Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Rehberi'ndeki tavsiyelere sıkı sıkıya uygun olarak yürütülmüştür (Yayın No. 85-23, revize 1996). Çalışma protokolü, Pekin Anzhen Hastanesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylandı (Onay No. 81700293). Çalışma protokolü, kurumumuzun Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından incelenip onaylanmıştır. Tüm çabalar hayvan acısını en aza indirmek ve çalışmada kullanılan hayvan sayısını azaltmak için gösterildi. Reaktifler ve kullanılan ekipmanlar Malzeme Tablosu'nda listelenmiştir.
1. Hayvan modeli ve deneysel tasarım
- Hayvan hazırlığı ve barındırma
4–5 yaş ve 10–12 kg ağırlığında yirmi dört sağlıklı erkek beagle Shanghai Jiao Tong Üniversitesi Tarımsal Deneysel Hayvan Çiftliği Co., Ltd.'den elde edildi ( bkz. Malzeme Tablosu). Sadece erkek beagle'lar, estrous döngüyle ilişkili hormonal dalgalanmaların pıhtılaşma, endotel fonksiyonu ve iltihap yanıtlar üzerindeki potansiyel karıştırıcı etkilerini en aza indirmek için kullanıldı. Tüm beagle'lar, 22–25 °C sıcaklıkta, %40–60 nem ve 12 saat 12 saat ışık-karanlık döngüsünde tutulan standart kafeslerde tek tek tutuldu. Hayvanlara standart laboratuvar köpek diyeti ve libitum suyu verildi. Deneysel prosedürlerin başlanmasından önce, tüm beagle'lar 1 haftalık bir alışma sürecinden geçti. Transtorasik ekokardiyografi (TTE), kapak patolojileri, kardiyomiyopati ve diğer yapısal kalp hastalıklarını dışlamak için 3.5 MHz faz dizisi dönüştürücüyle donatılmış ultrason sistemi kullanılarak tüm hayvanlarda gerçekleştirildi.
- Anestezi ve damar erişimi
Tüm beagle'lar işlemden önce 12 saat oruç tutuldu. Anestezi, sefalik ven üzerinden 20 mg/kg dozda sodyum pentobarbital intravenöz verilmesiyle indüklendi; bu uygulama yaklaşık 3–5 dakika boyunca yavaş uygulandı ve palpebral refleks kaybı doğrulandı. Yeterli anestezi sağlandıktan sonra, endotrakeal entübasyon uygun boyutta (iç çapı 7,0–8,0 mm) manşetli endotrakeal tüp kullanılarak gerçekleştirildi ve mekanik ventilasyon 15 mL/kg gelgit hacmi ve 12–15 nefes hızı dakikada başlatıldı. İşlem boyunca sürekli hemodinamik izleme sağlandı. Kalp atış hızı ve kardiyak ritmini izlemek için 3-lead-surface elektrokardiyogramı (EKG) uygulandı ve oksijen doygunluğunu izlemek için nabız oksimetrisi kullanıldı. Sıvı verilmesi (laktasyonlu Ringer solüsyolu, 5–10 mL/kg/h hızında enjekte edilmiş) ve gerekirse ek anestezik dozlar için periferik intravenöz hat tutuldu.
Daha sonra, aseptik koşullarda sağ inguinal bölgede yaklaşık 3–4 cm deri kesisi yapıldı ve kör diseksiye ile ortak femoral arter ortaya çıkarıldı. Başarılı arterial erişim pulsatil kan dönüşü ile doğrulandı. Modifiye edilmiş Seldinger tekniğiyle sağ femoral arteriye 6F damarlı bir kılıf yerleştirildi. Heparin sodyum (4000 IU, 10 mL normal salin ile seyreltilmiş) tromboembolizmi önlemek için kılıf üzerinden verildi.
2. Kronik orta dereceli RI indüksiyonu için böbrek arter embolizasyonu
5F çok amaçlı kateter arterial kılıftan geçirildi ve C-kol floroskopik rehberliğiyle karın aortasına ilerletildi. Seçici sol böbrek arter kanülasyonu yapıldı ve başlangıç renal arter anjiyografisi, 3 mL/s hızla 5–8 mL iyonsuz iyotlu kontrast madde enjekte edilerek tam böbrek arter ağacını görselleştirerek yapıldı. Kateter pozisyonunun başarılı olması, sol böbrek arteri ve dallarının anjiyografik görüntülerde gösterilmesiyle doğrulandı.
Daha sonra, RI, sol böbrek arterinin ana dalının emilebilir jelatin sünger granülleri (50 mg çapı) kullanılarak transkateter embolizasyonu yoluyla indüklendi. Jelatin sünger granülleri, yaklaşık 50 mg granül, kontrast madde ve normal tuzlu su karışımı ile 1:1 oranında karıştırılarak yaklaşık 2–3 mL toplam hacmde bir çamur olarak hazırlandı. Embolizasyon bulamacı, sürekli floroskopik izleme altında yaklaşık 2–3 dakika boyunca kateter üzerinden manuel enjeksiyonla yavaşça enjekte edildi. Başarılı embolizasyon, embolize edilmiş dallarda distal arterial opacifikasyonun olmadığını gösteren tekrar sol böbrek arter anjiyografisiyle doğrulandı. Anjiyografik doğrulamanın ardından kateter ve kılıf çıkarıldı ve femoral arter 6-0 polipropilen dikiş ile onarıldı. Cerrahi yara katmanlar halinde kapatıldı ve hayvanların yakından izlendiği şekilde iyileşmelerine izin verildi.
Kontrol grubu ve AF grubu (sahte prosedür) için aynı kateterizasyon işlemi yapıldı ve böbrek arteri anjiyografisi sonrası çok amaçlı kateter aracılığıyla sol böbrek arterine eşit hacimde (2–3 mL) normal salin enjekte edildi.
3. Hızlı atriyal hızlama ile AF indüksiyonu
RI prosedüründen (veya sahte prosedürden) üç ay sonra, AF grubunda ve RI+AF grubunda AF indüklendi. AF toplamda 12 beagle'da indüklenmiştir (AF grubunda n = 6, RI+AF grubunda n = 6). Yukarıda açıklandığı gibi yeniden anestezi ve damar erişimi sonrası, sağ femoral ven kateter takılması için kanülasyon yapıldı. 6F kuadripolar elektrot kateteri (bkz. Materyal Tablosu) floroskopik rehberlikle öne çıkarılarak sağ atriumun yan duvarına yerleştirildi. Kateter konumlanması, intrakardiyak kanalda karakteristik atriyal elektrogramların kaydedilmesiyle doğrulandı; bu kayıtlar net ve keskin atriyal sapmalar gösterdi. Diyastolik hızlama eşiği, stimulatör çıkış voltajının 5 V'dan 0.1 V'luk azalmalarla kademeli olarak düşürülerek atriyal yakalama kaybı gözlemlenene kadar belirlendi; Tutarlı 1:1 atriyal yakalama sağlayan en düşük voltaj, diyastolik tempo eşiği olarak kaydedildi. Hızlı atriyal pace (temel döngü uzunluğu, 60 ms, dakikada 1000 vuruş hızına karşılık; çıkış darbe genişliği, 2 ms; voltaj, diyastolik hız eşiğinin 4 katı, genellikle 2–4 V'a karşılık gelir) daha önce açıklandığı gibi, AF indüklemek için Kardiyak Stimülatör kullanılarak 180 dakika boyunca kesintisizsağlanmıştır. Başarılı AF indüksiyonu, yüzey EKG'sinde sürekli düzensiz R-R aralıklarının ortaya çıkması ve tempo kısa süreli durmadan sonra intrakardiyak elektrogramda hızlı, düzensiz atriyal potansiyellerin en az 1 dakika boyunca devam etmesiyle doğrulandı. Tüm 12 beagle (%100) tempo protokolü tamamlandıktan sonra sürekli AF (AF) sağladı. Tempo durduktan sonra süren AF'nin ortalama süresi, spontan kardiversiyondan sinüs ritmine geçmeden önce 3–8 dakika arasında değişmiştir.
AF hassasiyetini değerlendirmek için kullanılan patlama temposu protokollerinin (genellikle 3–10 saniyelik patlamalar) aksine, bu çalışmada kullanılan sürekli 180 dakikalık hızlı atriyal pace yaklaşımının özellikle sürekli AF modeli ve erken moleküler yeniden modelleme için tasarlandığını belirtmek önemlidir. Bu protokol iyi kurulmuş ve köpek AFaraştırmalarında kapsamlı şekilde doğrulanmıştır 9,10.
4. Deneysel tasarım ve grup atanması
Deneysel hayvanlar rastgele dört gruba (n = 6 grup başına ayrıldı): Kontrol grubu, RI grubu, AF grubu ve RI ile AF (RI+AF) grubu. RI grubundaki ve RI+AF grubundaki beagle'lar başlangıçta RI embolizasyon prosedüründen geçti, Kontrol grubu ve AF grubundaki beagle'lar ise böbrek arterine sahte normal tuzlu su enjeksiyonu aldı. Üç ay sonra, yukarıda açıklandığı gibi AF ve RI+AF gruplarında AF indüklendi. Tüm deneysel tasarım ve zaman çizelgesinin şematik bir özeti Şekil 1'de sunulmaktadır.
5. Kreatinin klirens belirlemesi
Kreatinin klirensi (CCr), 30 dakikalık endojen kreatinin temizlemeyöntemi 11 kullanılarak belirlendi. Kısa bir süreliğine, anestezi sonrası bir Foley kateteri idrar mesanesine aseptik koşullarda yerleştirildi ve mesane tamamen boşaldı. Daha sonra 30 dakikalık idrar toplama dönemi başlatıldı; bu süre zarfında tüm idrar çıktısı kateter aracılığıyla kalibre edilmiş bir toplama kabına toplandı. 30 dakikalık toplama süresinin sonunda, idrarın tam toparlanması için mesane tekrar boşaldıldı. Aynı zamanda, plazma kreatinin belirlenmesi için juguler venden orta nokta kan örneği alındı. CCr standart formül kullanılarak hesaplandı: CCr (mL/min/kg) = (idrar kreatinin konsantrasyonu × idrar hacmi) / (plazma kreatinin konsantrasyonu × toplama süresi), vücut ağırlığına normalleştirildi.
6. Doku ve kan örnekleri toplaması
Kan örnekleri başlangıçta ve EDTA-antikoagülasyonlu ve düz serum ayırıcı tüplere11 kurban edilmeden önce juguler venden alındı. Sonunda, tüm beagle'lar anesteziden iyileşmeden önce 150 mg/kg dozda ölümcül dozda sodyum pentobarbital intravenöz enjeksiyonla ötenazilendi. Böbrekler histolojik inceleme için alındı. Kalp toplandı ve sol atriyal uzantı (LAA) dikkatlice diseksiye edildi, eksizyondan 5 dakika içinde sıvı azotta donduruldu ve moleküler analize kadar −80 °C'de saklandı. LAA, AF hastalarında tromb oluşumunun en yaygın yeri olduğu ve endotel fonksiyonu ile tromboz riskini değerlendirmek için klinik olarak en önemli anatomik konumu temsil ettiği doku analizi için seçilmiştir.
7. Histolojik gözlem
Böbrek dokuları 24 saat boyunca %10 nötr tamponlu paraformaldehit ile sabitlenmiş, derecelendirilmiş etanol serisi (%70, 80%, %90, %95 ve %100 etanol, her biri 1 saat) ile kurutulmuş, ksilen ile temizlenmiştir (iki değişim, her biri 30 dakika), parafine gömülür ve döner mikrotom kullanılarak 5 μm kalınlığında dilimlere kesilmiştir. Daha sonra, dilimler histopatolojik değişiklikler gözlemlemek için HE ile boyandı. Özellikle, kesitler ksilenle deparafinize edildi (iki değişiklik, her biri 10 dakika), inen etanol serisi ile yeniden hidratlandırıldı, hematoksilin çözeltisi ile 5 dakika boyandı, %1 hidroklorik asit-etanol ile 30 saniye farklandırıldı, 10 dakika akan musluk suyunda durulandı, 2 dakika boyunca eosin çözeltisi ile karşı boyandı, kurutuldu, temizlendi ve nötr balsamla monte edildi. Kesitler ışık mikroskobu altında 100× ve 400× büyütmelerle incelendi.
8. Enzimle Bağlantılı İmmünosorbent Testi (ELISA)
Kan örnekleri 3000 × g'de 4 °C'de 20 dakika boyunca santrifüjlendi, ardından süpernatant (plazma) toplanıp −80 °C'de depolandı ve analiz yapılana kadar saklandı. Kreatinin, üre azotu, Von Willebrand faktörü (vWF), trombomodulin (TM), asimetrik dimetilalarjinin (ADMA), nitrik oksit (NO), plazminojen aktivatörü-1 (PAI-1), doku plazminogen aktivatörü (t-PA), tümör nekrozi faktörü-α (TNF-α), yüksek duyarlılık C-reaktif protein (hs-CRP), interlökin-6 (IL-6), renin ve aldosteron (ALD) plazma seviyeleri, üretici talimatlarına göre ticari ELISA kitleri kullanılarak incelendi. Kısaca, antikor kaplı 96 kuyu mikroplakalarına 100 μL plazma örneği veya standart eklendi, 37 °C'de 2 saat kuluçka edildi, yıkama tamponu ile dört kez yıkandı, 37 °C'de 1 saat biyotinile tespit antikoru ile inkübe edildi, tekrar yıkandı, 37 °C'de 30 dakika boyunca streptavidin-HRP konjugatı ile kuluçka edildi, ardından karanlıkta 15–20 dakika TMB alt tabakası geliştirildi. Reaksiyon, 50 μL stop çözeltisi ile durduruldu ve mikroplaka okuyucu kullanılarak 450 nm soğurma ölçüldü. Tüm örnekler çift olarak analiz edildi.
9. Nicel Gerçek Zamanlı PCR (qRT-PCR)
LAA dokularından toplam RNA çıkarılması TRIzol reaktifi kullanılarak gerçekleştirildi, ardından RNA saflığı ve konsantrasyonu spektrofotometre ile 260/280 nm absorbans oranlarında (kabul edilebilir aralık 1.8–2.0) tespit edildi. Toplamda 1 μg RNA, PrimeScript RT reaktif kiti kullanılarak tamamlayıcı DNA'ya (cDNA) ters transkribe edildi. Ters transkripsiyon reaksiyonu 37 °C'de 15 dakika uygulandı, ardından 85 °C'de 5 saniye boyunca inaktivasyon yapıldı. Daha sonra SYBR Green Master Mix kullanılarak PCR sisteminde nicel gerçek zamanlı PCR gerçekleştirildi. Termal döngü programı, başlangıçta 95 °C'de 5 dakika denatürasyon, ardından 95 °C'de 10 saniye boyunca 40 döngü denatürasyon ve 30 saniye boyunca 60 °C'de tavlama/uzatma yapılıyordu. Floresans sinyali, her uzatma aşamasının sonunda SYBR Yeşil kanalı kullanılarak tespit edildi. Eşik döngüsü (Ct) değerleri enstrüman yazılımı tarafından otomatik olarak belirlendi. mRNA seviyelerinin katlanma değişimleri 2−ΔΔCt yöntemiyle belirlendi. β-aktin iç kontrol olarak hizmet verdi. Tüm örnekler üç adet olarak alındı.
10. Western blotting
Toplam protein, LAA dokularından radyoimmünoprecipitasyon testi (RIPA) liz tamponu kullanılarak (50 mM Tris-HCl, pH 7.4, 150 mM NaCl, %1 NP-40, %0.5 sodyum deoksikolat, %0.1 SDS, proteaz ve fosfataz inhibitörü kokteyli ile takviye edilmiş) kullanılarak alındı; bkz. Malzeme Tablosu). Dokular buz üzerinde homojenleştirilip 12.000 × g sıcaklıkta 4 °C'de 15 dakika boyunca santrifüj edildi ve süpernatant toplandı. Protein konsantrasyonu, BCA Protein Analiz Kiti kullanılarak nicel olarak belirlendi. Daha sonra, eşit miktarda protein (şerit başına 30 μg) %12 SDS-PAGE'ye maruz bırakılarak 80 V'da 30 dakika (üst üste gel) ayrıldı, ardından yaklaşık 60 dakika boyunca 120 V (çözüm jeli) ve ardından transfer tamponunda 90 dakika boyunca 300 mA'da poliviniliden florür (PVDF) zarlarına aktarıldı (25 mM Tris, 192 mM glisin, %20 metanol). Zarlar, TBST'de (%0,1 Tween-20 ile Tris tamponlu tuzlu suyum) çözündürülmüş %5 yağsız sütle oda sıcaklığında 2 saat boyunca tıkanmış, ardından 4 °C'de birincil antikorlarla (bkz. Antikor kaynakları, katalog numaraları ve seyreltmeler için Malzeme Tablosu) incelenmiştir. Ertesi gün, zarlar TBST ile üç kez (her biri 10 dakika) yıkanmış ve ilgili HRP ile konjuge edilmiş ikincil antikor ( bkz. Malzeme Tablosu) ile oda sıcaklığında 2 saat kuluçka altına alınmıştır. Üç ek TBST yıkamasından (her biri 10 dakika) sonra, lekeler kemilyüminsans görüntüleme sistemi kullanılarak geliştirilmiş kemilyüminsans (ECL) kiti ile görselleştirildi. Gliseraldehit-3-fosfat dehidrojenaz (GAPDH) iç kontrol görevi olarak kullanıldı. Densitometrik analiz ImageJ yazılımı kullanılarak yapıldı ve göreli protein ekspresyon seviyeleri GAPDH'ye normalize edildi. Tespit edilen proteinlerin yaklaşık moleküler ağırlıkları şu şekildedir: vWF (~260 kDa), TM (~60 kDa), endotel nitrik oksit sentaz (eNOS, ~130 kDa), indüklenebilir nitrik oksit sentaz (iNOS, ~130 kDa), PAI-1 (~45 kDa), t-PA (~70 kDa) ve GAPDH (~36 kDa). Tam uzunlukta, kırpılmamış Western blot görüntüleri Ek Şekil 1 ve Ek Şekil 2'de sağlanmıştır.
11. İstatistiksel analiz
Tüm değerler istatistiksel ve grafik yazılımı kullanılarak analiz edilmiş ve ortalama ± standart sapma (SD) olarak sunulmuştur. Veri dağılımının normalliği, parametrik analizden önce Shapiro-Wilk testi kullanılarak değerlendirildi. Varyansın homojenliği Levene testi kullanılarak değerlendirildi. Normallik ve varyans homojenliği varsayımlarını karşılayan veriler için, tek yönlü ANOVA kullanılarak fark karşılaştırması yapıldı ve ardından kontrol grubuna karşı çoklu karşılaştırmalar için Dunnett'in sonradan yaptığı test yapıldı. Normallik varsayımını karşılamayan veriler için, parametrik olmayan Kruskal-Wallis testi ve ardından Dunn'un sonradan yaptığı test uygulandı. Bu çalışmada, tüm değişkenler normallik ve eşit varyans varsayımlarını karşıladı; bu nedenle, tüm süreçte parametrik analizler uygulandı. Analiz yazılımında veriler gruplanmış veri tablolarına girildi, tek yönlü ANOVA Sütun Analizleri menüsünden seçildi, Dunnett testi sonradan karşılaştırmalar için seçildi ve anlamlılık eşiği p < 0.05 olarak belirlendi.