دقة الخلوية طريقة الاجتثاث لنمذجة إصابة الكلى الحادة في تطوير الزرد

إصابة الكلى الحادة (أكي) ^{1 ، 2} ، والتي يمكن أيضا أن يشار إليها بالفشل الكلوي الحاد، يتم تعريفها على نطاق واسع بأنها ضعف مفاجئ في وظائف الكلى ³ . في حين أن مستوى فهم هذا الشرط قد تعزز بشكل ملحوظ على مر السنين، ظلت معدلات الاعتلال والوفيات مرتفعة ^{1 ، 2} . العلاج الحالي لهذه الحالة هو في الغالب داعمة، كما كانت نتيجة التجارب السريرية متعددة من العلاج بالعقاقير السلبية ^{4 ، 5} . الكلى هي فريدة من نوعها في أن لديها القدرة على إصلاح نفسها. لذلك، العلاج الداعم بعد التشخيص المبكر لل أكي هو أفضل وسيلة للحد من الاعتلال ⁶ . ومع ذلك، فإنه من الصعب الكشف عن أكي في وقت مبكر، ومعدل الوفيات هو مذهل 50-80٪ لأولئك الذين يحتاجون إلى غسيل الكلى ⁵. مع قدرة الكلى على إصلاح أنفسهم وعدم وجود خيارات العلاج لهذا الشرط، فمن المهم لتطوير أساليب لتعزيز هذه العملية تجديد نيفرون.

كانت هناك العديد من النماذج المختلفة المستخدمة لأبحاث أكي التي تشمل عوامل مختلفة للإصابة والنماذج الحيوانية. من حيث وكلاء تلف الكلى، وقد استخدم جينتاميسين المضادات الحيوية أمينوغليكوزيد كعامل كلوي يؤدي إلى أكي ^{7 ، 8} . ومع ذلك، وجدت عدة مجموعات أن العلاج الجنتاميسين هو قاتلة إلى الجنين الزرد ⁹ . أنه يسبب الضرر أنبوبي الذي هو خطير جدا لاستعادة الجنين، مما يجعل دراسة تجديد صعبة من دون نوع من التدخل. وتعتبر نماذج الثدييات، مثل الفئران والفئران، قيمة أيضا، ولكنها تواجه العديد من القيود أثناء دراسة أكي. ولعل العيب الرئيسي لنماذج القوارض هو صعوبة فيسواليزينغ الكلى القوارض وبالتالي تحديد العمليات المكانية الزمانية دقيقة مما يؤدي إلى الموت الظهاري وإصلاح.

جونسون وآخرون. قد ذكرت تقنية القائم على التذرية الليزر للحث على إصابة الكلى الحادة في الزرد الجنينية واليرقات ⁹ . واستخدموا التذرية الليزر نابض لتلف الكلى بعد الحقن العضلي مع تقارن ديكستران. مضان من يقارن ديكستران يسمح لتصور الضرر وتجديد في ظهارة نبيب ⁹ . هذا النموذج يتغلب على اثنين من القيود المذكورة أعلاه، لكنه لا يسمح لمستويات متدرجة من الاصابة ويصعب القيام بها على مجموعات الخلايا التعسفية الكبيرة.

نموذج الزرد القائم على الاجتثاث الليزر الجديد من أكي وصفها هنا يتناول كل القيود المذكورة أعلاه. إن الكلى الليمونية في الزرد اليرقي هي ناضجة، وهي الجهاز الذي يحتوي على شرائح مشابهة للثدييات نفرون، بما في ذلك الكبيبات، والأنابيب القريبة والقاصية، وقناة تجميع ¹⁰ . اليرقات الزرد هي أيضا شفافة بصريا، مما يجعل من الممكن لمراقبة الكلى من خلال تقنيات مضان. وهكذا، الزرد هي قيمة في نموذج الجسم الحي من أكي، والكلى اليرقات الليمون (5-12 يوما بعد التسميد (دبف) يمكن استخدامها لدراسة العمليات الخلوية والجزيئية المعنية في إصابة الكلى وإصلاح.

تعرض هذه الورقة طريقة يمكن من خلالها تصوير بروتينات الفلورسنت الأخضر (غفب) محددة، بقطع نفرون باستخدام طاقة منخفضة (بالمقارنة مع نظام ليزر نابض) ضوء الليزر البنفسجي (405 نانومتر). و غفب مضان يسمح لاستهداف مجموعة من الخلايا، مما يجعل التغييرات التي تحدث مرئية من خلال مراقبة فوتوبلاشينغ غفب. وبالإضافة إلى ذلك، غفب (عن طريق امتصاص الضوء البنفسجي) بمثابة بالوعة الطاقة لتحفيز الإصابة في غفب معربا عن خلايا الكلى. الفاصل الزمني الفاصل بين الوقتثم يمكن استخدام نسخة لدراسة عملية الإصلاح. وقد وجدت الدراسات تكاثر الخلايا، وهجرة الخلايا، وحؤول الخلايا ^{11 ، 12 ، 13} إلى أن تكون العمليات المحتملة التي قد تلعب دورا هاما في إصلاح الكلى. ومع ذلك، فإن الأهمية النسبية لهذه العمليات وتفاصيل تفاعلها كان من الصعب كشف بسبب القيود المفروضة على النماذج الحالية من أكي. باستخدام هذا النهج الرواية، كان من الممكن أن تظهر أن الهجرة الخلية تلعب دورا رئيسيا في إصلاح الكلى بعد إصابة حادة ¹⁴ .