Здесь мы описываем протокол для измерения скорости клубочковой фильтрации (ГБР) в сознании, свободно перемещающихся мышей с использованием трансдермальных ГБР монитора.
Трансдермальные анализ скорости клубочковой фильтрации (ГБР) является установленным технику, которая используется для оценки функции почек крыс и мышей модели травмы почек в острой и хронической болезнью почек. Система измерения состоит из миниатюрных флуоресценции детектор, который подключен непосредственно к коже на задней части сознательно, свободно движущихся животных и измеряет экскрецию кинетика экзогенных ГБР трассирующими, флуоресцеин Изотиоцианаты (FITC) Конъюгированные sinistrin (инулин аналоговый). Эта система была подробно в крыс. Однако из-за их меньшего размера, измерение чрескожной ГБР мышей представляет дополнительные технические проблемы. В этой статье мы поэтому предоставить первый подробный путеводитель для использования трансдермального ГБР мониторов мышей, на основе комбинированной опыт трех разных исследователей, выполняя этот assay мышей течение целого ряда лет.
Использование чрескожной ГБР мониторов в мышах впервые сообщили Шрайбер и коллегами в 2012 году и была проверена путем сравнения ГБР измерения, полученные с помощью этого метода, с результатами получены путем прямого измерения FITC-sinistrin болюс распродажа от серийный крови образцов1. На сегодняшний день, было 35 рецензируемых изданий, в которых были использованы чрескожной ГБР мониторов у крыс и мышей (регулярно обновляемый список журнальных статей и тезисов конференции, в которых был использован доклинические ГБР монитор можно найти на MediBeacon сайт2). Трансдермальные ГБР измерения у крыс и мышей был описан в ряде публикаций1,3,4,5, и видео-учебник демонстрирует его использование в крыс были опубликованы6. Однако измерения в мышах представляет дополнительные технические проблемы. Здесь мы предлагаем первый подробный путеводитель для использования трансдермального ГБР мониторов мышей.
Существует целый ряд причин, почему следователи начинают в пользу использования трансдермального ГБР мониторов для оценки функции почек в грызунов моделей. Трансдермальные измерения зазора FITC-sinistrin было показано, предоставить более чувствительным и точным мера почечной функции, по сравнению с традиционными параметрами почечной функции, например сывороточного креатинина и крови мочевины азота (БУЛОЧКИ)7, 8. Путем реализации алгоритма совершенствование оценки, Фридеман и коллеги показали, что система достигает точности, сопоставимые с золотой стандарт, постоянной инфузии техника для измерения ГБР3. Недавние исследования также показали, что последовательный анализ с помощью чрескожной ГБР мониторов может использоваться для изучения ранние изменения функции почек, а также функциональное восстановление после индукции острой почечной травмы (АКИ) без мешать с кровью животных объем или гемодинамики, так как assay не требует последовательного крови выборки9,10. Возможность измерения ГБР с высокой точностью и чувствительностью неоднократно в то же самое животное делает этот метод привлекательным для целого ряда различных исследовательских дисциплин. Трансдермальные ГБР мониторов используются фармацевтическими компаниями для оценки токсичности Роман соединений, а также в университетах для базовых и трансляционная исследований.
Эта рукопись и сопровождающие видео обучение обеспечивают практические руководящие принципы для использования трансдермального ГБР мониторов у мышей. Наиболее важные шаги в процедуре являются правильное вложение устройства на спине животного и надежно упаковочная лента вокруг живота. Лучшие позиции либо слегка влево или вправо от средней линии, над грудной клетки. Патч и устройства должны быть прочно прикреплены к коже, но они не должны быть настолько плотно, что они ограничивают дыхание, движение, или влияют на циркуляцию крови в коже под устройство, поскольку это приведет к неисправности/неточным измерениям. Кроме того поскольку мониторинг происходит сознательное мышей после того, как они оправились от наркоза, исправьте размещения устройства со стороны тела с низкие помехи от движения результаты измерения трансдермальных с маленькой артефакты движения. По этой причине, важно, чтобы прибор не находился слишком близко к верхних конечностей, так что мышей можно свободно перемещать их плечи.
Важно депилировать мышей одного-двух дней до ГБР измерения, как депиляция влияет на измерение зазора FITC-sinistrin, с предварительные данные, свидетельствующие о что депиляция непосредственно перед измерением трансдермальных ГБР увеличивает очевидной half-life FITC-sinistrin. Механизм для этого неизвестна. Таким образом для получения надежных результатов измерений, над несколькими моментами времени и между эксперименты, желательно депилировать мышей заранее, чтобы позволить коже оправиться от этого процесса, прежде чем продолжить с ГБР измерения. Крем для депиляции не должны применяться к той же области кожи в течение 72 ч, предварительного приложения, чтобы избежать химического повреждения кожи. Во многих случаях мех ре роста занимает несколько дней или неделю, и так можно легко избежать повторного применения депиляции кремом в течение 72 ч.
Потому что до 50% сыворотки креатинина экскретируется трубчатой секции в мышей13, и потому, что есть повышение реабсорбции мочевины из почечных канальцев, когда мышей обезвоженной14, креатинина сыворотки и булочка бедных маркеры функции почек. Однако из-за их удобства, эти анализы по-прежнему использоваться в качестве основной мерой почечной функции в доклинических исследованиях Аки и CKD мышей. Однако в соответствии с крупным вкладом трубчатых секреции экскреция креатинина у мышей с нормальной или рядом с нормальной функцией почек13, креатинина сыворотки показали мало корреляция с FITC-sinistrin Распродажа ставкам высокий просвет (низкая Период полураспада FITC-sinistrin), указав, что креатинина является нечувствительным мерой функции почек у мышей с мягким почек травмы. Напротив в то время как булочка хорошо коррелирует с FITC-sinistrin Распродажа в мышах с мягкой почечной недостаточностью, существует бедных корреляция между Бун и FITC-sinistrin Распродажа в мышах с более тяжелой травмы почек (высокая half-life FITC-sinistrin). Вероятно, это вызвано эффектов мочевины реабсорбции, связанные с обезвоживанием в больных животных с тяжелой почечной травмы.
Основным преимуществом трансдермальных ГБР измерения, по сравнению с другими болюс Распродажа или постоянной инфузии методы для измерения ГБР, является, что она не требует тщательно просчитано крови или мочи коллекций. Это может быть особенно сложным в мышей, как они имеют томов низкий общий анализ крови и мочи вывода по сравнению с крысами. Кроме того мышей необходимо обрабатывать только для крепления устройства и инъекции, но не для нескольких венепункции, как это требуется для классических болюс Распродажа эксперименты15. Кроме того Продолжительность анестезии составляет короткий, и таким образом это можно выполнять повторные измерения в отдельных мышей с течением времени. Частота, на которой измерения могут быть выполнены главным образом зависит от состояния здоровья мышей, исследователь способностей для внутривенных инъекций и местные институциональные правила о неоднократных анестезии сессий. В здоровых, ранен мышей Трансдермальные ГБР измерения может выполняться ежедневно, с минимальными или не неблагоприятные последствия для мыши. Однако раненых мышей, страдает от Аки или CKD вряд ли терпеть неоднократные анестезии сессий, а также здоровых мышей, и таким образом должна уменьшиться частота измерений.
Основным ограничением трансдермальных ГБР измерения, по сравнению с болюсным Распродажа методы измерения ГБР мышей является, что Кинетика выведения измеряются только изменения в интенсивности относительной флуоресценции со временем, а не как абсолютное трассирующими концентрации. Из-за этого это возможно только для измерения константа скорости единого экспоненциального распада экскрецию кинетические, который является очень близко смету ГБР, нормализации объема внеклеточной жидкости16. Выразить ГБР в мл/мин, внеклеточного объема животного должен рассчитываться с использованием коэффициентов, который был создан в предыдущих исследованиях, в которых одновременного измерения концентрации в плазме FITC-sinistrin были выполнены1. Однако, этот фактор преобразования может не правильно оценить внеклеточной жидкости тома одинаково хорошо у всех мышей, поскольку объем жидкости может быть затронут целый ряд внешних факторов, включая возраст, секс, гидрации, (которые могут быть затронуты хирургические вмешательства, а также травмы почек) и вес17. Однако в отличие от Болус, дозирование метод оценки ГБР в мышей, транскутанное ГБР измерение подлежит изменчивость меньше зависит от оператора как не подвержен дозирования ошибки или ошибки в сроках крови коллекции.
Еще одним ограничением чрескожной методика измерения ГБР является, что базовый сигнал смены может произойти в ходе измерения благодаря отбеливанию кожи флуорофоров и анестезии, необходимые для устройства привязанность и трассирующими инъекций. Это ограничение было направлено Фридеман и коллеги путем реализации алгоритма коррекции3. Реализация этого алгоритма, привело к повышению точности метода трансдермальных сопоставимы с постоянной инфузии техника ГБР оценки.
Часто задаваемые вопрос, влияет ли пигментации кожи в различных мыши штаммов трансдермальных FITC-sinistrin распродажа. Пигментация кожи уменьшает интенсивность сигнала FITC-sinistrin, так как темные пигменты поглощает синий возбуждения и зеленый выбросов сигналы из FITC-sinistrin измерений. Однако, скорость экскреции FITC-sinistrin независимо от общей интенсивности сигнала. Кроме того в то время как измеряемый сигнал ниже, фонового сигнала также ниже в пигментированные мышей. Потому что фонового сигнала представляет собой смесь аутофлюоресценция кожи флуорофоров и отражение света возбуждения, мы нашли, что отношение фон максимальный сигнал сопоставимых, или даже более, в пигментированных животных. Кроме того движение артефакты, которые вызваны воздействием окружающей кожи для отраженного света, сокращаются пигментированные мышей, поскольку отраженный свет поглощается пигментированной кожи.
В заключение техника, которую мы представили позволяет точное измерение ГБР в сознании, свободно перемещающихся мышей всех типов кожи. Как метод независимо от забора крови, он может использоваться неоднократно на то же самое животное для продольной наблюдений в CKD моделей, а также для измерения быстрых изменений ГБР, которые происходят после индукции Аки.
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была поддержана в центре Vanderbilt болезни почек (VCKD) и частично финансируется следующие гранты: DOD PR161028 и R01DK112688 (Марк де Caestecker)
Мы признаем поддержку LS, вечера и BW MRC, EPSRC и финансируемых СИББН Великобритании регенеративной медицины платформы «Безопасность и эффективность, акцентом на Imaging технологии хаб» (MR/K026739/1).
Transdermal GFR monitor (comes with 1 device, 2 batteries and 1 charger) | MediBeacon GmbH | TDM-MH001 | Reading software: MPD Lab; Analysis software: MPD Studio |
Additional Batteries | MediBeacon GmBH | PWR-BT0001 | |
Attachment patches | MediBeacon GmbH | small: PTC-SM001; large: PTC-LG001 | |
FITC-sinistrin | MediBeacon GmbH | FTC-FS001 | |
Hypoallergenic silk tape | e.g. Durapore (1538-2), or Kendall (7138C), or Leukosilk (01032-00) | ||
Anaesthesia chamber, isoflurane, oxygen | |||
Heat pad | |||
Electric shaver | |||
Depilatory (hair removal) cream | e.g. Veet or Nair | ||
Cotton buds | |||
Cotton swabs | |||
Timer | |||
Scales | |||
70% ethanol wipes |