkede induksjon av cytoprotektive enzym heme-oksygenase-1 (HO-1) av HA før IRI ble bekreftet i riktig nefrektomi styre tissue 4.. HA nedsatt IRI i alderen mus delvis via en HO-1 avhengig mekanisme. Tilsvarende har vi brukt modellen i makrofager uttømming studier for å undersøke hvilken rolle makrofager i renal IRI fem. Immunhistokjemisk analyse av den rette nefrektomi vev kan brukes for å bekrefte effekten av ablasjon metodikk. Den høyre nefrektomi vev kan derfor brukes til både confirm og kvantifisere nivået induction eller inhibering av molekylet av interesse i den enkelte eksperimentelle dyr. Denne modellen vil være av interesse for forskere som bruker narkotika eller andre stoffer for å modulere uttrykket av gener eller proteiner osv. før induksjon av renal IRI.

Andre studier har brukt flanke snitt til å få tilgang til nyrene. Modellen som er beskrevet her anvender en enkelt midtlinjen abdominal kirurgi for å utføre både den riktige nefrektomi og indusere iskemi reperfusjon av venstre nyre. Det kirurgiske tilnærmingen gir god visualisering av operasjonsområdet inkludert nyre pedicles og fargeendringer som følger nedsatt pedicle klem. Vår publiserte erfaringer med modellen 4-6 indikerer at mus kommer seg raskt etter operasjonen med en nær 100% overlevelse.

Endelig angir kinetisk analyse av modellen i løpet av en periode på 7 dager for at denne modellen viser restaureringen av både renal funksjon og rørformet integritet, medbetydelig rørformet celleproliferasjon.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

MERK:. Dyreforsøk ble utført i samsvar med de retningslinjer og regler pålagt av Dyr (vitenskapelige prosedyrer) Act 1986 prosedyrer ble utført ved bruk av sterile (autoklaveres) kirurgiske instrumenter og forbruksvarer. Mens den murine modellen av renal IRI presenteres her ble utført på en 8 uker gamle BALB / c-mus kan den reproduserbart utføres på en rekke ulike murine stammer av begge kjønn i alderen typisk mellom 7-15 uker, med den optimale alder vesen 8 uker. Dataene som presenteres i den representative resultater delen ble oppnådd fra begge Balb / c og FVB mus. Anvendelsen av varme saltløsning blir brukt til å holde tarmene og kirurgiske området fuktig, men det bør nøye overvåket og holdt på et minimum da den overdreven anvendelse av fluider kan føre til en kunstig senking av serum-eller plasma-kreatinin-nivåer, som er et viktig eksperimentell avlesning.

En. Animal Forberedelse og Laparotomi

<ol>
  • Anesthetize mus med ketamin-hydroklorid (70 mg / kg) og medetomidin hydroklorid (1 mg / kg) intraperitonealt og bekrefter anestesidybden ved tap av reflekser f.eks tå klemme. Varigheten av den resulterende anestesiplanet er 4 timer. Dette er tilstrekkelig til å utføre hele kirurgisk prosedyre, og ingen supplerende anestesi er nødvendig.
  • Fjern hår rundt innsnitt området, sørge for at området er fritt for løse hår, og sterilisere abdominal hud ved hjelp av en fortynnet klorheksidin løsning.
  • Plasser musen på en oppvarmet kirurgisk pad i liggende stilling og fikse de øvre og nedre lemmer til puten ved hjelp av lav-tack tape. Kontroller at det øvre ekstremiteter er opprettholdt i en normal posisjon for å forhindre lungekompresjon. Gjennom hele prosedyren overvåke musen for forbrenninger. Om mulig er det anbefalt at en ikke-elektrisk varmekilde benyttes.
  • Administrere analgetiske buprenorfinhydroklorid (0,06 mg / kg)subkutant og gjelder øye smøremiddel til øynene for å forhindre hornhinnen tørking. Analgetika administreres pre-operativt for å hjelpe til med den postoperative utvinning.
  • Ved hjelp av vev skille saks eller en skalpell blad lage en midtlinjen laparotomi snitt og uten omsvøp skille huden fra bukhinnen. Dette gjør det mulig for huden og peritoneum til sutureres separat i løpet av lukking av sår. Et snitt av den avaskulære linea alba er laget som gir adgang til bukhulen.
  • For å skape et klart syn på det kirurgiske området setter en retractor og drapere musen.
  • 2. Ureter divisjon og Høyre Nephrectomy

    1. Skyv tarmen mot venstre side av bukhulen ved hjelp autoklaveres steriliserte bomullspinner fuktet med saltvann for å eksponere riktig nyre og urinleder. Dekk tarmen med fuktet gardiner for å hindre uttørking.
    2. Løft høyre ureter med vinklet pinsett. Ligate høyre ureter du to ganger med 6/0 silk-flettet sutur. For langsiktige eksperimenter, bruke absorberbare suturer til alle abdominal operasjoner.
    3. Fordel ureter mellom sting. Mens vesikoureterorenal ureteric krysset skal hindre urin lekker inn i peritoneum fra blæren til ureter ligeres som en ekstra sikkerhet mot lekkasje postoperativt under langvarige forsøk.
    4. Å tillate enklere tilgang når du utfører riktig nefrektomi, skyv leveren opp og til høyre med en fuktet bomullspinne og hold på plass ved hjelp av fuktet gasbind for å eksponere riktig nedsatt arterie og vene.
    5. Bluntly dissekere bindevev og fett langs den mediale aspektet av den høyre nyren helt til høyre renale arterie og vene.
    6. Lag en kanal under nyrearterien og venen ved forsiktig å skyve den vinklede tang under blodårene. Guide pinsett under med spissene lukket og fjern forsiktig med spissene åpne for å lette dannelsen av kanalen.
    7. Gjenta trinn 2,6 til tuppen av tang er synlig gjennom bindevev like ovenfor den nyrearterien og venen. Når synlig gni forsiktig tuppen av tang mot tuppen av et annet sett med vinklet pinsett til å forsiktig bryte bindevev.
    8. Med nyrearterien og venen tydelig tilgjengelige de kan nå occluded. Skyv vinklet pinsett under nyrearterien og vene med tips lukket. Når på plass åpner tips av tang og veilede den hemostatiske klippet applikatoren mellom tips og godt bruke en hemostatisk klippet på nyrearterien og vene nær nyrene. Alternativt nyrearterien og venen kan ligatisert ved 6/0 silke flettet sutur.
    9. Del den okkluderte renal arterie og vene i nærheten av nyrene, som nå kan fjernes med en hvilken som helst gjenværende vedheftende bindevev.
    10. Fjern eventuelle gasbind brukes til å holde leveren og erstatte tarmen med bomullspinner.

    1. Skyv tarmen mot høyre side av bukhulen med bomullspinner for å avsløre den venstre nyre og urinleder og dekk med fuktet gardiner. Om nødvendig bukspyttkjertelen kan bli forandret retning med fuktet gasbind for å tillate enklere tilgang.
    2. Bruk sløv disseksjon til forsiktig bryte bindevev anterior og posterior til venstre renale arterie og vene, og deretter lage en kanal på undersiden av fartøy i en lignende måte med den som er beskrevet i Ureter Division og høyre Nephrectomy trinn 2.4.
    3. Fremkall iskemi i venstre nyre ved å bruke en mikroSerraFine klippet på nyrearterien og venen. Vellykket iskemi kan visuelt bekreftet av en gradvis uniform mørkere nyrene. Blodkar i tillegg til venstre nyre arterie og vene kan tidvis gi nyrene. Hvis den finnes, vil disse ekstra blodårer også må occluded via mikroSerraFine klipp for å lykkesindusere iskemi av hele nyren.
    4. Bytt tarmen og nøye at det ikke er noen brå vendinger som kan føre til intestinal iskemi kompromitterende resultater. Midlertidig stenges peritoneum med en eneste sutur.
    5. Etter ischemi induksjon umiddelbart plassere mus på en homeothermic teppe med en rektal termistor er festet til en styreenhet som vil opprettholde kroppstemperaturen på 37 ° C for den nødvendige varighet av ischemi. For å definere den aktuelle lengden av ischemi er nødvendig for å fremkalle den ønskede grad av nyreskade og nyresvikt, anbefales det at en titrering utføres for hver stamme og kirurgisk operatør.
    6. Kort før slutten av den ischemiske perioden gjen åpne peritoneum og nøye posisjonere tarmen for å tillate tilgang til monteringsringen, og vise nyrene. Innsetting av rullen, som vist på video, er ikke nødvendig og er utelukkende utført for presentasjonsformål.
    7. Fjern clamp etter at perioden med iskemi har konkludert. Umiddelbart etter fjerning av nyrene raskt vil forandre farge fra mørk rødbrun til en sunn mørk rosa indikerer vellykket reperfusjon.
    8. Igjen sikrer at innvollene ikke er vridd før lukking peritoneum med en knapphullsting ved anvendelse av 6/0 flettet silke sutur. Deretter lukker huden ved hjelp av metall hud klipp.
    9. For å minimalisere risikoen for postoperative infeksjoner, anvende et antiseptisk slik som jod / alkoholoppløsning til det kirurgiske området.

    4. Postoperative og omsorg

    1. Delvis omvendt anestesi med atipamezol-hydroklorid (2 mg / kg), subkutant og administrere fluider med en subkutan injeksjon av 1 ml saltløsning oppvarmet for å hindre dehydrering etter operasjonen.
    2. Overvåke nøye mus før de har kommet til bevissthet, vises på vakt og er i stand til å rette seg.
    3. Tillat mus å komme seg i en oppvarmet boks holdes på 29 ° C, locrerte i rolige omgivelser, i 24 timer. Mus får en nedsatt evne til å thermoregulate grunn av anestesi og det er derfor viktig at de er plassert ved en forhøyet temperatur for å muliggjøre effektiv utvinning. Fuktet mat kan også gis for å stimulere væske og ernæring inntak.
    4. For langsiktige utvinning eksperimenter gi løpende analgetika og fjerne hud klipp 7 dager etter operasjonen.

    5. Vurdere funksjonelle og strukturelle Nyre Injury and Regeneration

    1. Blodprøven kan tas fra halevenen i løpet av eksperimenter eller ved hjertepunktur ved tidspunktet for avlivning ved slutten av forsøket. Mål nyrefunksjon med serum kreatinin, ved hjelp av en creatinase basert metode, og blod urea nitrogen (BUN) på en biokjemisk sentrifugal analysator som beskrevet tidligere syv. Den nyrefunksjonen av normale friske mus må bestemmes før etablere en modell av nyresvikt, da dette kan variere markant depending på analysemetode som brukes f.eks Jaffe reaksjon og creatinase baserte metoder for måling av kreatinin gi ulike resultater.
    2. Undersøke nyre struktur ved histopatologi på parafin innebygd nyre vevssnitt farget med hematoxylin og eosin (H & E) eller Periodisk Acid Schiff (PAS). Capture mellom 5-10 bilder ved 200x forstørrelse innenfor den ytre stripe av den ytre medulla (OSOM) for hver mus. Vurdere graden av skade i OSOM som denne regionen er skadet i denne modellen fordi den er svært sårbar for hypoksi.
    3. Bruk en av de to poengsystemer beskrevet nedenfor for å måle akutt tubulær nekrose (ATN) eller regenerering. Representative morfologi av grupperinger som brukes i slike systemer er vist i figur 1.
    4. Bruk en enkel binær system å score ATN. På grunnlag av cellulær integritet og morfologi mark og telle tubuli som enten levedyktig (intakt cellemorfologi) eller nekrotisk (kompromittert celle integrity, unormal cellemorfologi eller tap av celler).
      1. Uttrykke antall nekrotiske tubuli som en prosentandel av det totale antall tubuli (nekrotisk tubuli%).
    5. Klassifisere regenerering bruke et annet system basert på celle integritet, morfologi og atomkjerner nummer. Mark og teller tubuli så sunt, nekrotisk, skadet eller utvinne henhold til de kriteriene som er oppført i følgende trinn.
      1. Som med ATN scoring system (beskrevet i trinn 5.4) mark tubuli med intakte normale celler som sunne mens tubuli viser kompromittert celle integritet, bør unormal celle morfologi eller utilslørt celletap scores som nekrotisk.
      2. Klassifisere tubuli som skadet hvis de har en tynnet cytoplasma som inneholder noen atomkjerner. I kontrast, utpeke tubuli som inneholder flere kjerner med mer normal celle morfologi som utvinne.
      3. Uttrykke hver tubule klassifisering som en prosentandel av det totale tubule nummeret.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    Tubular skade og utvinning kan bli vurdert av H & E eller PAS farging av vevssnitt følgende nedsatt IRI. Tubuli ligger innenfor OSOM klassifiseres som sunt, skadet, nekrotiske eller utvinne ifølge cellemorfologi, integritet og atomkjerner nummer (Figur 1). Den funksjonelle og strukturelle skader i denne modellen er avhengig av varigheten av ischemi. En progressiv økning i graden av renal dysfunksjon, vurdert ved plasma-kreatinin og BUN, er tydelig som varigheten av ischemi økes ved 2min trinn (fig. 2). Den grad av strukturell nyreskade, bedømt fra ATN stillingen, følger en lignende trend med mer alvorlig ATN medfølgende mer forlenget iskemi (figur 3). Etter en innledende titrering av varierende varighet av iskemi, bør denne modellen av nedsatt IRI oppnå en nær 100% suksessrate, med alle mus utvikler både funksjonell og strukturell skade etter surgery. Denne modellen av renal IRI muliggjør også en god grad av kontroll over graden av skade med begrenset variasjon observert mellom dyr (figur 2 og 3). Bruken av forskjellige lengder av ischemi muliggjør terapeutiske intervensjoner som skal undersøkes for deres evne til å modulere forskjellige nivåer av skade alvorlighetsgrad. For eksempel på grunnlag av lengden av ischemi den resulterende skade kan bli klassifisert som mild (20 min), moderat (22 min) eller høy (24 min). Disse verdiene er for mannlige Balb / c mus i alderen 8 uker og inngår som veiledende. Etterforskerne skal etablere egne eksperimentelle forhold, da disse vil variere i henhold til mus belastning, alder, kjønn og biokjemiske analysen brukes til å vurdere nyrefunksjonen.

    Denne modellen har blitt brukt til å studere regenerering etter nyre IRI med både nyrefunksjon og struktur utvinne de påfølgende dagene. En gradvis nedgang i plasma kreatinin og Bolle nivå er observed, med plasma kreatinin tilbake til basalnivå ved dag 7 (figur 4). En vurdering av H & E farget vevssnitt indikerer at et økt antall tubuli er klassifisert som sunn eller utvinne på dag 7 i forhold til dag 4 som indikerer at vev regenerering foregår (figur 5). Administrering av 5-brom-2'-deoksyuridin (BrdU) før avlivelse letter farging av nyrevevet for BrdU og påfølgende kvantifisering av rørformede celleproliferasjon. Dramatisk atom BrdU uttrykk er observert fire dager etter nyre IRI som indikerer at de rørene er under merket celleproliferasjon for å gjenopprette tubule integritet og funksjon (figur 6). Kombinasjonen av nyrefunksjonen vurdering, scoring for strukturell forbedring og BrdU farging gjør at denne modellen skal brukes til å studere regenerering etter nyre IRI. Dette gjør at de langsiktige effektene av terapeutiske intervensjoner for å være igransket.

    Til slutt, er nytten av denne modellen avhengig av induksjon av global iskemi til hele nyren, og dette kan bli satt på spill ved tilstedeværelsen av blodkarene til nyrene i tillegg til hoved venstre nyre-arterien. Hvis slike ytterligere fartøy ikke er fastklemt, og en del av nyren vil ikke bli utsatt for iskemisk skade (figur 7).

    Figur 1
    Figur 1 Scoring av strukturell rørformet skade og regenerering -.. Representant morfologi av sunn, utvinne, skadet og nekrotiske tubuli vevssnitt fra en nyre fjernet fire dager etter nyre IRI er farget med PAS for vurdering. Tubuli ligger innenfor OSOM klassifiseres som sunt, skadet, nekrotiske eller utvinne henhold tilcellemorfologi, integritet og atomkjerner nummer med representative eksempler uthevet. Sunn tubuli er intakt med en normal mobilnettet morfologi. Nekrotiske tubuli utviser en kompromittert monolayer med tydelig celle tap og tap av cellemorfologi. Skadde tubuli utviser en tynnet cellular monolayer og inneholder færre kjerner. I kontrast, utvinne tubuli utviser en mer normal mobilnettet morfologi og et tilsvarende antall kjerner til friske tubuli. Forstørrelse:. 400x Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

    Fig. 2
    Figur 2 Injury -. Nedsatt iskemi svekker nyrefunksjonen BALB / c mus i alderen åtte uker gjennomgikk en riktig nefrektomi og.venstre nyre-pedicle ble spent fast i 20, 22 eller 24 min (n = 4 pr gruppe). Mus ble ofret på 24 timer etter nyre IRI. Plasma kreatinin og urinsyre i blodet nitrogen viser en økende trend av alvorlighet som lengden av iskemi økt. Den stiplede linje representerer nivåene av plasma-kreatinin, og blodureanitrogen som finnes i normale kontroll-mus. Data presentert som gjennomsnitt ± SEM og analysert av enveis ANOVA. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

    Figur 3
    . Figur 3 Injury - Nedsatt iskemi induserer betydelig akutt tubulær nekrose BALB / c mus i alderen åtte uker gjennomgikk en riktig nefrektomi og venstre nedsatt pedicle var cl.amped for 20, 22 eller 24 min (n = 4 pr gruppe). Mus ble ofret på 24 timer etter nyre IRI. Representative photomicrographs (Forstørrelse: 200x) av OSOM fra H & E farget nyre deler av kontroll og skadde nyrer illustrere ATN. Formell scoring av ATN (uttrykt som andelen av nekrotiske tubuli) bekrefter økt nivå av skade med økende varighet av iskemi. Data presentert som gjennomsnitt ± SEM og analysert av enveis ANOVA (**** = P ≤ 0,0001). Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

    Figur 4
    . Figur 4 Regeneration - Nyrefunksjonen gjenoppretter etter nyre iskemi Mann FVB mus ag.ed 8-10 uker gikk en rett nefrektomi før 25 min på ischemi til venstre nyre. Mus ble avlivet en time (n = 10), 4 dager (n = 10) eller 7 dager (n = 6) etter renal IRI. Både plasma kreatinin og urinsyre i blodet nitrogen stadig avta i løpet av 7 dager, med plasma kreatinin tilbake til basalnivåer, som illustrerer en bedring i nyrefunksjonen. Data presentert som gjennomsnitt ± SEM og analysert av enveis ANOVA (*** = P ≤ 0.001, * = P ≤ 0,05). Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

    Figur 5
    Figur 5 Regeneration -. Nedsatt vev viser tegn til bedring etter rena . l iskemi Mann FVB mus i alderen 8 - 10 uker gjennomgikk en riktig nefrektomi før 25 min av iskemi til venstre nyre. Mus ble avlivet 4 dager (n = 10) eller 7 dager (n = 6) etter renal IRI. Representative mikrofotografier (forstørrelse: 200X) av OSOM følgende induksjon av ischemi er vist. Formell scoring av antall sunne, utvinne, skadet eller nekrotiske tubuli innenfor OSOM ble vurdert i PAS farget parafinsnitt. På dag 4 etter nyre IRI en stor andel av tubuli innenfor OSOM fortsatt vises skadet. Men etter syv dager er det en betydelig økning i andelen av tubuli som er klassifisert som sunn eller utvinne tegn på nedsatt regenerering. Data presentert som gjennomsnitt ± SEM. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

    Alltid, "> Figur 6
    . Figur 6 Regeneration - Dramatisk rørformet spredning er tydelig fire dager etter renal iskemi Mann FVB mus i alderen 8 -. 10 uker gjennomgikk en riktig nefrektomi før 25 min av iskemi til venstre nyre. BrdU (50 mg / kg) ble administrert av intraperitoneal injeksjon 24 timer før ofre. Mus ble avlivet 4 dager (n = 10) eller 7 dager (n = 6) etter renal IRI. Representative mikrofotografier (forstørrelse: 200X) av OSOM fra musene ofret på dag 4 og dag 7 etter induksjon av ischemi er vist. Tubular celleproliferasjon ble vurdert av immunhistokjemisk farging for BrdU på parafin innebygd nyre seksjoner. Tubular celleproliferasjon ble kvantifisert ved å telle antall BrdU positive kjerner i OSOM med økt celleproliferasjontydelig på dag fire. data presentert som gjennomsnitt ± SEM og analysert av studenter t-test (*** = P ≤ 0.001). Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

    Figur 7
    Figur 7. Venstre iskemisk nyre med ikke-occluded ytterligere nyre blodkar. Unnlatelse av å okkludere ekstra blodårer som går til nyrene fører til inkonsekvent iskemi. (A) Fraværet av global iskemi nyre er indikert med en ujevn fargeendring (hvit pil) når mikroSerraFine klemmen er i posisjon. (B) Etter fjerning av mikroSerraFine klippet, hovednyrearterien og venen er synlige (hvit pil) sammen med den ytterligere blodkar forsynemidtre og nedre pol av nyre (svart pil). Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    Nedsatt IRI er en viktig årsak til AKI med ingen spesifikk behandling tilgjengelig. Den eksperimentelle studier av nedsatt IRI har vært svært lærerikt med tidligere arbeid demonstrere rollen som makrofager, dendrittiske celler, lymfocytter, regulatoriske T-celler, så vel som andre celler og mediatorer i induksjon av både akutte skader og healing fase 5,8 - 16. I tillegg har eksperimentell nedsatt IRI blitt brukt til å vurdere effekten av ulike terapeutiske midler 4,17-19.

    Modellen av renal IRI er beskrevet her anvender en midtlinje laparotomi tilnærming for å utføre en riktig nefrektomi og indusere iskemi i den venstre nyre ved hjelp av klemmer. Som illustrert ved de representative resultater, kan endring av varigheten av ischemi kan styre graden av skade. Derfor er denne modellen kan innstilles til å indusere mild, moderat eller høy grad av nyreskade slik det kreves i den eksperimentelle spørsmålet som stilles. Det er imidlertid en begrensning av denne modell som deter ikke egnet for induksjon av svært alvorlige nyreskader ved langvarig nedsatt iskemi. Den resulterende alvorlig akutt nyre dysfunksjon kan føre til betydelig dødelighet.

    Det er flere aspekter ved denne modellen som er avgjørende for å oppnå forutsigbar og reproduserbar nyreskade. En viktig kilde til variasjon på denne modellen kan stamme fra kroppstemperaturen under den ischemiske perioden 20.. Det er derfor viktig at kroppstemperaturen blir opprettholdt på et konstant nivå, og overvåket gjennom den ischemiske perioden. I denne protokollen en styringsenhet med temperaturfølere og homoeothermic teppe ble benyttet for å automatisk regulere kroppstemperaturen på 37 ° C. Påvirkningen av kroppstemperatur på mottakelighet i nyrene til ischemisk skade er også beskrevet. Tidligere arbeid har vist at kroppstemperaturen påvirker graden av nedsatt IRI 20 og variasjon i kroppstemperaturen til mus er en potensiell forvirrendefaktor som kan påvirke tolkningen av resultatene. En annen viktig faktor er at mus kan utvise anatomisk variant med flere blodårer som forsyner venstre nyre. Det er viktig at slike ekstra blodkar blir identifisert og okkludert ved å utføre den riktige nefrektomi og indusere global iskemi hos den venstre nyre. Unnlatelse av å gjøre dette vil resultere i inkonsekvent iskemi gjennom nyrene. Likeledes bør det fargeendring av den venstre nyre etter klemming av den venstre nyre pedicle bli gransket nøye som fravær av en global fargeendringer antyder tilstedeværelse av en ekstra renal arterie som ikke hadde opprinnelig blitt identifisert.

    I motsetning til modeller som benytter bilateral nyre iskemi, vil denne modellen være av interesse for forskere som bruker profylaktisk administrasjon av legemidler eller andre midler for å modulere uttrykket av gener, proteiner osv. før nyreskade. Riggenht nefrektomi vev kan brukes for å bekrefte både og kvantifisere graden av induksjon eller inhibering av molekylet av interesse i den enkelte eksperimentelle dyr. Denne modellen vil også være av interesse for forskere som studerer nedsatt regenerering som akutt skade fasen etterfølges av fremtredende rørformet spredning.

    Noen eksperimentelle modeller av nyrebetennelse er begrenset som betydelig sykdom kan bare bli indusert i visse stammer av mus. I motsetning til dette modell av renal IRI er beskrevet her, er allsidig og kan anvendes på både hann-og 5 hunn fire mus, forskjellige stammer av mus samt alderen mus 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

    Medisin Murine Akutt nyre skade Ischemi Reperfusjon Nephrectomy Regeneration Laparotomi
    Nedsatt Ischemi reperfusjonssykdommer: A Mouse Model of Injury and 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