Этот протокол описывает полный почек работы вверх, которая должна осуществляться в моделях мыши клубочковых болезни. Методы позволяют для детального анализа функциональной, структурной и механистические клубочковых функции, которые могут быть применены ко всем моделям мыши клубочковых болезни.
Использование мышиных моделей имитировать человека почек становится все более распространенным. Наши исследования сосредоточены на оценке клубочковых функции в диабетической нефропатии и Подоцит конкретных VEGF-A-нокаут мышей; Таким образом этот протокол описывает полный почек работы вверх, используемые в нашей лаборатории для оценки этих моделей мыши клубочковых заболеваний, что позволяет огромное количество информации, касающейся почек и клубочковых функции будут получены из одной мыши. По сравнению с альтернативными методами, представлены в литературе для оценки клубочковых функции использование метода, описанного в настоящем документе позволяет клубочковых фенотип полностью оцениваться от нескольких аспектов. С помощью этого метода, исследователь может определить почек фенотип модели и оценить механизм о том, почему фенотипа развивается. Это жизненно важную информацию о механизме заболевания требуется при рассмотрении потенциальных терапевтических направлений в этих моделях. Методы позволяют для детальной функциональной оценки клубочковой фильтрации барьера путем измерения креатинина соотношение альбумин мочевыделительной и отдельных клубочковых водопроницаемости, а также как структурные, так и ультра-структурного обследования Использование периодической кислоты Шифф пятно и электронной микроскопии. Кроме того анализ генов dysregulated на уровне мРНК и белка позволяет механистический анализ клубочковых функции. Этот протокол определяет общий, но гибкой методы, которые могут быть применены ко всем моделям мыши клубочковых болезни.
Использование мышиных моделей имитировать человека почек становится все более распространенным. Такие мышиных модели включают спонтанные модели, такие как спонтанно гипертензивных крыс (ШРМ)1, Стрептозотоцин (СТЗ)-индуцированной сахарным диабетом крыс и мышей2, и/дБ тип II диабетических мышей3, генетически модифицированных моделей, таких как первичный Подоцит конкретных координационных сегментарный клубочковых склероз (FSGS) модели4, Подоцит конкретных Сосудистый эндотелиальный фактор роста ((VEGF-A)-нокаут VEGF-A KO) модель5, и синдром Алпорт моделей6и приобрела такие модели, как 5/6 нефрэктомия7 и односторонние обструкции мочеточника (UUO) модель8. Для того чтобы оценить различные аспекты клубочковых функции в этих моделях, доступны несколько методов. Цель этого документа метод является продемонстрировать всеобъемлющую работу вверх, которая должна быть выполнена в мыши модели болезни почек для того, чтобы полностью оценить клубочковых функции.
Обоснование использования этого метода является, что он позволяет клубочковых фенотип полностью оцениваться от нескольких аспектов. Это включает в себя оценку клубочковых проницаемости, как белок, так и воду, клубочковых структурные аномалии и изменения в выражение/сплайсинга мРНК и белков, необходимых для нормальной клубочковых функции. С помощью этого метода, исследователь может определить почек фенотип модели и оценить механизм о том, почему фенотипа развивается. Это жизненно важная информация о механизме заболевания, которое является обязательным при рассмотрении потенциальных терапевтических направлений в этих моделях.
В литературе это обычным явлением будет представлена модель мыши клубочковых болезни, где фенотипа определяется повышенный уровень альбумина в моче. Однако есть основания полагать, что один метод для определения клубочковых функция не всегда является эффективным; только измерение уровень экскреции альбумина мочи или соотношение альбумин мочевыделительной креатинина (uACR) предоставляет информацию, всего почечной функции, а не отдельных клубочков. Предыдущие исследования показали, что проницаемость может варьироваться в разных клубочков же почек5,9,10. Кроме того Оценка проницаемости отдельных клубочков является более чувствительным способом оценки клубочковых функции; Методика измерения индивидуальных клубочковых водопроницаемость (LpA / V,я) показал, чтобы быть более чувствительны к изменениям в клубочковых функции, чем измерения uACR9. Этот assay выгодно в мыши модели, которые устойчивы к протеинурии, например тех, на фоне c57BL/611. Преимуществом настоящего документа метод является, что она рассматривает как общая почечной проницаемость для альбумина, так и отдельных клубочковых проницаемости для воды.
Экспертиза клубочковых структурные аномалии часто оценивается батареи пятна такие периодические кислоты Шифф (ССА), trichrome, и серебряные пятна. Они позволяют патологоанатом подготовленных почек для оценки уровня почечной болезни через метод скоринга. Хотя все хорошие методы, изменения в структуре клубочковых макрос не всегда соблюдаются в острой почечной травмы модели12. Этот метод предлагает, что помимо проведения почечной гистологии методы, описанные выше, клубочковых ультра структуры также должны оцениваться через электронной микроскопии (EM). Окрашенных glomerulus может выглядеть относительно нормальной под микроскопом регулярных света; Однако после оценки с EM, небольшие изменения в ширину клубочковых базальной мембраны (GBM), анализируется Подоцит фут процесс самоотречение, эндотелиальные ярусе и охват пространства суб Подоцит. Таким образом важно, что клубочковых ультра структура и микро структура оценивается для определения механизма клубочковых дисфункции.
Помимо оценки клубочковых структурные аномалии, изменения в мРНК и выражения протеина и сращивания, а также активации белков (например, фосфорилирование), должны рассматриваться для дальнейшего выяснения механизмов клубочковых болезни. При взгляде на клубочковых болезнь, или, например, когда KO/над-expressing ген специально в клубочковых клеток, таких, как Подоцит конкретных VEGF-A KO мыши5, важно, что белок и мРНК изменения рассматриваются только в пределах клубочковых клеток, а не весь почек. Этот протокол описывает метод в котором клубочков изолированы от мыши почечной коры, и затем РНК белками изолированы. Это позволяет конкретного анализа белка/mRNA dysregulation клубочков модели болезни.
Этот протокол описывает полный почек работы вверх, которая должна осуществляться в моделях мыши клубочковых заболеваний, что позволяет огромное количество информации, касающейся почек и клубочковых функции будут получены из одной мыши. Методы позволяют для детального анализа функциональной, структурной и механистические клубочковых функции, которые могут быть применены ко всем моделям мыши клубочковых болезни.
Этот протокол описывает полный почек работы вверх, которая должна осуществляться в моделях мыши клубочковых заболеваний, что позволяет огромное количество информации, касающейся почек и клубочковых функции будут получены из одной мыши. Важнейшие шаги в каждом методе позволяют для детального анализа функциональной, структурной и механистические клубочковых функции, включая оценку проницаемости почек в целом (uACR и плазмы креатинина измерения), проницаемость Индивидуальные клубочков (клубочковых LpA / V,я), изучение структурных изменений (пас, Trichrome синий и Эм), белок локализации (КРП) и экспрессии генов клубочковых (RT-PCR и Западный blotting). Эти методы являются ключом к полной оценки клубочковых функции в модели мыши почечной болезни.
При оценке проницаемость GFB, многие исследования решили использовать обычных uACR или 24 h скорость экскреции альбумина в качестве эффективной меры17,18. Хотя эти методы позволяют оценку GFB проницаемости в целом, это не позволяет для оценки отдельных проницаемости клубочковых и вариации среди клубочков. Предыдущие исследования показали измерения клубочковых LpA / Vi более чувствительным мерой изменения GFB проницаемость5,9. Действительно в результатах представитель продемонстрировал в этой статье, в 14 недель поста индукции VEGF-A ко, VEGF-A KO X неф-VEGF-A165б мыши имеют значительно ниже uACR, по сравнению с VEGF-A KO мышей; Однако, этот результат не отражается в клубочковых LpA / Vя измерений, где VEGF-А165б не помешало значительно увеличивается в GFB проницаемость (рис. 1 и рис. 2)5. Это свидетельствует о важности использования нескольких анализов для оценки проницаемости почечных и проницаемость отдельных клубочков. Кроме того клубочковых LpA / Vя oncometric анализа предполагает, что проницаемость отдельных клубочков от же почек может сильно различаться, особенно в болезни модели5,10, 19. одним из ограничений для измерения клубочковых LpA / V,я это, что она может быть выполнена только на экспериментальной конечной точки; Таким образом дать указание экспериментальной конечной требуются регулярные uACR измерений.
Помимо оценки функциональной фенотип, нынешний метод также поощряет оценки структурных и ультраструктурная фенотипа. Это может быть сделано с помощью выбор пятна как PAS, trichrome и серебряные пятна; Каждый, для оценки различных аспектов клубочковых морфологии. В острый модели клубочковых болезни, которая часто бывает в моделях мыши, это может быть трудно обнаружить любые крупные структурные аномалии, с помощью этих пятен, если вы патологоанатом подготовленных почек. Таким образом проведение EM предлагается оценить Ультраструктура GFB, который позволяет количественного измерения параметров, таких как GBM, эндотелиальные окна размер и число и Подоцит характеристики. Такие размеры требуют минимальной подготовки для выполнения и позволяет следователю для определения ячеек типы/структуры пострадавших в модели болезни. В примере, показанном в результатах представительных, был найден VEGF-A KO мышь мягкая модель клубочковых болезни таким образом, без крупных структурные аномалии были представлены после окрашивания PAS. Однако ко-VEGF-A Подоцит конкретных вызвать изменения GBM, podocytes и эндотелиальных клеток при рассмотрении клубочковых ультра структура5. К сожалению подготовка почки для EM, описанные в рамках нынешнего метода не включить обнаружение эндотелиальной Гликокаликс, который известен также оказывать существенное воздействие на проницаемость GFB19. Для того, чтобы точно измерить глубину Гликокаликс, функции почек следует perfuse исправлена с глютаральдегид 2,5% с 1% Альциановый синий эндотелиальной Гликокаликс маркировки, как описано в Oltean et al19.
После того, как были оценены функциональные и структурные фенотип, выражение/активации модели различных генов и пути можно затем оценить специально клубочков. До ультра-структурной оценки могли бы дать некоторую информацию о камере типы/клубочковых структур, указывающее, следует ли Подоцит или эндотелиальной конкретных генов/пути. Например в результатах представитель от VEGF-A KO мышей, наблюдалось снижение числа эндотелиальной окна (рис. 3D); Таким образом было рассмотрено выражение клубочковых белка маркера эндотелиальной известно, участвующих в пути VEGF-A; БЕСПРОГРЕССИВНУЮ-2 (рис. 4B)5. Помимо выражения белков в клубочков их локализации можно изобразить с помощью если. В исследовании Zhang et al20Подоцит конкретных гиперэкспрессия GLUT1 было подтверждено в podocytes, если совместно локализации увеличение GLUT1 с podocin.
По сравнению с альтернативными методами, представлены в литературе для оценки клубочковых функции использование метода, описанного в настоящем документе для оценки функции почек в моделях мыши клубочковых заболевания позволяет клубочковых фенотип полностью оцениваться от несколько аспектов. С помощью этого метода, исследователь может определить почек фенотип модели и оценить механизм о том, почему фенотипа развивается. Это жизненно важную информацию о механизме заболевания требуется при рассмотрении потенциальных терапевтических направлений в этих моделях. Этот метод может легко применяться для будущих расследований клубочковых функции в оценке заболевания фенотипы и потенциальные терапии.
В заключение этот универсальный и адаптируемая протокол описывает полный почек работы вверх для моделей мыши клубочковых заболеваний, что позволяет огромное количество информации, касающейся почек и клубочковых функции будут получены из одной мыши. Методы позволяют для детального анализа функциональной, структурной и механистические клубочковых функции, которые могут быть применены ко всем моделям мыши клубочковых болезни.
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была поддержана Британского фонда сердца, Ричард Брайт VEGF исследований доверяют и MRC.
Metabolic Cages | Harvard Apparatus | 52-6731 | |
Tris buffered saline (10x) | Sigma-Aldrich | T5912-1L | |
Bovine Serum Albumin | Sigma-Aldrich | A2058 | |
Mouse Albumin ELISA Quantitation Set | Bethyl Laboratories | E90-134 | |
TMB ELISA Substrate solution | ThermoFisher Scientific | 34028 | |
Sulphuric acid | Sigma-Aldrich | 339741 | |
SPECTRstar nano | BMG Labtech | SPECTRstar nano or equivalent | |
RNAlater stabilisation solution | ThermoFisher Scientific | AM7020 | |
4-15% precast protein gel | BIORAD | 4568084 | |
4x Laaemmli Sample buffer | BIORAD | 161-0747 | |
Mini Trans-Blot cell | BIORAD | 1703930 | |
10x Tris running buffer | BIORAD | 1610732 | |
Coomassie Brilliant Blue Dye | ThermoFisher Scientific | 20278 | |
Creatinine Companion | Exocell | 1012 Strip Plate | |
Glutaraldehyde Solution | Sigma-Aldrich | G5882 | |
Sodium Cacodylate | Sigma-Aldrich | C0250 | |
10x Phosphate Buffered Saline | ThermoFisher Scientific | AM9625 | |
Sodium Chloride | Sigma-Aldrich | S7653 | |
Sodium Acetate | Sigma-Aldrich | S2889 | |
Sodium Phosphate | Sigma-Aldrich | 342483 | |
Sodium Bicarbonate | Sigma-Aldrich | S5761 | |
Magnesium Sulfate | Sigma-Aldrich | M2643 | |
Calcium Chloride | Sigma-Aldrich | C5670 | |
D(+)Glucose | Sigma-Aldrich | G8270 | |
EDTA Blood Collection tubes | BD | 367835 | |
23-25G Needle | BD | PMC0735 | |
EDTA | Sigma-Aldrich | E9884 | |
10 ml Glass Vial | Thomas Scientific | 0914X10 | |
Falcon 10 ml Polypropylene Tubes | ThermoFisher Scientific | 10110101 | |
0.5 ml Tubes | ThermoFisher Scientific | 10681894 | |
Disposable Tissue Molds | ThermoFisher Scientific | 22-363-553 | |
Mouse Surgical Disection Kit | ThermoFisher Scientific | 13-005-204 | |
Optimal Cutting Medium | ThermoFisher Scientific | 23-730-571 | |
4% Paraformaldehyde | ThermoFisher Scientific | AAJ19943K2 | |
Glass Capillary Tubes | Harvard Apparatus | EC1 64-0770 | |
Glomerular Permeability Rig | Built at the Univeristy of Bristol – not comercially available | Citation of LpA rig: Salmon et al. 2006; J. Physiol | |
Stainless Steel Sieves | Cole-Parmer | WZ-59984 | |
Periodic Acid-Schiff (PAS) Staining System | Sigma-Aldrich | 395B-1KT | |
Hematoxylin | Sigma-Aldrich | H3136 | |
Xylene | MerckMillipore | 108298 | |
Poly-Prep Slides | Sigma-Aldrich | P0425-72EA | |
Mounting Medium | ThermoFisher Scientific | 8030 | |
Osmium tetroxide solution | Sigma-Aldrich | 75632 | |
Aradite Resin | Agar Scientific | CY212 | |
Uranyl Acetate | Agar Scientific | AGR1260A | |
Lead Citrate | Agar Scientific | AGR1210 | |
Cryostat | ThermoFisher Scientific | e.g. 957000H | |
Hydrophobic Pen | Abcam | ab2601 | |
Nephrin (1243-1256) Antibody | Acris | BP5030 | |
Anti-Podocin | Sigma-Aldrich | P0372-200UL | |
Anti-CD31 | BD Biosciences | 550274 | |
Alexa Fluor Secondary Antibody | ThermoFisher Scientific | A32732 | |
Vectashield Mounting Medium with DAPI | Vector Labs | H-1200 | |
NP40 Cell Lysis Buffer | ThermoFisher Scientific | FNN0021 | |
Halt Protease and Phosphatase Inhibitor Cocktail | ThermoFisher Scientific | 78437X4 | |
10x Transfer Buffer | BIORAD | 1610734 | |
PVDF Membrane | ThermoFisher Scientific | LC2002 | |
HRP-Conjugated Secondary Antibodies | Abcam | ab6721 | |
ECF Substrate for Western Blotting | Fisher | 10713387 | |
TRIzol | ThermoFisher Scientific | 15596018 | |
Dnase I | New England Biolabs | M0303S | |
M-MLV Reverse Transcriptase | New England Biolabs | M053S | |
Oligo dT | ThermoFisher Scientific | 18418012 | |
Random Primers | ThermoFisher Scientific | 48190011 | |
dNTP | ThermoFisher Scientific | 18427088 | |
Ribonuclease Inhibitor | ThermoFisher Scientific | 10777019 | |
DEPC Water | ThermoFisher Scientific | AM9915G | |
Fluorescent Light Miscroscope | Leica Microsystems | ||
Image J Analysis Software | Image J | ||
PCR Thermocycler | ThermoFisher Scientific | ||
TEM Microscope | Britannica |