En mus 5/6th nephrectomistatus Model, der inducerer eksperimentelle uræmisk kardiomyopati
Summary
Håndskriftet indeholder en detaljeret kirurgisk totrinsprocedure for at udføre mus 5/6th delvis nephrectomistatus (PNx) med pole ligatur. Fire uger efter operationen, i forhold til sham-drives mus PNx mus udviklet nedsat nyrefunktion, anæmi, hjerte hypertrofi, cardiac fibrose, og nedsat hjertefunktion systolisk og diastolisk.
Abstract
Kronisk nyresygdom (Cementovnstøv) er en stor risikofaktor for hjerte-kar-sygdom begivenheder og dødelighed, og udvikler sig efterhånden til den kliniske fænotype kaldet “uræmisk kardiomyopati”. Vi beskriver her en eksperimentel Cementovnstøv musemodel, opkaldt 5/6th delvis nephrectomistatus (PNx) med pole ligatur, som udviklede uræmisk kardiomyopati på fire uger efter operationen. Denne PNx model blev udført af en to-trins kirurgi. I trin-one kirurgi, var begge poler af venstre nyre forbundet. I trin-2 kirurgi, blev opført 7 dage efter trin-en operation, blev den højre nyre fjernet. For sham operation, de samme kirurgi procedurer blev udført, men pole uden ligatur af den venstre nyre eller fjernelse af den højre nyre. De kirurgiske procedurer er lettere og mindre tidskrævende, sammenlignet med andre metoder. Men resten funktionelle renal masse kontrolleres ikke så let som nyrearteriestenose ligatur. Fire uger efter operationen, i forhold til musene sham-opererede PNx mus udviklet nedsat nyrefunktion, anæmi, hjerte hypertrofi, cardiac fibrose, og nedsat hjertefunktion systolisk og diastolisk.
Introduction
CKD, også kendt som kronisk nyresvigt er en fremadskridende tab af nyrefunktion over tid, der efterhånden udvikler sig til permanent nyresvigt. CKD, fra tidlig fase nyresygdom stater til slutstadiet nyresygdom (ESRD), er en stor risikofaktor for hjerte-kar-sygdom begivenheder og dødelighed, og efterhånden udvikler sig til den kliniske fænotype kaldet “uræmisk kardiomyopati”1, 2,3. Den uræmisk kardiomyopati hos patienter med Cementovnstøv eller ESRD er forbundet med hjerte-kar-abnormiteter, først og fremmest skyldes overbelastning af venstre ventrikel (LV) pres og/eller volumen, fører til LV hypertrofi (LVH), LV dilatation og LV systolisk dysfunktion4 ,5,6. Hjerte fibrose er en anden fælles patologiske proces uræmisk kardiomyopati, der reducerer hjertets overholdelse resulterer i LV diastolisk dysfunktion. Alvorlige kardiale fibrose kan føre til pludselig hjertedød selv i dem uden kardiale symptomer7.
5/6th PNx er et almindeligt anvendte Cementovnstøv dyremodel for dyreforsøg med nyresvigt, uræmisk kardiomyopati og hypertension. PNx er opnået ved ablation af 5/6 renal parenkym. Rotte-modellen blev oprindeligt udviklet med de to mest almindelige protokoller ansat kirurgisk resektion eller infarkt. Rotte PNx model er en yderst nyttig model til at studere uræmisk kardiomyopati med betydelige stigninger i blodtryk, hjerte hypertrofi og nedsat diastolisk funktion. Senere, blev mus PNx modeller, drives med de samme teknikker som modellens rotte udviklet på grund af bred tilgængelighed og brugervenlighed gør genetiske manipulationer i mus-system.
Det er veldokumenteret, at systemisk oxidant stress er en konstant funktion af både klinisk og eksperimentel uræmisk kardiomyopati8,9. Derudover oxidant stress bidrager til uræmisk syndrom10, og spiller en afgørende rolle i patogenesen af de hjerte abnormiteter set i uræmisk kardiomyopati11,12,13. Til dette punkt, har vi vist, at for gnavere 5/6th PNx model forårsager fysiologiske, morfologiske og biokemiske funktioner uræmisk kardiomyopati14,15,16, 17. i mus PNx model beskrevet her, PNx-drives mus udviklet betydeligt oxidativt stress, i det mindste delvist medieret af Na, K-ATPase, signalering funktion, som er kritiske i PNx-medieret eksperimentelle uræmisk kardiomyopati. Dæmpning af Na/K-ATPase signalering ikke kun reducerer oxidative forstærkning, men også ameliorates de phenotypical ændringer i PNx-medieret eksperimentelle uræmisk kardiomyopati18.
Protocol
Representative Results
Discussion
Rotte 5/6th PNx model har været meget anvendt til at studere Cementovnstøv. På grund af den meget mindre nyre størrelse i mus er klassiske arterie ligatur og pole resektion meget udfordrende i musemodeller med mulige høj dødelighed og uventet blødning/blodtab.
Vi vedtog en mus PNx model med pole ligatur at overvinde blødning/blodtab. Denne PNx model tager mindre tid med forbedret overlevelsesrate og høj reproducerbarhed. Denne pol ligatur model udvikler de fænotypiske fora…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af NIH R15 1R15DK106666-01A1 (til J. Liu) og NIH RO1 HL071556 (til J.I. Shapiro).
Materials
| Iris Scissors, 11.5 cm, Straight | World Precision Instruments | 501758 | |
| WPI Swiss Tweezers #5 11 cm, 0.1×0.06 mm Tips | World Precision Instruments | 504506 | |
| Jewelers #5 Forceps, 11cm, Straight, Titanium | World Precision Instruments | 555227F | |
| Iris Forceps, 10cm, Straight, Serrated | World Precision Instruments | 15914 | |
| Tweezers #3, 11cm, 0.2×0.4mm Tips | World Precision Instruments | 501976 | |
| Medesy Iris 4.5" Curved Scissors, Stainless Steel | Net23 | 3512 | www.Net32.com |
| Dr. Slick Iris Scissors; 3.5" | Avid Max | 220-1-965-IrisScsrs-P | www.Avid Max.com |
| Miltex Iris Scissors 4 1/8" Curved | 4mdmedical | V95-306 | www.4mdmedical.com |
| 5" Hemostat clap, curved jaw | PJTool | 4355 | www.pjtool.com |
| sklar Knapp Iris scissors, straight and sharp/blunt 4" | Medical Device depot | 64-3430 | www.medicaldevicedepot.com |
| Kelly Hemostatic Forceps straight 5.5" | Pilgtimmedical | FA710-50 | www.pilgtimmedical.com |
| C57BL/6 mice | Hilltop Lab Animals Inc. | ||
| Mouse Handling Table and rectal thermometer | Visualsonics | ||
| MicroScan transducer | Vevo 1100 | MS400 | |
| Vevo 1100 Imaging System | FUJIFILM VisualSonics Inc. | ||
| Cystatin C ELISA kit and mouse creatinine kit | Crystal Chem. Inc. | ||
| Mouse BUN ELISA kit | MyBioSource Inc |
References
- Sarnak, M. J., et al. Kidney Disease as a Risk Factor for Development of Cardiovascular Disease: A Statement From the American Heart Association Councils on Kidney in Cardiovascular Disease, High Blood Pressure Research, Clinical Cardiology, and Epidemiology and Prevention. Circulation. 108 (17), 2154-2169 (2003).
- Levey, A. S., et al. Controlling the epidemic of cardiovascular disease in chronic renal disease: what do we know? What do we need to learn? Where do we go from here? National Kidney Foundation Task Force on Cardiovascular Disease. Am J Kidney Dis. 32 (5), 853-906 (1998).
- Schiffrin, E. L., Lipman, M. L., Mann, J. F. E. Chronic Kidney Disease. Effects on the Cardiovascular System. 116 (1), 85-97 (2007).
- Foley, R. N., et al. Clinical and echocardiographic disease in patients starting end-stage renal disease therapy. Kidney Int. 47 (1), 186-192 (1995).
- Foley, R. N., et al. The prognostic importance of left ventricular geometry in uremic cardiomyopathy. J Am Soc Nephrol. 5 (12), 2024-2031 (1995).
- Alhaj, E., et al. Uremic cardiomyopathy: an underdiagnosed disease. Congest Heart Fail. 19 (4), 40-45 (2013).
- Gulati, A., et al. Association of fibrosis with mortality and sudden cardiac death in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy. JAMA. 309 (9), 896-908 (2013).
- London, G. M., Parfrey, P. S. Cardiac disease in chronic uremia: pathogenesis. Adv Ren Replace Ther. 4 (3), 194-211 (1997).
- Mohmand, B., Malhotra, D. K., Shapiro, J. I. Uremic cardiomyopathy: role of circulating digitalis like substances. Front Biosci. 10, 2036-2044 (2005).
- Himmelfarb, J., McMonagle, E. Manifestations of oxidant stress in uremia. Blood Purif. 19 (2), 200-205 (2001).
- Okamura, D. M., Himmelfarb, J. Tipping the redox balance of oxidative stress in fibrogenic pathways in chronic kidney disease. Pediatr Nephrol. 24 (12), 2309-2319 (2009).
- Himmelfarb, J., Stenvinkel, P., Ikizler, T. A., Hakim, R. M. The elephant in uremia: oxidant stress as a unifying concept of cardiovascular disease in uremia. Kidney Int. 62 (5), 1524-1538 (2002).
- Becker, B. N., Himmelfarb, J., Henrich, W. L., Hakim, R. M. Reassessing the cardiac risk profile in chronic hemodialysis patients: a hypothesis on the role of oxidant stress and other non-traditional cardiac risk factors. J Am Soc Nephrol. 8 (3), 475-486 (1997).
- Drummond, C. A., et al. Reduction of Na/K-ATPase affects cardiac remodeling and increases c-kit cell abundance in partial nephrectomized mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 306 (12), 1631-1643 (2014).
- Kennedy, D. J., et al. Partial nephrectomy as a model for uremic cardiomyopathy in the mouse. Am J Physiol Renal Physiol. 294 (2), 450-454 (2008).
- Haller, S. T., et al. Monoclonal antibody against marinobufagenin reverses cardiac fibrosis in rats with chronic renal failure. Am J Hypertens. 25 (6), 690-696 (2012).
- Tian, J., et al. Spironolactone attenuates experimental uremic cardiomyopathy by antagonizing marinobufagenin. Hypertension. 54 (6), 1313-1320 (2009).
- Liu, J., et al. Attenuation of Na/K-ATPase Mediated Oxidant Amplification with pNaKtide Ameliorates Experimental Uremic Cardiomyopathy. Sci Rep. 6, 34592 (2016).
- Yan, Y., et al. Involvement of reactive oxygen species in a feed-forward mechanism of Na/K-ATPase-mediated signaling transduction. J Biol Chem. 288 (47), 34249-34258 (2013).
- Leelahavanichkul, A., et al. Angiotensin II overcomes strain-dependent resistance of rapid CKD progression in a new remnant kidney mouse model. Kidney Int. 78 (11), 1136-1153 (2010).
- Ma, L. J., Fogo, A. B. Model of robust induction of glomerulosclerosis in mice: importance of genetic background. Kidney Int. 64 (1), 350-355 (2003).
