Un Mouse 5/6th Nephrectomy modello che induce cardiomiopatia uremica sperimentale
Summary
Questo manoscritto fornisce una procedura chirurgica in due passaggi dettagliati per eseguire nefrectomia parzialeth da mouse 5/6 (PNx) con legatura di palo. Quattro settimane dopo la chirurgia, in confronto ai topi falsità-azionati, i topi di PNx sviluppato fibrosi cardiaca, insufficienza renale, l’anemia, ipertrofia cardiaca e ridotta funzione sistolica e diastolica del cuore.
Abstract
Malattia renale cronica (CKD) è un grande fattore di rischio per eventi cardiovascolari e mortalità e progressivamente si sviluppa al fenotipo clinico chiamato “cardiomiopatia uremica”. Descriviamo qui un modello sperimentale di topo CKD, denominato 5/6th il nephrectomy parziale (PNx) con legatura di palo, che ha sviluppato la cardiomiopatia uremica alla post-chirurgia quattro settimane. Questo modello di PNx è stato effettuato da un intervento chirurgico in due fasi. In chirurgia passo-uno, entrambi i poli del rene di sinistra erano legati. Nella chirurgia di passaggio-due, che è stata effettuata 7 giorni dopo l’intervento di passo-uno, è stato rimosso il rene di destra. Per la chirurgia di falsità, le stesse procedure di chirurgia sono state effettuate ma senza poli legatura del rene di sinistra o alla rimozione del rene di destra. Le procedure chirurgiche sono più facili e meno dispendio di tempo, rispetto ad altri metodi. Tuttavia, il residuo massa renale funzionale non è controllata come facilmente come la legatura dell’arteria renale. Quattro settimane dopo la chirurgia, in confronto ai topi falsità-azionati, i topi di PNx sviluppato fibrosi cardiaca, insufficienza renale, l’anemia, ipertrofia cardiaca e ridotta funzione sistolica e diastolica del cuore.
Introduction
CKD, noto anche come insufficienza renale cronica, è una perdita progressiva della funzione del rene nel tempo che si sviluppa poi in insufficienza renale permanente. CKD, dagli Stati di malattia renale fase precoce di malattia renale di stadio finale (ESRD), è un grande fattore di rischio per eventi cardiovascolari e mortalità e progressivamente si sviluppa al fenotipo clinico chiamato “cardiomiopatia uremica”1, 2,3. La cardiomiopatia uremica nei pazienti con CKD o ESRD è associata con le anomalie cardiovascolari, principalmente causate da sovraccarico di pressione ventricolare di sinistra (LV) e/o volume, portando a ipertrofia (LVH), la dilatazione di LV e la disfunzione sistolica LV4 ,5,6. Fibrosi cardiaca è un altro processo patologico comune di cardiomiopatia uremica che riduce la compliance cardiaca conseguente disfunzione diastolica di LV. La fibrosi cardiaca severa può portare alla morte cardiaca improvvisa, anche in quelli senza sintomi cardiaci7.
Il 5/6th PNx è un modello animale di CKD comunemente utilizzato per gli studi sugli animali che coinvolgono l’indebolimento renale, cardiomiopatia uremica e ipertensione. PNx è raggiunto tramite ablazione del parenchima renale 5/6. Modello del ratto è stato inizialmente sviluppato con i due più comuni protocolli impiegati essendo la resezione chirurgica o infarto. Il modello di PNx ratto è un modello estremamente utile per studiare la cardiomiopatia uremica con sostanziali aumenti nella pressione sanguigna, l’ipertrofia cardiaca e alterata funzione diastolica. Più tardi, i modelli murini di PNx, operati con le tecniche simili come modello del ratto, sono stati sviluppati grazie alla vasta disponibilità e facilità di effettuare manipolazioni genetiche del sistema del mouse.
È ben documentato che lo stress ossidativo sistemico è una caratteristica costante di entrambi cardiomiopatia uremica clinica e sperimentale8,9. Inoltre, lo sforzo dell’ossidante contribuisce alla sindrome uremica10e svolge un ruolo critico nella patogenesi delle anomalie cardiache visto in cardiomiopatia uremica11,12,13. A questo punto, abbiamo dimostrato che il roditore 5/6th PNx modello causa le caratteristiche fisiologiche, morfologiche e biochimiche di cardiomiopatia uremica14,15,16, 17. nel modello del topo di PNx descritto qui, topi PNx-azionati sviluppato forte stress ossidativo, almeno parzialmente mediato di Na/K-ATPasi funzione, che è fondamentale in cardiomiopatia uremica sperimentale PNx-mediata di segnalazione. Attenuazione di Na/K-atpasi di segnalazione non solo riduce l’amplificazione ossidativo, ma migliora anche le modifiche fenotipiche in cardiomiopatia uremica sperimentale PNx-mediata18.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il ratto 5/6th PNx modello è stato ampiamente utilizzato per lo studio di CKD. A causa della dimensione molto più piccola del rene nel topo, la legatura dell’arteria classica e la resezione di palo sono molto impegnativi in modelli murini con possibili alti tassi di mortalità e la perdita di sangue sanguinamento inaspettato.
Abbiamo adottato un modello di topo PNx con legatura di palo per superare la perdita di sangue/sangue. Questo modello di PNx richiede meno tempo con il tasso…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato da NIH R15 1R15DK106666-01A1 (a J. Liu) e NIH RO1 HL071556 (di 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).
