本文描述了在小鼠模型中植入腹膜透析导管的程序的修改,以避免使用传统技术观察到的主要技术问题。
小鼠模型用于探测腹膜透析(PD)的各个方面,例如腹膜炎症和纤维化。这些事件导致人类腹膜衰竭,由于其在管理终末期肾病(ESKD)患者方面具有深远的临床意义,因此仍然是一个紧张的研究领域。尽管PD及其相关并发症具有临床重要性,但目前的实验小鼠模型面临着影响模型性能的关键技术挑战。这些包括PD导管移位和扭结,通常需要更早移除导管。这些限制也推动了对更多动物完成研究的需求。针对这些缺点,本研究引入了技术改进和手术细微差别,以防止小鼠模型中常见的PD导管并发症。此外,这种改进的模型通过使用脂多糖注射诱导腹膜炎症和纤维化来验证。从本质上讲,本文描述了一种创建PD实验模型的改进方法。
终末期肾病负担
慢性肾脏病(CKD)是一个全球性的健康问题1。目前的估计表明,全世界有超过8.5亿人患有肾脏疾病。肾脏病的患病率几乎是糖尿病患者人数(4.22亿)的两倍,是全世界癌症(4200万)或艾滋病毒/艾滋病患者(3670万)患病率的20倍以上2。大约七分之一的美国人患有CKD,每1,000名美国人中就有2名患有ESKD,需要肾移植或透析支持3。考虑到全球ESKD负担不断加重,优化透析技术至关重要3.
腹膜透析
在美国,PD 是一种治疗 ESKD 的未充分利用的方式。根据美国肾脏数据系统(USRDS)的数据,2020年PD患者患病率仅为11%4,5。与中心血液透析(HD)相比,PD具有几个优势,包括更好的生活质量,更少的诊所就诊次数以及减少医疗保险支出6,7。此外,PD是一种基于家庭的疗法,与严重感染(如菌血症和心内膜炎)的风险要低得多,这些感染通常与血液透析导管有关。此外,PD可以通过紧急启动方案快速启动,从而减少了使用留置血管导管开始透析的需求8。PD被认为是儿科ESKD人群的首选透析方法9。
腹膜透析引起的腹膜损伤
PD需要将PD液(透析液)引入腹膜,随着时间的推移导致腹膜发炎和重塑。腹膜炎症会引发纤维化,最终导致膜超滤能力随着时间的推移而丧失。腹膜的保存是PD的一项重大挑战,进一步的研究对于确保从业者获得最佳临床实践至关重要。有完善的小鼠模型有助于进一步了解腹膜感染和炎症、溶质、水运输动力学和膜衰竭的病理生理机制;尽管如此,导管的技术问题通常会限制这些型号10。
分析腹膜变化
在ESKD患者中,透析液传统上通过具有深而浅表袖带的Tenkhoff导管引入腹膜腔。患者可能会出现导管相关并发症,包括导管迁移、输液疼痛和透析液引流不良11,12,13。已经为人类引入了两种主要类型的腹膜导管,盘绕或直管,以尽量减少这些并发症12。在原始导管上增加了一些修改,包括对传统双袖带导管的额外袖带,以延长PD导管的存活期11。插入技术根据几个因素而有所不同,通过防止在生存后添加导管迁移,包括资源的可用性和专业知识水平14。
相比之下,与人腹膜导管相比,腹膜透析的小鼠模型在技术和目的上具有根本差异。例如,小鼠模型中的腹膜导管主要用于研究膜改变,较少用于双向引流功能。由于动物的处理,目前的技术存在潜在的端口移位和导管迁移。在传统的小鼠模型中,接入端口不固定在皮肤上。这一方面造成了一个不稳定的通道,在清醒的动物中可能会被移位,导致导管迁移。鉴于小鼠模型在腹膜研究中的重要性,必须创建有效的手术技术以生成可靠的模型。因此,我们着手优化PD导管放置的传统模型。重要的是要注意,导管本身会导致腹膜的组织病理学改变,因此,关于PD溶液在动物研究中的影响的任何结论都必须在PD导管作为异物的背景下解释15,16,17。
腹膜组织病理学
PD失败主要与纤维化和血管生成过多有关,导致渗透压浓度梯度丧失。此外,腹膜过滤能力可能受到腹膜炎的影响。此外,感染性腹膜炎是透析方式从腹膜透析转变为血液透析的明确原因。18.
描述了PD的三种小鼠模型。这包括腹膜表面的盲穿刺,开放永久性系统和封闭系统10。腹膜表面盲穿涉及类似于腹膜内注射的直接腹膜通路,但不允许透析液引流。作为一种盲法手术,这种方法会伤害腹部内脏器官。开放式永久性系统模型将透析导管和滴注口保持在体外。然而,这种技术在小鼠中与并发症有关,例如由于动物的运动,感染和无法进行长期实验而导致的袋子断开。…
The authors have nothing to disclose.
这项工作得到了NIH 1R01HL132325和R21 DK119740-01(VCC)和AHA心脏肿瘤学SFRNCAT-HD中心资助857078(VCC和SL)的支持。
10% heparin | Canada Inc., Boucherville, QC, Canada) | Pharmaceutical product | |
Buprenorphine 0.3 mg/mL | PAR Pharmaceutical | NDC 42023-179-05 | |
C57BL/6J mice | The Jackson Lab | IMSR_JAX:000664 | |
CD31 | Abcam | Ab9498 | |
Clamp | Fine Science Tools | 13002-10 | |
Forceps | Fine Science Tools | 11002-12 | |
Dumont #5SF Forceps | Fine Science Tools | 11252-00 | |
Dumont Vessel Cannulation Forceps | Fine Science Tools | 11282-11 | |
Fine Scissors – Large Loops | Fine Science Tools | 14040-10 | |
Fisherbrand Animal Ear-Punch | Fisher Scientific | 13-812-201 | |
Hill Hemostat | Fine Science Tools | 13111-12 | |
Huber point needle | Access technologies | PG25-500 | Needle for injections |
Isoflurane, USP | Covetrus | NDC 11695-6777-2 | |
Lipopolysaccharide from E.coli | SIGMA | L4391 | |
Microscope | Nikon Eclipse Inverted Microscope | TE2000 | |
Minute Mouse Port 4French with retention beads and cross holes | Access technologies | MMP-4S-061108A | |
Posi-Grip Huber point needles 25 G x 1/2´´ | Access technologies | PG25-500 | |
Scissors | Fine Science Tools | 14079-10 | |
Vicryl Suture | AD-Surgical | #L-G330R24 |