Un modèle de néphrectomie souris 5/6ème qui induit la cardiomyopathie et urémique expérimentale
Summary
Ce manuscrit fournit une intervention chirurgicale en deux étapes détaillées pour effectuer la néphrectomie partielleth 5/6 de la souris (PNx) avec ligature du pôle. Quatre semaines après la chirurgie, par rapport aux souris opérés, les souris PNx développé la fibrose cardiaque, hypertrophie cardiaque, anémie, insuffisance rénale et une diminution de la fonction cardiaque systolique et diastolique.
Abstract
Insuffisance rénale chronique (IRC) est un grand facteur de risque d’événements cardio-vasculaires et la mortalité et se développe progressivement au phénotype clinique appelé « cardiomyopathie et urémique ». Nous décrivons ici un modèle expérimental de souris CKD, nommé néphrectomie partielle deth 5/6 (PNx) avec ligature de pôle, qui a développé et urémique cardiomyopathie à post-chirurgie de quatre semaines. Ce modèle de PNx a été effectué par une chirurgie en deux étapes. Dans l’étape-une chirurgie, les deux pôles du rein gauche ont été ligaturés. En étape 2 chirurgie, qui a été réalisée 7 jours après la chirurgie une étape, le rein droit a été supprimé. Pour la chirurgie de l’imposture, les mêmes procédures de chirurgie ont été réalisées, mais sans pole ligature du rein gauche ou enlèvement du rein droit. Les interventions chirurgicales sont plus faciles et moins de temps, par rapport aux autres méthodes. Cependant, le reste des masse rénale fonctionnelle ne sont pas aussi facilement contrôlée comme la ligature de l’artère rénale. Quatre semaines après la chirurgie, en comparaison avec les souris opérés, les souris PNx développé la fibrose cardiaque, hypertrophie cardiaque, anémie, insuffisance rénale et une diminution de la fonction cardiaque systolique et diastolique.
Introduction
CKD, aussi appelée insuffisance rénale chronique, est une perte progressive de la fonction rénale au fil du temps qui finit par se développe en insuffisance rénale permanente. CKD, des États de maladie rénale stade précoce vers l’insuffisance rénale terminale (IRT), est un grand facteur de risque d’événements cardio-vasculaires et la mortalité et se développe progressivement au phénotype clinique appelé « cardiomyopathie et urémique »1, 2,3. La cardiomyopathie et urémique chez les patients atteints d’IRC ou insuffisance rénale terminale est associée à des malformations cardiovasculaires, principalement causées par la surcharge de pression (LV) ventriculaire gauche et/ou de volume, conduisant à une hypertrophie (HVG) LV, LV dilatation et dysfonctionnement systolique VG4 ,5,6. La fibrose cardiaque est un autre processus pathologique commun de cardiomyopathie et urémique qui réduit la conformité cardiaque résultant en dysfonction diastolique du VG. La fibrose cardiaque sévère peut conduire à la mort cardiaque subite, même chez les personnes sans symptômes cardiaques7.
Le 5/6ème PNx est un modèle animal couramment utilisé de CKD pour les études sur l’animal impliquant une insuffisance rénale, une cardiomyopathie et urémique et l’hypertension. PNx est obtenue par l’ablation du parenchyme rénal 5/6. Le modèle de rat a été initialement développé avec les deux plus courantes protocoles utilisés étant la résection chirurgicale ou infarctus du myocarde. Le modèle de PNx de rat est un modèle extrêmement utile pour étudier la cardiomyopathie et urémique avec élévations importantes dans la tension artérielle, hypertrophie cardiaque et affaiblissement de la fonction diastolique. Plus tard, les souris PNx modèles, exploités avec des techniques similaires comme le modèle de rat, ont été développés en raison de la grande disponibilité et la facilité de faire des manipulations génétiques dans le système de souris.
Il est bien documenté que le stress oxydant systémique est une caractéristique constante de ces deux cliniques et expérimentales de cardiomyopathie et urémique8,9. De plus, stress oxydant contribue au syndrome urémique10et joue un rôle essentiel dans la pathogenèse de l’anomalie cardiaque vu dans la cardiomyopathie et urémique11,12,13. Jusqu’à présent, nous avons démontré que le rongeur 5/6ème PNx modèle entraîne des caractéristiques morphologiques, physiologiques et biochimiques de cardiomyopathie et urémique14,15,16, 17. dans le modèle murin PNx décrit ici, fonctionnant sur PNx souris ont développé le stress oxydatif important, au moins partiellement médiée par la Na/K-ATPase fonction, qui est essentielle dans la cardiomyopathie et urémique expérimentale induite par le PNx de signalisation. Atténuation de la Na/K-ATPase de signalisation non seulement réduit l’amplification oxydative, mais améliore également les changements phénotypiques de cardiomyopathie et urémique expérimentale induite par le PNx18.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le rat 5/6ème PNx modèle a été largement utilisé pour l’étude CKD. En raison de la taille beaucoup plus petite rein chez la souris, la ligature de l’artère classique et la résection du pôle sont des modèles de souris avec les taux de mortalité élevé possible et perte de saignement inattendu/sang restent très difficiles.
Nous avons adopté un modèle murin de PNx avec ligature de la pole à surmonter la perte de sang/saignement. Ce modèle de PNx prend moins de temp…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par les NIH R15 1R15DK106666-01 a 1 (pour le juge Liu) et HL071556 RO1 NIH (à 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).
