Summary
פגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה כלייתית קשורה לתחלואה ותמותה גבוהה בחולים מאושפזים. כאן אנו מציגים מודל עכבר פשוט ויעיל של פגיעה חד-צדדית באיסכמיה-רפרפוזיה של הכליה ומספקים סקירה רציפה של שינויים פתולוגיים מייצגים שנצפו בכליה.
Abstract
פגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה (IRI) היא הגורם המוביל לאי ספיקת כליות חריפה והיא תורמת משמעותית לתפקוד השתלה המושהה. מודלים של בעלי חיים הם המשאבים הזמינים היחידים המחקים את המורכבות של הנזקים הקשורים ל-IRI שנתקלים בהם in vivo. מאמר זה מתאר מודל עכבר יעיל של IRI כלייתי חד-צדדי המספק נתונים הניתנים לשחזור מרבים. איסכמיה מושרית על ידי חסימת פדיקלת הכליות הימנית למשך 30 דקות ולאחר מכן רפרפוזיה. בנוסף להליך הכירורגי, תינתן סקירה רציפה של השינויים הפיזיולוגיים וההיסטופתולוגיים הצפויים בעקבות IRI כלייתי על ידי השוואת נתונים משבעה זמני רפרפוזיה שונים (4 שעות, 8 שעות, 16 שעות, יום אחד, יומיים, 4 ימים ו-7 ימים). נתונים קריטיים לתכנון ניסויים קדימה, כגון זמן ניתוח ממוצע, צריכת הרדמה ממוצעת ושינויים במשקל הגוף לאורך זמן, ישותפו. עבודה זו תסייע לחוקרים ליישם מודל IRI כלייתי אמין ולבחור את זמן ההעתקה המתאים המתאים שיתאים למטרות החקירה המיועדות שלהם.
Introduction
הכליות הן בין האיברים הגבוהים ביותר בגוף והם רגישים מאוד לשינויים בזלוף הדם1. פגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה כלייתית (IRI) נותרה הגורם המוביל לאי ספיקת כליות חריפה 2,3 והיא קשורה לתחלואה גבוהה ותמותה גבוהה בחולים מאושפזים4. עם אפשרויות טיפוליות מוגבלות זמינות,4,5 IRI כלייתי הוא כיום המוקד של מספר מאמצי מחקר בביו-רפואה 6,7 שמטרתם לפתח מטרות טיפוליות חדשניות ולאפיון סמנים מוקדמים ורגישים של פגיעה כלייתית 8,9,10 . זיהוי מודל אמין, בעל חיים אמין וחסכוני נחשב חיוני כדי לענות על צרכים אלה. מאמר זה מציג מודל עכבר פשוט ויעיל של IRI כליות חד צדדי. איסכמיה מושרית על ידי הידוק של פדיקל הכליה הימנית במשך 30 דקות11,12. חלק מכריע במודל זה הוא בחירת זמן הרפרפוזיה המתאים ביותר שישחזר את האירועים הפתולוגיים המעניינים, כגון נמק צינורי, חדירת תאים דלקתיים פולימורפונוקליאריים או פיברוזיס. לכן, החוקרים מסופקים עם סקירה רציפה זו של שינויים פתולוגיים מייצגים הצפויים בכליה IRI.
Protocol
הפרוטוקול הבא מתאר ניתוח הישרדות. לכן, הפרקטיקה האספטית והכירורגית הגבוהה ביותר מיושמת. כל הניסויים בבעלי חיים בוצעו בהתאם להנחיות המוסדיות ואושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים. כדי למנוע הבדלים מגדריים ומבוססי זנים בהשפעות IRI, נעשה שימוש רק בעכברי C57BL6 זכרים במחקר. כל בעלי החיים הותאמו בגילם ובמשקלם כדי להניב תוצאות דומות.
1. הכנה
הערה: ציר זמן של שלבי הניסוי וההתערבויות השונות מוצג באיור 1A.
- נקו וחטאו את שולחן הניתוחים לפני כל הליך. הכינו והניחו את כל החומרים הנדרשים (מכשירים מעוקרים ומטושים מכותנה, גזה ווילונות סטריליים, חומרי הרדמה מדוללים מראש, כרית חימום, מהדק כלי דם מעוקרים, תמיסת מלח סטרילית וחומרי חיטוי ותפרים בעור) על שולחן הניתוח (ראו טבלת החומרים).
- הרדמה זכר C57BL6 עכברים (טווח הגילאים 11-13 שבועות) על ידי הזרקה תוך-צפקית של קטמין/קסילאזין (100 מ"ג/ק"ג ו-20 מ"ג/ק"ג של משקל גוף, בהתאמה, מדולל בעבר במי מלח סטריליים).
הערה: טיפול מיומן בבעלי חיים חיוני כדי למזער את הלחץ עבור החיה, שכן תגובות עקה עלולות להשפיע לרעה על פעולת ההרדמה. - לאחר מתן קטמין/קסילאזין, גילחו את האזור הכירורגי באגף הימני באמצעות סכין גילוח וסבון.
הערה: גילוח העור משפר את ריפוי הפצע, כמו גם את התוצאות הכלליות של ניתוחי הישרדות. - יש לחטא את העור באזור הניתוח עם 70% אלכוהול תחילה ולאחר מכן בתמיסת יוד פובידון באמצעות צמר גפן.
- לאחר הכנת העור, הניחו את העכבר על שולחן חימום בתנוחת דקוביטוס גחוני וייצבו את טמפרטורת הגוף ב-37 מעלות צלזיוס (מנוטרים באמצעות בדיקות חיישנים רקטליות וכריות).
הערה: הכליות נגישות יותר ונחשפות בניתוח כאשר הן ממוקמות בדקוביטוס הגחוני ולא לרוחב. - בזמן שטמפרטורת הגוף מתייצבת, יש למרוח משחה לעיניים של העכבר.
הערה: הרדמה דיסוציאטיבית, כגון קטמין, גורמת לעיני החיה להישאר פקוחות בזמן ההרדמה.
2. ניתוח
- לאחר שרפלקסי הכאב נעדרים (צביטה בבוהן עם פינצטה), בצעו חתך כירורגי דורסו-לרוחבי באורך של כ-1 ס"מ באגף הימני באמצעות להב אזמל. מתחילים את החתך מאחורי הצלע האחרונה וממשיכים כ-1 ס"מ במקביל לקו האמצע המותני.
- העבר את שרירי הבטן באמצעות מספריים כדי לדמיין את החלל הרטרופריטונלי. הסר את כמויות הדם הקטנות המיוצרות במהלך חתך השרירים באמצעות צמר גפן סטרילי.
הערה: מכיוון שנעשה שימוש בגישה הגבית-רוחבית, הגישה לרטרופריטונאום, ולא לחלל הצפק, בהליך זה. - לדחוף את הכליה הימנית החוצה מחלל הבטן. השתמש במלקחיים של גראפה כדי לחשוף את הכליה בזהירות.
הערה: יש לשמור תמיד על מלקחיים סגורים כדי למנוע פגיעה טראומטית בכליה כאשר הם מונחים על הבטן והשתמשו בה רק כדי לדחוף ולהדריך את הכליה בזהירות לעבר החתך הניתוחי והחוצה ממנו. - לאט לאט לחשוף את הכליה הימנית ולזהות את הפדיקלה הכליתית. יש להסיר בזהירות את רקמת השומן סביב הדוושה.
- כדי לגרום לאיסכמיה, מניחים את מהדק כלי הדם מעל עורק הכליה והווריד הנמצאים בפדיקלה הכליתית, תוך הימנעות מהידוק השופכן הסמוך. השתמש בהמוסטד-מוסקיטו למניפולציה של מהדק כלי הדם.
הערה: איסכמיה מאושרת על-ידי הדמיה של שינוי צבע הכליה מאדום-ורוד לסגול כהה (איור 1B). - מכסים את הכליה המהודקת בגאזה סטרילית ספוגה במי מלח כדי למנוע ייבוש ומשאירים אותה למשך 30 דקות.
- עקוב אחר עומק ההרדמה והלחות של הגזה מעת לעת במהלך תקופה זו.
הערה: מינון האינדוקציה של ההרדמה מספיק כדי לספק משכך כאבים עד סוף האירוע האיסכמי; לפיכך, אין צורך בזריקות הרדמה נוספות. - זמן קצר לפני תום תקופת האיסכמיה, הסירו את הגזה וחשפו את הכליה. החזיקו את המוסטאט הלסטד-מוסקיטו, מוכנים להסרת מהדקים.
- בדקה ה -30, לפתוח את מהדק כלי הדם עם hemostat ולהסיר אותו מן pedicle הכליה כדי לאפשר reperfusion של הכליה.
הערה: רפרפוזיה מאושרת על-ידי הדמיה של שינוי בצבע הכליה מסגול כהה לאדום-ורוד (איור 1C). - בצע את אותם הליכים שתוארו לעיל עבור חיות בושה ללא הידוק של פדיקל הכליה.
- לאחר אימות של שינוי צבע הכליה, להחזיר את הכליה לחלל הבטן. סגור את שרירי הבטן עם תפר נספג 5-0 באמצעות תבנית צלב.
הערה: ייתכן שתידרש זריקה שנייה של חומרי הרדמה כדי לשמור על משכך כאבים במהלך תפירת השרירים והעור. מחצית מהמנה הראשונית הוכחה כיעילה במתן משכך כאבים עד לסיום הניתוח. - סגרו את העור עם תפר נספג 5-0 באמצעות תבנית מזרן אופקית. נקו את הפצע בעזרת תמיסת יוד פובידון באמצעות צמר גפן.
3. החלמה ולאחר ניתוח
הערה: מכיוון שזמן לאחר הניתוח הוא זמן ההשבה בפועל, טיפול נכון לאחר הניתוח הוא חובה מבחינה אתית ורלוונטי מבחינה מדעית. ניתן לבחור זמני רפרפוזיה לפי הצורך על ידי החוקר. זמני רפרפוזיה של 4 שעות, 8 שעות, 16 שעות, יום אחד, יומיים, 4 ימים ו -7 ימים מושווים כדי לקבל סקירה רציפה של שינויים פתולוגיים המושרים על ידי IRI כלייתי.
- שמור את העכבר על כרית החימום עד שהוא מתחיל להתאושש מהרדמה.
הערה: מומלץ להמתין עד שהעכבר יתחיל להזיז את רגליו וינסה לנוע ממקום למקום. במקרים בהם נדרשות זריקות הרדמה נוספות במהלך הניתוח, זמן ההחלמה ארוך יותר. Atipamezole, אנטגוניסט לקולטן אלפא-2, יכול להינתן במינון של 0.5 מ"ג/ק"ג של משקל גוף תוך-צפקי כדי להפוך את השפעות הקסילזין ולקצר את שלב ההחלמה. לצורך ניהול כאב, בופרנורפין (0.1 מ"ג/ק"ג של משקל גוף, תוך-צפק) ניתן לפני הניתוח וכל 6 שעות במהלך ההתאוששות והשלב שלאחר הניתוח. השימוש בתרופות נוגדות דלקת שאינן סטרואידים אינו מומלץ שכן מספר תרופות במשפחה זו גורמות לנפרוטוקסיות ולכן יכולות לשנות את התוצאות. - לאחר ההחלמה מההרדמה, החזירו את העכבר לכלוב שלו עם גישה חופשית למים ולמזון.
הערה: ניתן לספק מזון מחית בצלחת פטרי, כמו גם חומר להסתרה ולמשחק (למשל, דפי נייר, צינורות מגבת נייר). - עקוב אחר העכבר מדי יום כדי להעריך ריפוי פצעים, צריכת מזון ומים, משקל גוף והתנהגות.
הערה: מצב ריפוי הפצע הוערך באמצעות הסולם הבא: 1, יבש; 2, רטוב; 3, נפתח חלקית; 4, נפתח. במחקר זה תועד ריפוי פצעים מהיר, עם יותר מ-90% מהפצעים היבשים לאחר היום השני.
4. המתת חסד ואיסוף דגימות
- המתת חסד את העכברים עם נתרן פנטוברביטל הניתן באופן תוך-צפקי במינון כפול ממינון ההרדמה לעכברים (100 מ"ג/ק"ג).
- אספו דגימות נוזלים ורקמות לפי הצורך.
הערה: שתי הכליות, דם שלם (לספירת תאי דם), סרום (לביוכימיה של הדם), השתן, הלב והריאות נאספו. כמה מיקרוליטרים של סרום נדרשים לניתוח ביוכימיה בדם (חנקן אוריאה בדם (BUN), קריאטינין, אלקטרוליטים). במידת הצורך, 24 שעות לפני המתת חסד, ניתן להכניס עכברים לכלובים מטבוליים כדי לאסוף נפח שתן גבוה יותר המאפשר קביעת פרמטרים של תפקוד כליות.
Representative Results
פרמטרים פיזיולוגיים
עכברים התאוששו מניתוח IRI כלייתי חד-צדדי זה ללא אירועים מיוחדים; נראה פעיל וערני; והראה אכילה, שתייה והתנהגות רגילה עד למחרת. ייתכן שחלק מהעכברים סובלים מירידה במשקל הגוף לאחר IRI, למרות שבדרך כלל מדובר בפחות מ-10% ממשקל הגוף ההתחלתי (איור 2). ירידה גדולה יותר במשקל הגוף (˃10%) עלולה להזיק, ויש להוציא את בעלי החיים האלה מהמחקר. עכברים שנותחו על ידי שאם לא הראו שינויים במשקל הגוף לאחר הניתוח (נמדדו 24 שעות לאחר הניתוח). רוב העכברים התאוששו ממשקל גופם ההתחלתי בין הימים 4 ו-7 לאחר הניתוח (ראו קבוצת IRI ל-7 ימים, איור 2). ניתן להעריך את תפקוד הכליות באמצעות סמנים מסורתיים כגון חנקן אוריאה בדם (BUN) וקריאטינין. בנוסף, רמות אלקטרוליטים בסרום (נתרן, אשלגן וכלוריד) וספירת דם דיפרנציאלית אוטומטית נכללו בניתוח.
שינויים היסטופתולוגיים
הערכת הממצאים ההיסטופתולוגיים נעשתה באמצעות 4% חלקים שלמים של פרפורמלדהיד קבועים, משובצים בפרפין, שלמים של הכליה המוכתמים בהמטוקסילין/אאוסין (HE), בחומצה המחזורית שיף ובכתמי הטריכרום של מאסון. את השינויים הבולטים ביותר שנוצרים על ידי מודל IRI כלייתי חד-צדדי זה ניתן לראות בצומת הקורטיקו-מדולרי, במיוחד בצינוריות הפרוקסימליות, בגפיים העולות העבות של הלולאה של הנל, ובצינוריות מפותלות דיסטליות, כמו גם באינטרסטיציום הצינורי (ראו את האגדה על איור 3). תמונות מיקרוסקופיות המציגות את הנגעים האופייניים ביותר בעקבות IRI בכליה ניתן לראות באיור 3. רשימה של הממצאים ההיסטופתולוגיים הרציפים מובאת בטבלה 1.
פותחה שיטת ניקוד פציעות צינורית כדי לסווג את הנזק לאורך זמן (איור 4). בכך, חמישה שינויים מוגדרים הוערכו על ידי שלושה מעריכים שונים: 1) הנחתת אפיתל צינורית; 2) אובדן גבול מברשת; 3) נמק צינורי; 4) חסימה לומינלית; ו-5) נוכחות של גבס חלבוני. הקצאה של "1" מציינת כי השינוי קיים, "0" כי הוא נעדר.
איור 1: מודל IRI כלייתי ניסיוני בעכבר. (A) מוצגים שלבים של ניסויים והתערבויות (אינדוקציה של הרדמה, איסכמיה ורפרפוזיה). שימו לב לשינויים בצבע הכליה הימנית לאדום כהה במהלך איסכמיה (B) לוורוד במהלך רפרפוזיה (C). (D) מראה מקרוסקופי של הכליה הימנית של IRI (חץ אדום) בהשוואה לכליה הלא-אירית הקונטרה-צדדית של אותה חיה 24 שעות לאחר הניתוח. חץ אדום ב-(B) מראה את מיקומו של המהדק ההמוסטטי. קיצור: IRI = פציעת איסכמיה-רפרפוזיה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 2: משקל הגוף של עכברים לפני ואחרי IRI כלייתי. מוצגים נתונים בודדים. קיצורים: IRI = פציעת איסכמיה-רפרפוזיה; h = שעות; d = ימים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 3: נגעים מיקרוסקופיים טיפוסיים שנצפו בקליפת המוח ובצומת הקורטיקו-מדולרי של עכברים המופעלים על-ידי IR. שים וזמני רפרפוזיה שונים מוצגים (המצוין מעל כל תמונה). (A) מבנים שלמים מוצגים ב-sham (הגדלה 40x; סרגל קנה מידה = 20 מיקרומטר). חיצים ב- IRI 4 שעות מציינים את נוכחותו של יציקה פרוטאנית בלומן הצינורי (הגדלה פי 40; סרגל קנה מידה = 20 מיקרומטר). חיצים ב- IRI 8 שעות מראים התרחבות צינורית (הגדלה 40x; סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר). חץ שחור ב- IRI 16 שעות מראה יציקת צינורית בקטעים מדולריים; חצים לבנים מראים אזורים של נמק תאי (הגדלה 40x; סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר). חצים שחורים ב- IRI 1 d מצביעים על התרחבות צינורית (הגדלה 10x; סרגל קנה מידה = 100 מיקרומטר). חץ שחור ב-IRI 2 d מראה גרעיני תאים מוגדלים; ראשי חץ לבנים מראים אזורים של חדירת לימפוציטים ומקרופאגים (הגדלה פי 40; סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר). ראשי חץ לבנים ב- IRI 4 d מציינים תאים צינוריים מיטוטיים (הגדלה 40x; סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר). חץ שחור ב- IRI 7 d מראה אזור של פיברוזיס מוקדי; ראש חץ לבן מראה שטח של התחדשות (הגדלה 20x; סרגל קנה מידה = 100 מיקרומטר). (B) צביעת PAS המציגה את קליפת הכליה של עכברים במהלך רפרפוזיה מוקדמת (4 שעות, 8 שעות ו-16 שעות). שים לב להנחתה המתקדמת של גבול המברשת (חצים). הגדלות פי 40; סרגלי קשקשים = 50 μm (C) צביעה משולשת של מאסון של עכברי sham ו- IRI 7 d מראים אזורים של פיברוזיס אינטרסטיציאלי (חצים לבנים). הגדלה פי 40; סרגלי קנה מידה = 50 מיקרומטר. קיצורים: IRI = פציעת איסכמיה-רפרפוזיה; גלו = גלומרולוס; PCT = צינורית מפותלת פרוקסימלית; DCT = צינורית מפותלת דיסטלית; CD = צינור איסוף; PAS = חומצה מחזורית שיף; d = יום. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 4: ציון פציעה צינורית של עכברים המופעלים על ידי בושה ו-IRI. מערכת ניקוד בקנה מידה 1 עד 5 עבור הנחתת אפיתל צינורית; אובדן גבול מברשת; נמק צינורי; חסימה לומינלית; ונוכחות של גבס חלבוני. הקצאה של "1" מציינת כי השינוי קיים, "0" כי הוא נעדר. מוצגים ערכים בודדים. פסים מייצגים ממוצע ± SD (n = 4). קיצור: IRI = פציעת איסכמיה-רפרפוזיה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
| זמן אחרי IRI | השינויים הפתולוגיים המשמעותיים ביותר |
| 4 שעות | חסימה צינורית |
| יציקת חלבון בלומן | |
| 8 שעות | התרחבות צינורית |
| נמק אינפיניטי | |
| הנחתה של אפיתל | |
| 16 שעות | נמק תאי |
| גבס צינורי | |
| חדירת נויטרופילים | |
| יום אחד | נקרוזה |
| התרחבות צינורית | |
| חדירת נויטרופילים | |
| 2 ימים | התרחבות צינורית |
| חדירת לימפוציטים ומקרופאגים | |
| גרעיני תאים מוגדלים | |
| 4 ימים | פעילות מיטוטית בולטת בתאי צינורית |
| 7 ימים | פיברוזיס מוקדי |
| תחומי התחדשות |
טבלה 1: השינויים הפתולוגיים המשמעותיים ביותר לאורך זמן. אובחן על סמך בדיקה מיקרוסקופית של 4-6 בעלי חיים בכל קבוצה.
Discussion
מודלים של IRI כלייתיים של עכברים פופולריים במחקר ביו-רפואי בשל עלויות התפעול הנמוכות יחסית שלהם והזמינות של מודלים מהונדסים מגוונים12. מודל IRI הכליתי החד-צדדי המוצג כאן מחקה שינויים פתולוגיים אופייניים שנצפו ב- IRI כלייתי אנושי כגון התרחבות צינורית, נמק ופיברוזיס13. תוצאות אלה מבוססות על זמני רפרפוזיה משתנים.
שלבים קריטיים של פרוטוקול זה כוללים שמירה על טמפרטורת גוף קבועה ומיקום נכון של מהדק כלי הדם בדוושת הכליות. טמפרטורת הגוף משפיעה על חילוף החומרים של החיה14, ומשנה את תוצאות הניסוי הן ברמה הפיזיולוגית והן ברמה התאית15. במודל זה, טמפרטורת הגוף התייצבה לפני הניתוח באמצעות בדיקות חיישן פי הטבעת והפד. בנוסף, ניטור רציף של טמפרטורת הגוף במהלך כל ההליך הכירורגי מומלץ מאוד, במיוחד לפני הנחת מהדק כלי הדם כדי לגרום איסכמיה.
החשיפה של הכליה והמיקום הנכון של מהדק כלי הדם הם גם קריטיים להצלחת הניסוי. פגיעה בכמוסה הכליתית על ידי טיפול לא נכון במלקחיים במהלך חשיפת הכליה דרך החתך הכירורגי תגרום לדימום פריינלי ולדלקת. יש למקם את מהדק כלי הדם על הפדיקלה הכליתית המסתירה את עורק הכליה ואת וריד הכליה מבלי להשפיע על השופכן ועל העורקים העל-ארציים. קריטי לשלב זה הוא ניתוח זהיר של רקמת השומן המקיפה את הילום הכליתי14,16.
מודל זה משתלם וחסכוני בזמן. הצריכה להרדמה לעכבר הייתה 156.47 ± 37.88 μL (ממוצע ± SD, n = 17) של קוקטייל קטמין/קסילאזין מדולדל מראש (1:10 קטמין, 1:50 קסילאזין, במי מלח; ריכוז תמיסת ציר, 100 מ"ג/מ"ל שניהם). ניתוח יכול להתבצע בתקופה קצרה יחסית. זמן הניתוח הכולל לעכבר היה 53 ± 5.23 דקות (ממוצע ± SD, n = 17). עם כוח אדם מיומן, ניתן לבצע מספר ניתוחים בו זמנית. בקבוצה שלנו, חוקר מנוסה אחד ביצע את הניתוח עד שהמהדק שוחרר מהפדיקל הכליתי, ואילו חוקר שני השתלט על סגירת הפצע עד להחלמת העכבר. עם גישה זו, הצלחנו לבצע מספר גבוה של ניתוחים ביום אחד. במודל זה השתמשנו בגישה הגבית, הגורמת לפחות טראומה והפחתת אובדן נוזלים וחום מחלל הבטן בהשוואה לגישה של קו האמצע16.
פרוטוקולים שפורסמו בעבר תיארו את טכניקת הידוק הפדיקלים הכליתיים כדי לגרום לפגיעה חריפה בכליות בעכברים 17,18,19. עם זאת, במחקרים אלה, בוצעה כריתת נפרקטיקה קונטרה-צדדית בנוסף ל- IRI החד-צדדי עם זמנים איסכמיים הנעים בין 15 ל -26 דקות. בפרוטוקול זה, גרמנו איסכמיה חד-צדדית במשך 30 דקות תוך שמירה על הכליה הקונטרה-צדדית. זה הביא לשיעור הישרדות של 100%. עם זאת, מודל זה אינו מתאים לגרום לנזק כלייתי אזוטמי בשל בחלקו בשל ההשפעה המפצה המופעלת על ידי הכליה למניעת התערבות כירורגית. עם זאת, שמירה על כליה אחת ללא השפעה באותה חיה מציעה את היתרון של שימוש בזמני איסכמיה ארוכים יותר עם שיעור הישרדות גבוה יותר. בנוסף לכך, ניתן להשתמש בכליה הקונטרה-צדדית כדי להעריך תופעות לוואי אפשריות של תרופות בדיקה או טיפולים המיושמים במהלך ההליך הניסיוני ולחקור השפעות צולבות של כליות וכליות 20,21. לדוגמה, מודל זה היה שימושי בהצגת שינויים הנגרמים על ידי מיני חמצן תגובתי ברמה התאית הן ב- IRI והן בכליה קונטרלטרלית, שאינה מתערבת כירורגית11.
למודל זה יש יישום פוטנציאלי במחקרים שמטרתם לזהות ולאפיין סמנים של נזק כלייתי חד-צדדי, השפעות צולבות כלייתיות, שינויים המודינמיים הנגרמים על ידי IRI לאחר הכליה, והשפעות נפרוטוקסיות פוטנציאליות של מועמדים לתרופות שישמשו ב- IRI כלייתי. תיאור מפורט זה של השינויים הפתולוגיים העיקריים משמש ככלי רב ערך לבחירת הזמן המתאים ביותר לחקר תהליכים תאיים ספציפיים, מדלקת ונמק (4 שעות עד יומיים) ועד התחדשות (4 ימים) ופיברוזיס (7 ימים ואילך).
Disclosures
המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים בנוגע למאמר זה.
Acknowledgments
חלק מהעבודה המוצגת במאמר זה נוסדה על ידי המרכז לחקר יונקים אינטגרטיביים בבית הספר לרפואה וטרינרית של אוניברסיטת רוס (RUSVM), סנט קיטס ונוויס. הסיוע הכספי הניתן על ידי המחלקה למדעים ביו-רפואיים וטרינריים של המכללה לרפואה וטרינרית של אוניברסיטת לונג איילנד מוערך מאוד.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Atipamezole hydrochloride | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | PVS8700 | 5 mg/mL |
| Buprenorphine | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | PRMBURPEN22 | 0.3 mg/mL |
| Commercial euthanasia solution | various suppliers | na | e.g., Euthasol Virbac (sodium pentobarbital 390 mg/mL + sodium phenytoin 50 mg/mL) |
| Eye ointment Puralube | Dechra Veterinary Products, KS, USA | na | 3.5 g (1/8 oz) |
| Heating pad RightTempJr | Kent Scientific, CT, USA | RT-JR-20 | Consider the one with two temperature probes |
| Ketamine hydrochloride | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | VED1220 | 100 mg/ml |
| S&T Vascular clamp | Fine Science Tools, Inc., Germany | 00398-02 | Jaw dimensions: 5.5 x 1.5 mm; length: 11 mm |
| Sterile Disposable Towel Drapes | Kent Scientific, CT, USA | SURGI-5023-3 | Disposable, individualy packed |
| Surgical instruments (Graefe forceps, Halsted-Mosquito hemostat, scissors, etc) | Fine Science Tools, Inc., Germany | Various | Consider the extra fine straight scissor and the angled Graefe forceps |
| Vicryl suture | Ethicon US, LLC | J493G | Size 5-0 |
| Xylazine hydrochloride | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | VAM4821 | 100 mg/mL |
References
- Ray, S. C., Mason, J., O'Connor, P. M. Ischemic renal injury: can renal anatomy and associated vascular congestion explain why the medulla and not the cortex is where the trouble starts. Seminars in Nephrology. 39 (6), 520-529 (2019).
- Weight, S. C., Bell, P. R., Nicholson, M. L.
- Ratliff, B. B., Abdulmahdi, W., Pawar, R., Wolin, M. S. Oxidant mechanisms in renal injury and disease. Antioxidants & Redox Signaling. 25 (3), 119-146 (2016).
- Schrier, R. W., Wang, W., Poole, B., Mitra, A. Acute renal failure: definitions, diagnosis, pathogenesis, and therapy. The Journal of Clinical Investigation. 114 (1), 5-14 (2004).
- Fernández, A. R., Sánchez-Tarjuelo, R., Cravedi, P., Ochando, J., López-Hoyos, M. Review: Ischemia reperfusion injury-a translational perspective in organ transplantation. International Journal of Molecular Sciences. 21 (22), 8549 (2020).
- Wu, C. -L., et al. Tubular peroxiredoxin 3 as a predictor of renal recovery from acute tubular necrosis in patients with chronic kidney disease. Scientific Reports. 7 (1), 43589 (2017).
- Nishida, K., et al. Systemic and sustained thioredoxin analogue prevents acute kidney injury and its-associated distant organ damage in renal ischemia reperfusion injury mice. Scientific Reports. 10 (1), 20635 (2020).
- Mishra, J., et al. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) as a biomarker for acute renal injury after cardiac surgery. Lancet. 365 (9466), 1231-1238 (2005).
- Han, W. K., Bailly, V., Abichandani, R., Thadhani, R., Bonventre, J. V. Kidney injury molecule-1 (KIM-1): A novel biomarker for human renal proximal tubule injury. Kidney International. 62 (1), 237-244 (2002).
- Coca, S. G. Kidney injury biomarkers with clinical utility: has Godot finally arrived. American Journal of Nephrology. 50 (5), 357-360 (2019).
- Godoy, J. R., et al. Segment-specific overexpression of redoxins after renal ischemia and reperfusion: protective roles of glutaredoxin 2, peroxiredoxin 3, and peroxiredoxin 6. Free Radical Biology & Medicine. 51 (2), 552-561 (2011).
- Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: technical notes and tricks. American Journal of Physiology - Renal Physiology. 303 (11), 1487-1494 (2012).
- Gaut, J. P., Liapis, H. Acute kidney injury pathology and pathophysiology: a retrospective review. Clinical Kidney Journal. 14 (2), 526-536 (2021).
- Le Clef, N., Verhulst, A., D'Haese, P. C., Vervaet, B. A. Unilateral renal ischemia-reperfusion as a robust model for acute to chronic kidney injury in mice. PLoS One. 11 (3), 0152153 (2016).
- Pelkey, T. J., et al. Minimal physiologic temperature variations during renal ischemia alter functional and morphologic outcome. Journal of Vascular Surgery. 15 (4), 619-625 (1992).
- Kennedy, S. E., Erlich, J. H.
- Skrypnyk, N. I., Harris, R. C., de Caestecker, M. P. Ischemia-reperfusion model of acute kidney injury and post injury fibrosis in mice. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (78), e50495 (2013).
- Hesketh, E. E., et al. Renal ischaemia reperfusion injury: a mouse model of injury and regeneration. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (88), e51816 (2014).
- Wei, J., et al. New mouse model of chronic kidney disease transitioned from ischemic acute kidney injury. American Journal of Physiology. Renal Physiology. 317 (2), 286-295 (2019).
- Basile, D. P., Leonard, E. C., Tonade, D., Friedrich, J. L., Goenka, S. Distinct effects on long-term function of injured and contralateral kidneys following unilateral renal ischemia-reperfusion. American Journal of Physiology - Renal Physiology. 302 (5), 625-635 (2012).
- Polichnowski, A. J., et al. Pathophysiology of unilateral ischemia-reperfusion injury: importance of renal counterbalance and implications for the AKI-CKD transition. American Journal of Physiology. Renal Physiology. 318 (5), 1086-1099 (2020).
