肾缺血再灌注损伤与住院患者的高发病率和死亡率相关。在这里,我们提出了一种简单有效的单侧肾缺血再灌注损伤小鼠模型,并提供了在肾脏中观察到的代表性病理变化的顺序概述。
缺血再灌注损伤 (IRI) 是急性肾功能衰竭的主要原因,也是移植功能延迟的重要因素。动物模型是唯一可用的资源,可以模拟 体内遇到的IRI相关损伤的复杂性。本文描述了一种有效的单侧肾IRI小鼠模型,可提供高度可重复的数据。通过闭塞右肾蒂 30 分钟然后再灌注来诱发缺血。除外科手术外,还将通过比较七种不同再灌注时间(4小时,8小时,16小时,1天,2天,4天和7天)的数据,提供肾脏IRI后预期生理和组织病理学变化的顺序概述。将共享用于提前计划实验的关键数据,例如平均手术时间,平均麻醉剂消耗量和体重随时间的变化。这项工作将帮助研究人员实施可靠的肾脏IRI模型,并选择与他们预期的调查目标一致的适当再灌注时间。
肾脏是体内灌注程度最高的器官之一,极易受到血液灌注变化的影响1。肾缺血再灌注损伤 (IRI) 仍然是急性肾功能衰竭的主要原因2,3 与住院患者的高发病率和高死亡率相关4.由于可用的治疗选择有限,4,5 肾IRI目前是生物医学中几项研究工作的重点6,7 旨在开发新的治疗靶点和表征肾损伤的早期和敏感标志物8,9,10.确定可靠,省时且具有成本效益的动物模型对于满足这些需求至关重要。本文提出了一种简单有效的单侧肾IRI小鼠模型。通过钳夹右肾蒂30分钟11,12诱发缺血。该模型的一个关键部分是选择最合适的再灌注时间,以重现感兴趣的病理事件,例如肾小管坏死,多形核炎性细胞浸润或纤维化。因此,研究人员可以获得IRI肾脏中预期的代表性病理变化的顺序概述。
小鼠肾脏IRI模型因其相对较低的运营成本和各种转基因模型的可用性而在生物医学研究中很受欢迎12.这里介绍的单侧肾脏IRI模型模拟了在人肾脏IRI中观察到的特征性病理变化,例如肾小管扩张,坏死和纤维化13。这些结果基于不同的再灌注时间。
该方案的关键步骤包括维持恒定的体温和在肾蒂中正确放置血管钳。体温影响动物的新陈代谢14,改变生理和细胞水平的实验结果15。在该模型中,使用直肠和焊盘传感器探头在手术前稳定体温。此外,强烈建议在整个手术过程中连续监测体温,特别是在放置血管钳以诱导缺血之前。
肾脏的暴露和血管钳的正确放置也是实验成功的关键。在通过手术切口暴露肾脏期间,由于镊子处理不当而对肾囊造成损害,将导致肾周出血和炎症。血管钳应放在肾蒂上,阻塞肾动脉和肾静脉,而不影响输尿管和肾上动脉。此步骤的关键是仔细解剖肾肺门周围的脂肪组织14,16。
此模型具有成本效益和时间效率。每只小鼠的麻醉消耗量为156.47±37.88μL(平均±SD,n = 17)预稀释的氯胺酮/甲苯噻嗪鸡尾酒(1:10氯胺酮,1:50甲苯噻嗪,盐水;储备溶液浓度,100mg / mL两者)。手术可以在相对较短的时间内进行。每只小鼠的总手术时间为53±5.23分钟(平均±SD,n = 17)。通过训练有素的人员,可以同时进行多台手术。在我们小组中,一位经验丰富的研究人员进行了手术,直到钳子从肾蒂上释放出来,而另一位研究人员则从伤口闭合开始,直到小鼠恢复。通过这种方法,我们能够在一天内进行大量的手术。在该模型中,我们使用背外侧方法,与中线方法16相比,这导致较少的创伤并减少腹腔的液体和热量损失。
先前发表的方案已经描述了肾小板钳夹技术以诱导小鼠急性肾损伤17,18,19。然而,在这些研究中,除了单侧IRI外,还进行了对侧肾切除术,缺血时间范围为15至26分钟。在该方案中,我们诱导单侧缺血30分钟,同时保留对侧肾。这导致存活率为100%。然而,该模型不适合诱导氮氧血症性肾损伤,部分原因是非手术干预的对侧肾所施加的代偿作用。然而,在同一只动物中保持一个肾脏不受影响提供了使用更长的缺血时间和更高的存活率的优势。除此之外,对侧肾可用于评估在实验过程中应用的测试药物或治疗的可能副作用,并研究肾 – 肾串扰效应20,21。例如,该模型可用于显示活性氧在IRI和对侧非手术干预肾脏11的细胞水平上诱导的改变。
该模型在旨在鉴定和表征单侧肾损伤标志物,肾串扰效应,肾后IRI诱导的血流动力学变化以及用于肾脏IRI的候选药物的潜在肾毒性作用的研究中具有潜在的应用。这种对主要病理变化的详细描述是选择最合适的时间研究特定细胞过程的宝贵工具,从炎症和坏死(4小时至2天)到再生(4天)和纤维化(7天及以后)。
The authors have nothing to disclose.
本文展示的部分工作由圣基茨和尼维斯罗斯大学兽医学院(RUSVM)的综合哺乳动物研究中心创立。非常感谢长岛大学兽医学院兽医生物医学科学系提供的经济援助。
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 |