Summary

카 테 테 르 배치 및 5/6 신 복 막 투 석의 Murine 모델에 대 한 수술 기법

Published: July 19, 2018
doi:

Summary

이 문서는 복 카 테 테 르는 동물 뒤에 있던 한 액세스 포트에 연결 된 쥐에 외과 위치에 대 한 메서드를 보여 줍니다. 또한, 5/6 신 PD 환자의 신부전 상태를 위한 절차를 설명 합니다.

Abstract

복 막 투 석 (PD)는 신장 대체 요법 관리 및 기능적으로 부족 한 신장 수는 물과 독성 대사 산물을 배출 하는 복 막 구멍에 있는 hyperosmotic 액체의 후부 복구에 일관성이 제거 합니다. 불행 하 게도,이 절차는 복 악화. 조직 손상 부상을 치료 하는 염증의 발병을 트리거합니다. 부상 지속 염증 된다 만성 경우에, 그것은 발생할 수 있습니다 섬유 증는 많은 질병에 일반적인 발생 이다. PD, 만성 염증, 섬유 증, 이러한 것 들에 관련 된 다른 특정 프로세스와 기술의 후속 정지 실패를 의미 한 용량 저하 이어질. 인간의 샘플 작업 biopsies을 얻을 기술 및 윤리적인 한계를 선물만이 악화에 대 한 정보를 제공 합니다. 동물 모델이이 악화 때문에 그들은 이러한 결점을 극복 연구에 필수적입니다.

만성 마우스 주입 모델 관련 된 메커니즘의 가능성을 열고 유전자 변형된 생쥐의 넓은 범위에서 혜택을 2008 년에 개발 되었다. 이 모델은 액세스 포트를 피하는 동물의 뒷면에 부착 된 카 테 터로 구성 된 쥐를 위한 사용자 지정된 장치를 사용 합니다. 이 절차 동안 장기 실험, 감염 및 염증 주사 복 막의 연속 펑크를 방지 합니다. 이 모델 덕분에 만성 PD 유체 노출에 의해 유도 된 복 막 손상이 특징 되어과 변조. 이 기술은 대량의 액체의 주입을 허용 하 고 있는 시간의 연장된 기간 동안 약 또는 다른 물질의 접종은 필요 다른 질병의 연구에 사용 될 수 있습니다.

이 문서는 쥐에 카 테 터의 외과 배치에 대 한 메서드를 보여 줍니다. 또한, PD 환자에 신장 불충분의 상태를 모방 하는 5/6 신에 대 한 절차를 설명 합니다.

Introduction

신장 기능 및 신장 질환

신장은 항상성, 혈액 여과 및된 호르몬 생산에 필수적인 장기. 신부전, 요 독 증, 신장 기능 장애1으로 유지 하는 혈액에서 폐기물의 축적으로 인해 전신 증상의 그룹으로 정의 된의 후속 발병이 끌 다양 한 조건이 있다. 또한, homeostatic 기능에도 영향을 경우에 신부전, 이후 고혈압 볼륨 과부하 때문에 발생할 수 있습니다, 되는 또한 위험한 심장 마비1발생할 수 있습니다. 때 신장 기능 기능 10%-15%, 환자 다음 치료 옵션 중 하나를 겪어야 한다: 혈액 투 석, 복 막 투 석 (PD) 또는 신장 이식.

PD 환자 치료 또는 실질적으로 어디서 나 그들의 홈의 안락에서 따라서 자주 병원에 대 한 필요성을 피하고 방문 및 체류를 계속 수 있도록 재미 있는 옵션입니다. 경찰 기술 복 막 구멍으로 작은 독성 분자와 삼 투 액 (복 막 투 석 액, PDF)의 주입을 통해 몸2 에 의해 생성 된 과잉의 물을 제거 합니다. 이 점 복 모 세관 및 PDF, 외 (UF)로 알려진 프로세스 사이의 물과 용액의 교환에 필요한 삼 투 그라데이션을 생성 합니다.

복 막 투 석에 의해 유도 된 복 막 부상

복 막 구멍 막 (오후) 또한 몇 혈관, 섬유 아 세포, 대 식 세포와 다른 세포 인구 주택 행렬에 mesothelial 세포의 단층으로 구성 된 적용 됩니다. 불행 하 게도, 복 막 막 항상 겪고 있다 몇 가지 변경을 apoptosis와 mesothelial 세포의 손실, mesothelial (MMT) 및 내 피 (끝-몬태나) 세포, 염증 세포의 채용의 엽 과도 같은 PD 치료 동안 및 fibrocytes, 혈관 변경, 신생, lymphangiogenesis 및 섬유 증3,,45,6,7,8,9. 이러한 변경 UF 용량 오류10, 치료, 환자 (혈액 투 석 또는 신장 이식)을 대체 치료를 받아야 합니다 요구의 계속 하는 걸로 개발에 대 한 책임은 . 따라서, 이러한 환자에 대 한 지연 또는 변경이 복 막의 개발을 제어 필수적 이다.

그것은 혼자 요 독 증 염증11을 발생할 수 있습니다 하지만 가장 중요 한 지역 계수는 PDF bioincompatibility 추측 하고있다. 대부분 Pdf 염증을 일으키는 삼투성 대리인으로 포도 당을 사용 합니다. PDF 저장 시간 및 살 균, 포도 당 저하의 과정을 겪고 있다 고이 반응에서 새로운 제품 표시, 생성 더 많은 염증, MMT와 apoptosis12,13. 또한, 주입 방법 때문에 기계적 손상의 가능성도 있다. 행동을 지속적으로, 이러한 모든 요소는 지속적이 고 재발 성 염증 성 상태 만성 염증, 막 악화 하 고, 결정적으로, UF 실패 드라이브를 선도 생성할 수 있습니다. 이 피해를 감소 하 또는 피할 수 어떻게 아직도 연구의 문제 이다.

변의 개발 분석: 인간의 샘플 동물 모델에서

인간의 생체 검사 작업은 조직 샘플을 얻기에 있는 어려움 때문에 제한 요소 이다. 이 샘플만 카 테 터 고장 또는 이식, PD 치료의 년 후에 일반적으로 수행 하는 수술에서 얻어질 수 있다. 이 방법은 복 막, PDF에 노출에 의해 고통을 병 적인 변화의 분석에 유용 하지만 프로세스의 개발을 연구 하는 데 충분 하지 않습니다. 또 다른 가능성은 세포 투 석 유출에서 뽑아 분석 하 하지만이 여전히 완벽 한 시나리오를 제공 하기 위해 실패 합니다. 두 기술을 병합 동물 모델에 가능 하다. 복 막 구조는 포유류, 사이 유사 하 고 따라서 다른 동물성 종 가진 모델 있다. 양 (Rodela 에 따라 하는 몇 가지 연구 14 와 총구 외. 15) 토끼16,17 모델; 그러나, 작은 동물 들은 그들이 집에 쉽게 유지, 그리고는 또한 경제적으로 바람직입니다. 쥐18,19,20,,2122,,2324 를 사용 하 여 관찰 하는 데 필요한 짧은 치료 시간을 제공 나비의 기능 변경입니다. 그것은 예를 들어 BMP-7 (뼈 morphogenic 단백질-7)25 항 거리 약물의 효과 같은 다른 문제와 RAS (renin-안 시스템)26,27 를 대상으로 탐구 하는 매우 유용한 모델 대표 , 28.

그러나, murine 모델은 다른 사람 이상의 많은 혜택으로 이상적인 모델으로 떠오르고 있다. 가장 흥미로운 장점은 유전자 사용의 가능성 수정 복 막 손상의 분자와 세포질 기초 공부 하 쥐입니다. 사실, 수많은 질병의 분석에 대 한 마우스 채용 종종 다양 한 잘 알려진 유전 배경와 여러 가지 변종이 있다. 다른 장점의 실험 (동물의 더 작은 크기) 때문에, 취급의 용이성, 시 약의 가용성 및 증가 양의 쥐의 다른 긴장에 사용할 수 있는 정보 주택, 감소 된 비용에 필요한 감소 공간 이후 그들은 가장 일반적으로 사용 된 동물 연구에서 왔다.

이식된 장치를 채용 하는 마우스 기반 모델 PD29,30, 가장 최근에 설립 된 모델 되었습니다 그리고 복 막 악화 Pdf에 노출 때문에 PD 환자에 의해 고통을 모방을 보여줘 왔다. 이 모델은 병 적인 프로세스 연루31,,3233이해 협력. 또한, 그것은 장황이 면역 변조기 및 항 염증 제 약물 및 다른 반대로 거리를 사용 하 여 저하 고 콕스-2 (cyclooxygenase 2) 억제제 등의 안티-신생 에이전트에 대 한 다양 한 잠재적인 치료를 확인 하기 위해 사용 되었습니다. 34, PPAR-γ (peroxisome proliferator 활성화 수용 체-γ) 촉진제35, Tamoxifen36, Paricalcitol (는 비타민 D 수용 체 활성 제는 면역 반응을 조절 한다)37, Rapamycin38 Nebivolol 39.

이식된 카 테 터와 마우스 모델 개발

이 모델의 목표는 닮은, 가능한 만큼, 작은 동물에 PD의 확장된 처리를 수행할 수 있도록 인간의 PD 환자에서 사용 하는 기술입니다. 지금까지, 복 막으로 투 석 액의 주입에 대 한 세 가지 기술 생쥐에서 테스트 되었습니다. 첫 번째, 눈 앞의 찔린 복 벽 복 막 손상과 같은 발생할 수 있습니다 여러 위험으로 인해 논란은 출혈 하 고, 맹목적으로, 내장 펑크입니다. 두 번째 기술은 소위 “오픈 영구 시스템 이다”, 액체 주입 장치 몸 밖에 서 배치 됩니다. 이 절차는 인간에서 수행 하는 가장 비슷합니다. 그러나, 그것은 감염의 기회를 증가 시킬 수 있습니다으로 장기 실험의 개발을 허용 하지 않습니다 고 일반적으로 결과 방해할 수 있는 PDF를 않도록 마 취의 사용을 요구 한다. 세 번째 기술은 “닫힌된 시스템” 이다. 이 방법을 전체 장치 액체 주입에 사용 되는 동물의 몸 안에 있습니다. 유체는 피하 배치 됩니다 액세스 포트를 통해 바늘으로 주사 된다. 이 절차는 복 막 감염 및 출혈 뿐 아니라 마 취에 대 한 필요성의 위험을 줄여줍니다.

PD에 요 독 증의 효과 연구, 최근 murine 모델 또한 되었습니다40 카 테 터와 PDF 주입 모델에 따라 부설. 이 모델 신장 기능 감소, 쥐에는 신을 수행 하는 새로운 기술에 제공 합니다. 현재 문서에서 201540 에 Ferrantelli 그 외 여러분 에 의해 고용 하는 프로토콜의 수정 개발 되었습니다. 이 새로운 프로토콜에는 신, 동안 카 테 테 르 주입 수술 동안 쏜 상처의 길이 감소 하 고 신장에 대 한 액세스를 용이 하 게 수 있습니다.

Protocol

여기에 설명 된 모든 메서드는 기관 동물 관리 및 사용 분자 생물학 센터 세 베로 오 초아 (마드리드, 스페인)의 위원회에 의해 승인 되었습니다. 참고: C57BL/6J 여성 쥐 세 12 ~ 14 주 하 고 연구의 시작에서 대략 20 g를 무게 사용 되었다. 모든 동물 표준 조건 하에서 지 내게 되었다 고 음식과 물 광고 libitum부여 했다. 건강 상태는 매일 체크 했다. 장갑, 드 레이프, 카 테 터, …

Representative Results

그림 1 프로토콜 섹션에서 설명 하는 절차를 수행 하는 데 필요한 모든 자료를 보여준다. 이 예제에서는 마우스 제출 또는 신 (8 동물 그룹 당) (그림 2) 일반적으로 임상 연습에 사용 하는 두 다른 Pdf의 혼합물에 40 일 (두 주사 하루, 둘 사이의 최소 2 시간 대기) 동안 노출 됐다. Extraneal (icodextrin 기반 PDF) 및 Dianeal (포도 당 기반 PDF)…

Discussion

“시스템 닫기” 기술을 사용 하 여 PD 변경 분석 첫 번째 게시 된 데이터는 200929 에 수행 되었다. 이 닫기 시스템 전체 장치는 몸 안에 있는 액체 액세스 포트를 통해 바늘으로 주입 됩니다 의미 합니다. 카 테 터를 통해 유체 주입의 장기 동물 모델에서 가장 중요 한 기술 문제는 방해의 발생 이다. 가능한 옵션은 omentectomy 수행 또는 헤 파 린을 복 막 유착을 줄이기 위해 Pdf에 추가. ?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자 E. Ferrantelli, G. Liappas R. 산체스-디아스와 P5/6 신 프로토콜을 설정 하는 그들의 지원에 대 한 감사. 쥐 배려와 지원에 대 한 ureic 질소 평가, 및 E. Hevia F. 누 녜 스 지원에 대 한 마틴. 이 작품에서 “정부의 드 Economía y Competitividad” SAF2016-80648R 교부 금에 의해 지원 되었다 / Fondo de Investigaciones Sanitarias (FIS)에서 마누엘 로페스-카브 레 라와 PI 15/00598 Fondo Europeo 드 개발 지역 (MINECO/페더)-페더 기금, 하 Abelardo 아길레라입니다.

Materials

Minute Mouse Port 4French with retention beads and cross holes Access technologies MMP-4S-061108A
Posi-Grip Huber point needles 25 ga. X 1/2´´  Access technologies PG25-500
High Temperature Cautery Kit Bovie 18010-00
Forane abbVie 880393.4 HO
non absorbable suture 6/0 Laboratorio Agaró 6121
Scissors  Fine Science Tools 14079-10
forceps Fine Science Tools 11002-12
clamp Fine Science Tools 13002-10
Buprenorphine 0,3 mg/ml pharmaceutical product
cotton swabs pharmaceutical product
Dalsy (Ibuprofen) 20mg/mL oral suspension AbbVie S.R.L.  pharmaceutical product

Referenzen

  1. Meyer, T. W., Hostetter, T. H. Uremia. New England Journal of Medicine. 357 (13), 1316-1325 (2007).
  2. Pyper, R. A. Peritoneal Dialysis. Ulster Medical Journal. 17 (2), 179-187 (1948).
  3. Chaimovitz, C. Peritoneal dialysis. Kidney International. 45 (4), 1226-1240 (1994).
  4. Aguilera, A., Yanez-Mo, M., Selgas, R., Sanchez-Madrid, F., Lopez-Cabrera, M. Epithelial to mesenchymal transition as a triggering factor of peritoneal membrane fibrosis and angiogenesis in peritoneal dialysis patients. Current Opinion in Investigational Drugs. 6 (3), 262-268 (2005).
  5. González-Mateo, G. T., et al. Pharmacological modulation of peritoneal injury induced by dialysis fluids: is it an option. Nephrology Dialysis Transplantation. , (2011).
  6. Mateijsen, M. A., et al. Vascular and interstitial changes in the peritoneum of CAPD patients with peritoneal sclerosis. Peritoneal Dialysis International. 19 (6), 517-525 (1999).
  7. Williams, J. D., et al. Morphologic changes in the peritoneal membrane of patients with renal disease. Journal of the American Society of Nephrology. 13 (2), 470-479 (2002).
  8. Dobbie, J. W. Pathogenesis of peritoneal fibrosing syndromes (sclerosing peritonitis) in peritoneal dialysis. Peritoneal Dialysis International. 12 (1), 14-27 (1992).
  9. Loureiro, J., et al. Blocking TGF-beta1 protects the peritoneal membrane from dialysate-induced damage. Journal of the American Society of Nephrology. 22 (9), 1682-1695 (2011).
  10. Aroeira, L., et al. Epithelial to mesenchymal transition and peritoneal membrane failure in peritoneal dialysis patients: pathologic significance and potential therapeutic interventions. Journal of the American Society of Nephrology. 18 (7), 2004-2013 (2007).
  11. Zhang, J., et al. Regulatory T cells/T-helper cell 17 functional imbalance in uraemic patients on maintenance haemodialysis: A pivotal link between microinflammation and adverse cardiovascular events. Nephrology. 15 (1), 33-41 (2010).
  12. Welten, A. G., et al. Single exposure of mesothelial cells to glucose degradation products (GDPs) yields early advanced glycation end-products (AGEs) and a proinflammatory response. Peritoneal Dialysis International. 23 (3), 213-221 (2003).
  13. De Vriese, A. S., Tilton, R. G., Mortier, S., Lameire, N. H. Myofibroblast transdifferentiation of mesothelial cells is mediated by RAGE and contributes to peritoneal fibrosis in uraemia. Nephrology Dialysis Transplantation. 21 (9), 2549-2555 (2006).
  14. Rodela, H., Yuan, Z., Hay, J., Oreopoulos, D., Johnston, M. Reduced lymphatic drainage of dialysate from the peritoneal cavity during acute peritonitis in sheep. Peritoneal Dialysis International. 16 (2), 163-171 (1996).
  15. Barrell, G. K., McFarlane, R. G., Slow, S., Vasudevamurthy, M. K., McGregor, D. O. CAPD in sheep following bilateral nephrectomy. Peritoneal Dialysis International. 26 (5), (2006).
  16. Schambye, H. T., et al. Bicarbonate- versus lactate-based CAPD fluids: a biocompatibility study in rabbits. Peritoneal Dialysis International. 12 (3), 281-286 (1992).
  17. Garosi, G., Gaggiotti, E., Monaci, G., Brardi, S., Di Paolo, N. Biocompatibility of a peritoneal dialysis solution with amino acids: histological evaluation in the rabbit. Peritoneal Dialysis International. 18 (6), 610-619 (1998).
  18. Elema, J. D., Hardonk, M. J., Koudstaal, J., Arends, A. Acute enzyme histochemical changes in the zona glomerulosa of the rat adrenal cortex. I. The effect of peritoneal dialysis with a glucose 5 percent solution. Acta endocrinologica (Oslo). 59 (3), 508-518 (1968).
  19. Liard, J. Influence of sodium withdrawal by a diuretic agent or peritoneal dialysis on arterial pressure in one-kidney Goldblatt hypertension in the rat. Pflügers Archives. 344, 109-118 (1973).
  20. Beelen, R. H., Hekking, L. H., Zareie, M., vanden Born, J. Rat models in peritoneal dilysis. Nephrology Dialysis Transplantation. 16 (3), 672-674 (2001).
  21. Sun, Y., et al. Treatment of established peritoneal fibrosis by gene transfer of Smad7 in a rat model of PD. American Journal of Nephrology. 30 (1), 84-94 (2009).
  22. Schilte, M. N., et al. Peritoneal dialysis fluid bioincompatibility and new vessel formation promote leukocyte-endothelium interactions in a chronic rat model for peritoneal dialysis. Microcirculation. 17 (4), 271-280 (2010).
  23. Peng, Y. M., et al. A new non-uremic rat model of long-term peritoneal dialysis. Physiological Research. 60 (1), 157-164 (2011).
  24. Stavenuiter, A. W., Farhat, K., Schilte, M. N., Ter Wee, P. M., Beelen, R. H. Bioincompatible impact of different peritoneal dialysis fluid components and therapeutic interventions as tested in a rat peritoneal dialysis model. International Journal of Nephrology. 2011, 742196 (2011).
  25. Loureiro, J., et al. BMP-7 blocks mesenchymal conversion of mesothelial cells and prevents peritoneal damage induced by dialysis fluid exposure. Nephrology Dialysis Transplantation. 25 (4), 1098-1108 (2010).
  26. Duman, S., et al. Does enalapril prevent peritoneal fibrosis induced by hypertonic (3.86%) peritoneal dialysis solution?. Peritoneal Dialysis International. 21 (2), 219-224 (2001).
  27. Duman, S., et al. Intraperitoneal enalapril ameliorates morphologic changes induced by hypertonic peritoneal dialysis solutions in rat peritoneum. Advances in Peritoneal Dialysis. 20, 31-36 (2004).
  28. Duman, S., Sen, S., Duman, C., Oreopoulos, D. G. Effect of valsartan versus lisinopril on peritoneal sclerosis in rats. International Journal of Artificial Organs. 28 (2), 156-163 (2005).
  29. González-Mateo, G. T., et al. Chronic exposure of mouse peritoneum to peritoneal dialysis fluid: structural and functional alterations of the peritoneal membrane. Peritoneal Dialysis International. 29 (2), 227-230 (2009).
  30. González-Mateo, G. T., et al. Modelos animales de diálisis peritoneal: relevancia, dificultades y futuro. Nefrología. Supl. 6, 17-22 (2008).
  31. Rodrigues-Diez, R., et al. IL-17A is a novel player in dialysis-induced peritoneal damage. Kidney International. 86 (2), 303-315 (2014).
  32. Gonzalez-Mateo, G. T., et al. Pharmacological modulation of peritoneal injury induced by dialysis fluids: is it an option. Nephrology Dialysis Transplantation. 27 (2), 478-481 (2012).
  33. Liappas, G., et al. Immune-Regulatory Molecule CD69 Controls Peritoneal Fibrosis. Journal of the American Society of Nephrology. 27 (12), 3561-3576 (2016).
  34. Aroeira, L. S., et al. Cyclooxygenase-2 Mediates Dialysate-Induced Alterations of the Peritoneal Membrane. Journal of the American Society of Nephrology. 20 (3), 582-592 (2009).
  35. Sandoval, P., et al. PPAR-[gamma] agonist rosiglitazone protects peritoneal membrane from dialysis fluid-induced damage. Laboratory Investigation. 90 (10), 1517-1532 (2010).
  36. Loureiro, J., et al. Tamoxifen ameliorates peritoneal membrane damage by blocking mesothelial to mesenchymal transition in peritoneal dialysis. PLoS One. 8 (4), e61165 (2013).
  37. Gonzalez-Mateo, G. T., et al. Paricalcitol reduces peritoneal fibrosis in mice through the activation of regulatory T cells and reduction in IL-17 production. PLoS One. 9 (10), e108477 (2014).
  38. Gonzalez-Mateo, G. T., et al. Rapamycin Protects from Type-I Peritoneal Membrane Failure Inhibiting the Angiogenesis, Lymphangiogenesis, and Endo-MT. BioMed Research International. 2015, 989560 (2015).
  39. Liappas, G., et al. Nebivolol, a beta1-adrenergic blocker, protects from peritoneal membrane damage induced during peritoneal dialysis. Oncotarget. 7 (21), 30133-30146 (2016).
  40. Ferrantelli, E., et al. A Novel Mouse Model of Peritoneal Dialysis: Combination of Uraemia and Long-Term Exposure to PD Fluid. Biomed Research International. 2015, 106902 (2015).
  41. Altmann, C., et al. Early peritoneal dialysis reduces lung inflammation in mice with ischemic acute kidney injury. Kidney International. 92 (2), 365-376 (2017).
  42. Peters, T., et al. Mouse model of foreign body reaction that alters the submesothelium and transperitoneal transport. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 300 (1), F283-F289 (2011).
  43. Flessner, M. F., et al. Peritoneal changes after exposure to sterile solutions by catheter. Journal of the American Society of Nephrology. 18 (8), 2294-2302 (2007).

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Diesen Artikel zitieren
González-Mateo, G. T., Pascual-Antón, L., Sandoval, P., Aguilera Peralta, A., López-Cabrera, M. Surgical Techniques for Catheter Placement and 5/6 Nephrectomy in Murine Models of Peritoneal Dialysis. J. Vis. Exp. (137), e56746, doi:10.3791/56746 (2018).

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