精确的细胞消融方法建模发展中的斑马鱼急性肾损伤

急性肾损伤（AKI） ^{1,2 ，}也可称为急性肾功能衰竭，广泛定义为肾功能的突发性损害³ 。虽然多年来对这种状况的了解程度有了显着提高，但发病率和死亡率仍然高达^1,2 。目前对这种病症的治疗主要是支持性的，因为药物治疗的多个临床试验的结果为阴性^4,5 。肾脏是独一无二的，因为它具有修复自身的能力。因此，AKI早期诊断后的支持治疗是限制发病率的最佳途径⁶ 。然而，很难早期检测AKI，对于需要透析的患者，死亡率为惊人的50-80％ ⁵。随着肾脏修复自身的能力和缺乏这种病症的治疗方案，重要的是开发增强这种肾单位再生过程的方法。

AKI研究中已经有许多不同的模型，包括不同的伤害和动物模型。就肾脏损伤剂而言，氨基糖苷类抗生素庆大霉素已被用作导致AKI ^7,8的肾毒性药物。然而，有几组发现庆大霉素治疗对斑马鱼胚胎是致命的⁹ 。它造成管状损伤对于胚胎恢复来说太严重，使得再生的研究难以进行某种干预。哺乳动物模型，如小鼠和老鼠，也被认为是有价值的，但在AKI研究期间它们面临许多限制。啮齿动物模型的主要缺点也许是visua的困难使啮齿动物肾脏化，从而确定导致上皮细胞死亡和修复的精确时空过程。

约翰逊已经报道了基于激光消融的技术在胚胎和幼虫斑马鱼中诱导急性肾损伤⁹ 。在用葡聚糖缀合物肌内注射后，他们使用脉冲激光消融来损伤肾脏。来自葡聚糖共轭物的荧光允许在小管上皮⁹中的损伤和再生的可视化。该模式克服了上述两个限制，但不允许分级伤害，难以在大型，任意细胞群上进行。

这里描述的新的基于激光消融的AKI斑马鱼模型解决了上述所有限制。幼虫斑马鱼中的肾肾是一种成熟的功能性器官，其中包含与哺乳动物ne相似的节段包括肾小球，近端和远端小管以及收集管¹⁰ 。斑马鱼幼虫也是光学透明的，使得通过荧光技术观察肾脏是可行的。因此，斑马鱼是AKI的有价值的体内模型，幼虫肾肾（5-12天 – 受精后（dpf））可用于研究肾损伤和修复中涉及的细胞和分子过程。

本文提出了一种通过使用低能量（与脉冲激光系统）紫激光（405nm）相比较来表达特定的表达绿色荧光蛋白（GFP）表达的肾单位片段的方法。 GFP荧光允许靶向一组细胞，通过观察GFP光漂白使得发生可见的变化。此外，GFP（通过吸收紫光）作为能量吸收器来增强GFP表达肾细胞中的损伤。延时微型然后复制可以用来研究修复过程。研究发现细胞增殖，细胞迁移和细胞化生^11,12,13都是可能在肾脏修复中发挥重要作用的潜在过程。然而，由于AKI现有模型的局限性，这些过程的相对重要性及其相互作用的细节难以揭示。使用这种新颖的方法，可以显示细胞迁移在急性损伤后的肾脏修复中起核心作用¹⁴ 。