Summary

마우스 5/6 신 모델 실험 신부전 심근을 유도

Published: November 07, 2017
doi:

Summary

이 원고 마우스 5/6 부분 신 (PNx) 극 결 찰과 수행에 상세한 2 단계 수술 절차를 제공 합니다. 수술 후 4 주 운영 하는 가짜 쥐에 비해 PNx 마우스 개발 장애 신장 기능, 빈 혈, 심장 비 대, 심장 섬유 증, 및 심장 수축 기 및 diastolic 기능 감소.

Abstract

만성 신장 병 (CKD) 심혈 관 질환 이벤트 및 사망률에 대 한 큰 위험 요소 이며 “신부전 심근” 라는 임상 표현 형에 점차적으로 발전 한다. 여기 극 결 찰, 수술 4 주 후에 신부전 심근 개발 5/6 부분 신 (PNx) 라는 하는 실험적인 CKD 마우스 모델을 설명 합니다. 이 PNx 모델 2 단계 수술에 의해 수행 되었다. 단계 1 수술에서 왼쪽된 신장의 두 극 출혈 했다. 수행 단계 1 수술 후 7 일, 2 단계 수술에서 오른쪽 신장은 제거 되었다. 가짜 수술 같은 수술 절차 수행 하지만 없이 왼쪽된 신장 결 찰 또는 오른쪽 신장 제거 장 대. 수술 절차는 쉽고 보다 적게 시간이 걸리는 다른 방법에 비해. 그러나, 나머지 기능 신장 질량 신장 동맥 결 찰으로 쉽게 제어 되지 않습니다. 수술 후 4 주 운영 하는 가짜 쥐에 비해 PNx 마우스 개발 장애 신장 기능, 빈 혈, 심장 비 대, 심장 섬유 증, 및 심장 수축 기 및 diastolic 기능 감소.

Introduction

CKD, 일컬어 만성 신부전, 신장 기능의 진보적인 손실 결국 영구적인 신부전으로 발전 하는 시간이 끝났습니다. CKD, 끝 단계 신장 질병 (ESRD)을 초기 단계 신장 질병 상태에서 심혈 관 질환 이벤트 및 사망률에 대 한 큰 위험 요소 이며 점차적으로 “신부전 심근”1, 라는 임상 표현 형을 개발 2,3. CKD 또는 ESRD 환자에서 신부전 심근은 심장 혈관 이상, 주로 좌 심 실 (LV) 압력 및/또는 볼륨, LV 비 대 (LVH), LV 팽창 및 LV 수축 부전4의 오버 로드로 인 한 연관 ,,56. 심장 섬유 증 심장 준수 LV 확장기 부전 결과로 감소 신부전 심근의 또 다른 일반적인 병 적인 과정 이다. 심각한 심장 섬유 증은 그 없이 심장 증상7에 갑작스런 심장 죽음으로 이어질 수 있습니다.

5/6 PNx은 신부전 심장 근육 병 증, 고혈압, 신부전을 포함 하는 동물 연구에 대 한 일반적으로 사용 되 CKD 동물 모델 이다. PNx 5/6 신장 실질의 제거에 의해 달성 된다. 쥐 모델 처음 개발한 두와 함께 가장 일반적인 프로토콜 외과 절제술 또는 경색 되 고 고용. 쥐 PNx 모델은 혈압, 심장 비 대 및 장애인된 diastolic 기능에 상당한 고도 함께 신부전 심근을 공부 하는 매우 유용한 모델. 나중에, 마우스 PNx 모델, 쥐 모델로 비슷한 기술로 운영 넓은 가용성 및 마우스 시스템에 유전자 조작의 용이성으로 인해 개발 되었다.

그것은 잘 문서화 된 조직의 산화 스트레스는 모두 임상 및 실험 신부전 심근8,9의 일정 기능입니다. 게다가, 산화 스트레스 신부전 증후군10에 기여 하 고 신부전 심근11,,1213에서 심장 종양의 병 인에 중요 한 역할을 한다. 이 시점에, 우리가 보여준 그 설치류 5/6 PNx 모델 발생 생리, 형태학, 생화학 기능과 신부전 심근14,,1516, 17. 여기에 설명 된 마우스 PNx 모델에서 운영 하는 PNx 마우스 개발 중요 한 산화 스트레스, Na/K-ATPase 함수를 PNx 중재 실험 신부전 심근에 중요 한 신호에 의해 적어도 부분적으로 중재. Na/K-ATPase 신호 감쇠 뿐만 아니라 산화 증폭 줄어들지만 또한 PNx 중재 실험 신부전 심근18phenotypical 변화를 살펴볼.

Protocol

모든 동물 관리 및 실험 관리 및 실험 동물의 사용에 대 한 마샬 대학 제도 동물 보호와 사용 위원회 (IACUC) 국립 보건원 (NIH) 가이드에 의해 승인 했다. 남성 C57BL/6 마우스 (10-12 주 이전) 지정 객실 12 h 명암 주기에서 공기를 정화 제공 연습장을 갖추고 병원 체 무료 동물 시설에 보관 되어 있었다. 음식과 물 공급된 광고 libitum 했다. 1. 수술 준비 참고:…

Representative Results

데이터 표시이 수정 5/6일 극 결 찰에 의해 PNx 모델은 신부전 심근을 조사 하는 간단 하 고 효과적인 모델. 수술 4 주 후,이 PNx 모델 선물 심장 섬유 증, 심장 비 대, 빈 혈, 신장 기능 장애 및 심장 수축 기 및 diastolic 기능 감소. 결과 아래에 요약 된다. 수술 4 주 후, PNx 쥐 인간의 신부전 심근의 phenotype과 일치 ?…

Discussion

쥐 5/6 PNx 모델 널리 CKD를 공부 하는 데 사용 되었습니다. 크기 때문에 훨씬 작은 신장 마우스에서, 클래식 동맥 결 찰 및 극 절제 가능한 높은 사망률 및 예기치 않은 출혈/혈액 손실이 마우스 모델에서 매우 어려운 있습니다.

우리는 출혈/혈액 손실을 극복 하기 위해 극 결 찰 마우스 PNx 모델을 채택 했다. 이 PNx 모델 향상 된 생존 율 및 높은 재현성으로 시간이 적게 ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품은 NIH R15 1R15DK106666-01A1 (J. Liu) 하 고 NIH RO1 HL071556 (J.I. 샤 피로)에 의해 지원 되었다.

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Schiffrin, E. L., Lipman, M. L., Mann, J. F. E. Chronic Kidney Disease. Effects on the Cardiovascular System. 116 (1), 85-97 (2007).
  4. Foley, R. N., et al. Clinical and echocardiographic disease in patients starting end-stage renal disease therapy. Kidney Int. 47 (1), 186-192 (1995).
  5. Foley, R. N., et al. The prognostic importance of left ventricular geometry in uremic cardiomyopathy. J Am Soc Nephrol. 5 (12), 2024-2031 (1995).
  6. Alhaj, E., et al. Uremic cardiomyopathy: an underdiagnosed disease. Congest Heart Fail. 19 (4), 40-45 (2013).
  7. 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).
  8. London, G. M., Parfrey, P. S. Cardiac disease in chronic uremia: pathogenesis. Adv Ren Replace Ther. 4 (3), 194-211 (1997).
  9. Mohmand, B., Malhotra, D. K., Shapiro, J. I. Uremic cardiomyopathy: role of circulating digitalis like substances. Front Biosci. 10, 2036-2044 (2005).
  10. Himmelfarb, J., McMonagle, E. Manifestations of oxidant stress in uremia. Blood Purif. 19 (2), 200-205 (2001).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. Tian, J., et al. Spironolactone attenuates experimental uremic cardiomyopathy by antagonizing marinobufagenin. Hypertension. 54 (6), 1313-1320 (2009).
  18. Liu, J., et al. Attenuation of Na/K-ATPase Mediated Oxidant Amplification with pNaKtide Ameliorates Experimental Uremic Cardiomyopathy. Sci Rep. 6, 34592 (2016).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).

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Cite This Article
Wang, X., Chaudhry, M. A., Nie, Y., Xie, Z., Shapiro, J. I., Liu, J. A Mouse 5/6th Nephrectomy Model That Induces Experimental Uremic Cardiomyopathy. J. Vis. Exp. (129), e55825, doi:10.3791/55825 (2017).

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