यहाँ हम एक प्रोटोकॉल का वर्णन करने के लिए glomerular निस्पंदन दर को मापने के लिए (GFR) होश में, स्वतंत्र रूप से एक ट्रांसडर्मल GFR मॉनिटर का उपयोग चूहों चलती.
glomerular निस्पंदन दर (GFR) के ट्रांसडर्मल विश्लेषण एक स्थापित तकनीक है कि माउस और तीव्र गुर्दे की चोट और क्रोनिक गुर्दे की बीमारी के चूहे मॉडल में गुर्दे समारोह का आकलन करने के लिए प्रयोग किया जाता है । माप प्रणाली एक लघुकृत प्रतिदीप्ति डिटेक्टर कि सीधे चेतन की पीठ पर त्वचा से जुड़ा हुआ है के होते हैं, आसानी से घूम पशुओं, और exogenous GFR अनुरेखक के उत्सर्जन कैनेटीक्स उपाय, fluorescein-isothiocyanate (FITC) संयुग्मित sinistrin (एक inulin अनुरूप) । चूहों में इस प्रणाली का विस्तार से वर्णन किया गया है. हालांकि, उनके छोटे आकार की वजह से, चूहों में transcutaneous GFR का माप अतिरिक्त तकनीकी चुनौतियां प्रस्तुत करता है । इस पत्र में हम इसलिए तीन अलग जांचकर्ताओं के संयुक्त अनुभव के आधार पर चूहों में ट्रांसडर्मल GFR मॉनिटर के उपयोग के लिए पहली विस्तृत व्यावहारिक गाइड प्रदान करते हैं जो साल की एक संख्या से अधिक चूहों में इस परख प्रदर्शन कर रहा है.
चूहों में transcutaneous GFR मॉनिटर का उपयोग पहले २०१२ में श्राइबर और सहकर्मियों द्वारा सूचित किया गया था और इस तकनीक का उपयोग कर प्राप्त GFR माप की तुलना द्वारा मान्य किया गया था, FITC के प्रत्यक्ष माप द्वारा प्राप्त परिणामों के साथ-sinistrin बोल्स मंजूरी से सीरियल रक्त के नमूने1. तारीख करने के लिए, वहां गया है ३५ सहकर्मी की समीक्षा प्रकाशनों जिसमें transcutaneous GFR पर नज़र रखता है चूहों और चूहों में इस्तेमाल किया गया है (एक नियमित रूप से अद्यतन जर्नल लेख और संमेलन सार जिसमें नैदानिक GFR मॉनिटर इस्तेमाल किया गया था की सूची में पाया जा सकता है MediBeacon वेबसाइट2) । चूहों और चूहों में ट्रांसडर्मल GFR माप प्रकाशनों1,3,4,5की एक संख्या में वर्णित किया गया है, और एक वीडियो ट्यूटोरियल चूहों में इसके उपयोग का प्रदर्शन6प्रकाशित किया गया है । हालांकि, चूहों में माप अतिरिक्त तकनीकी चुनौतियां प्रस्तुत करता है । यहां, हम चूहों में ट्रांसडर्मल GFR मॉनिटर के उपयोग के लिए पहली विस्तृत व्यावहारिक गाइड प्रदान करते हैं ।
वहां कारणों की एक किस्म क्यों जांचकर्ताओं ट्रांसडर्मल GFR मॉनिटर के उपयोग के पक्ष को कुतर मॉडल में गुर्दे समारोह का आकलन करने के लिए शुरू कर रहे हैं । FITC-sinistrin निकासी के ट्रांसडर्मल मापन गुर्दे समारोह के पारंपरिक मापदंडों की तुलना में एक अधिक संवेदनशील और सटीक उपाय प्रदान करने के लिए दिखाया गया है ऐसे सीरम क्रिएटिनिन और रक्त यूरिया नाइट्रोजन (रोटी)7के रूप में, 8. एक बेहतर मूल्यांकन एल्गोरिथ्म, Friedemann और सहकर्मियों को लागू करने से प्रदर्शन किया है कि प्रणाली सोने के मानक के बराबर सटीक पहुंचता है, GFR माप3के लिए निरंतर अर्क तकनीक । हाल के अध्ययनों से यह भी पता चला है कि अनुक्रमिक transcutaneous GFR मॉनिटर का उपयोग कर विश्लेषण गुर्दे समारोह में जल्दी परिवर्तन के रूप में अच्छी तरह के रूप में तीव्र गुर्दे की चोट (आकि) की प्रेरण के बाद कार्यात्मक वसूली के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है जानवरों के खून के साथ हस्तक्षेप के बिना मात्रा या hemodynamics, के बाद से परख अनुक्रमिक रक्त9,10नमूना की आवश्यकता नहीं है । एक ही जानवर में उच्च परिशुद्धता और संवेदनशीलता के साथ GFR को मापने की क्षमता इस तकनीक को विभिन्न अनुसंधान विषयों की एक किस्म के लिए आकर्षक बनाता है । ट्रांसडर्मल GFR मॉनिटर दवा कंपनियों द्वारा इस्तेमाल किया गया है उपंयास यौगिकों की विषाक्तता का आकलन, साथ ही साथ बुनियादी और शोधों के अनुसंधान के लिए विश्वविद्यालयों में ।
इस पांडुलिपि और साथ प्रशिक्षण वीडियो चूहों में ट्रांसडर्मल GFR मॉनिटर के उपयोग के लिए व्यावहारिक दिशानिर्देश प्रदान करते हैं । प्रक्रिया में सबसे महत्वपूर्ण कदम है पशु पीठ पर डिवाइस का सही लगाव है, और सुरक्षित रूप से पेट के आसपास टेप लपेटन । सबसे अच्छी स्थिति है या तो थोड़ा छोड़ दिया है या midline के अधिकार, ribcage पर । पैच और डिवाइस दृढ़ता से त्वचा से जुड़ी होने की जरूरत है, लेकिन वे इतना तंग है कि वे श्वास, आंदोलन, या डिवाइस के तहत त्वचा रक्त परिसंचरण को प्रभावित नहीं होना चाहिए, के रूप में यह दोषपूर्ण/ इसके अलावा, के बाद से वे संज्ञाहरण, थोड़ा आंदोलन कलाकृतियों के साथ ट्रांसडर्मल माप में आंदोलन के परिणाम से सबसे कम हस्तक्षेप के साथ शरीर के हिस्से पर डिवाइस की सही स्थान से बरामद किया है के बाद निगरानी होश चूहों में होता है । इस कारण से यह जरूरी है कि इस उपकरण को ऊपरी अंगों के पास भी न रखा जाए ताकि चूहे अपने कंधों को स्वतंत्र रूप से ले जा सकें.
यह जरूरी है कि चूहों को एक से दो दिन पहले GFR माप से depilate, जैसा कि depilation FITC-sinistrin क्लीयरेंस की माप को प्रभावित करता है, प्रारंभिक आंकड़ों के साथ संकेत देता है कि depilation ट्रांसडर्मल के मापन से तुरंत पहले स्पष्ट आधा FITC के जीवन-sinistrin । इस के लिए तंत्र अज्ञात है । इसलिए, एकाधिक समय बिंदुओं पर और प्रयोगों के बीच विश्वसनीय माप प्राप्त करने के लिए, यह सलाह दी जाती है कि चूहों को पहले से depilate, GFR मापन के साथ आगे बढ़ने से पहले त्वचा को इस प्रक्रिया से उबरने की अनुमति दें । Depilation क्रीम एक पूर्व आवेदन के ७२ ज के भीतर त्वचा के एक ही क्षेत्र में लागू नहीं किया जाना चाहिए, त्वचा के लिए रासायनिक नुकसान से बचने के लिए । कई मामलों में, फर पुनः विकास के कई दिन लगते है या एक सप्ताह के लिए, और ७२ ज के भीतर depilation क्रीम के फिर से आवेदन आसानी से बचा जा सकता है ।
क्योंकि सीरम क्रिएटिनिन के ५०% तक चूहों13में ट्यूबलर अनुभाग द्वारा उत्सर्जित है, और क्योंकि वहाँ गुर्दे नलिकाओं से यूरिया का पुनर्अवशोषण बढ़ जाती है जब चूहों14निर्जलित हैं, सीरम क्रिएटिनिन और रोटी गुर्दे समारोह के गरीब मार्करों हैं. हालांकि, उनकी सुविधा के कारण, इन परख चूहों में आकि और सीकेडी के नैदानिक अध्ययन में गुर्दे समारोह के मुख्य उपाय के रूप में इस्तेमाल किया जा करने के लिए जारी है । हालांकि, सामान्य या सामान्य गुर्दे समारोह13के साथ चूहों में क्रिएटिनिन उत्सर्जन के लिए ट्यूबलर स्राव के प्रमुख योगदान के अनुरूप, सीरम क्रिएटिनिन उच्च निकासी दरों पर FITC-sinistrin मंजूरी के साथ थोड़ा संबंध दिखाया (कम FITC-sinistrin आधा जीवन), संकेत है कि क्रिएटिनिन हल्के गुर्दे की चोट के साथ चूहों में गुर्दे समारोह के एक असंवेदनशील उपाय है । इसके विपरीत, रोटी हल्के गुर्दे हानि के साथ चूहों में FITC-sinistrin मंजूरी के साथ अच्छी तरह से संबद्ध है, जबकि अधिक गंभीर गुर्दे की चोट (उच्च FITC-sinistrin आधा जीवन) के साथ चूहों में रोटी और FITC-sinistrin मंजूरी के बीच गरीब संबंध है. यह संभव है कि गंभीर गुर्दे की चोट के साथ बीमार पशुओं में निर्जलीकरण के साथ जुड़े यूरिया पुनर्अवशोषण के प्रभाव के कारण होता है ।
ट्रांसडर्मल GFR माप का एक प्रमुख लाभ, GFR माप के लिए अन्य सभी बोल्स निकासी या निरंतर अर्क तकनीक की तुलना में, यह है कि यह ध्यान से समय पर रक्त या मूत्र संग्रह की आवश्यकता नहीं है । ये चूहों में विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण हो सकता है के रूप में वे कम कुल रक्त की मात्रा और चूहों के साथ तुलना में मूत्र उत्पादन किया है. इसके अलावा, चूहों केवल डिवाइस और इंजेक्शन के लगाव के लिए नियंत्रित करने की जरूरत है, लेकिन कई venipunctures के लिए नहीं, के रूप में शास्त्रीय बोल्स मंजूरी प्रयोगों के लिए आवश्यक15. इसके अलावा, संज्ञाहरण की अवधि कम है, और जैसे यह समय के साथ व्यक्तिगत चूहों में दोहराया माप प्रदर्शन करने के लिए संभव है. आवृत्ति जिस पर माप किया जा सकता है मुख्य रूप से चूहों की स्वास्थ्य स्थिति पर निर्भर करता है, नसों में इंजेक्शन के लिए शोधकर्ता की योग्यता, और दोहराया संज्ञाहरण सत्र पर स्थानीय संस्थागत नियमों. स्वस्थ, घायल चूहों में, ट्रांसडर्मल GFR माप दैनिक प्रदर्शन किया जा सकता, न्यूनतम या माउस पर कोई प्रतिकूल प्रभाव के साथ. हालांकि, घायल चूहों आकि या सीकेडी से पीड़ित दोहराया संज्ञाहरण सत्र के रूप में अच्छी तरह से स्वस्थ चूहों को सहन करने की संभावना नहीं है, और इस प्रकार माप की आवृत्ति कम किया जाना चाहिए.
ट्रांसडर्मल GFR माप की मुख्य सीमा, के रूप में चूहों में GFR मापने के लिए बोल्स निकासी तरीकों की तुलना में है कि उत्सर्जन कैनेटीक्स केवल समय के सापेक्ष प्रतिदीप्ति तीव्रता में परिवर्तन के रूप में मापा जाता है, और निरपेक्ष अनुरेखक सांद्रता के रूप में नहीं. इस वजह से, यह केवल उत्सर्जन काइनेटिक, जो extracellular मात्रा16पर सामान्यीकृत GFR के एक बहुत करीब अनुमान है की एक घातीय क्षय की दर लगातार उपाय करने के लिए संभव है । एमएल/मिनट में GFR व्यक्त करने के लिए, पशु की extracellular मात्रा एक रूपांतरण कारक है कि पहले के अध्ययनों में FITC-sinistrin के प्लाज्मा सांद्रता के एक साथ माप में स्थापित किया गया था का उपयोग कर अनुमानित किया गया है1। हालांकि, इस रूपांतरण कारक सही ढंग से extracellular द्रव मात्रा सभी चूहों में समान रूप से अच्छी तरह से अनुमान नहीं हो सकता है, के बाद से द्रव की मात्रा उम्र, लिंग, जलयोजन स्थिति सहित बाहरी कारकों की एक किस्म से प्रभावित हो सकता है (जो शल्य चिकित्सा से प्रभावित हो सकता है हस्तक्षेप के साथ ही गुर्दे की चोट), और वजन17. हालांकि, चूहों में GFR का आकलन करने के लिए बोल्स खुराक विधि के विपरीत, transcutaneous GFR माप कम ऑपरेटर निर्भर परिवर्तनशीलता के अधीन है क्योंकि यह खुराक त्रुटियों से या रक्त संग्रह के समय में त्रुटियों के द्वारा प्रभावित नहीं है.
transcutaneous GFR माप तकनीक की एक और सीमा है कि आधारभूत संकेत बदलाव त्वचा fluorophores के ब्लीचिंग और डिवाइस संलग्नक और अनुरेखक इंजेक्शन के लिए आवश्यक संज्ञाहरण के कारण माप के दौरान हो सकता है. इस सीमा Friedemann और सहकर्मियों द्वारा एक सुधार एल्गोरिथ्म3को कार्यान्वित करने से संबोधित किया गया था । इस एल्गोरिथ्म के कार्यांवयन GFR आकलन की एक निरंतर प्रेरणा तकनीक के लिए तुलनीय ट्रांसडर्मल तकनीक की परिशुद्धता में एक सुधार करने के लिए नेतृत्व किया ।
एक बार पूछा सवाल यह है कि क्या विभिंन माउस उपभेदों में त्वचा रंजकता ट्रांसडर्मल FITC-sinistrin मंजूरी प्रभावित करता है । त्वचा रंजकता FITC-sinistrin संकेत तीव्रता कम कर देता है के बाद से अंधेरे pigments नीले उत्तेजना और FITC-sinistrin माप से हरी उत्सर्जन संकेतों को अवशोषित. हालांकि, FITC-sinistrin के उत्सर्जन की दर समग्र संकेत तीव्रता से स्वतंत्र है । इसके अलावा, जबकि मापा संकेत कम है, पृष्ठभूमि संकेत भी pigmented चूहों में कम है. क्योंकि पृष्ठभूमि संकेत त्वचा fluorophores और उत्तेजना प्रकाश के प्रतिबिंब के autofluorescence का एक मिश्रण है, हमने पाया है कि पृष्ठभूमि के लिए अधिकतम संकेत अनुपात तुलना में है, या भी सुधार, pigmented पशुओं में । इसके अलावा, आंदोलन कलाकृतियों, जो प्रकाश परिलक्षित करने के लिए आसपास की त्वचा के जोखिम की वजह से कर रहे हैं, परिलक्षित प्रकाश भी pigmented त्वचा द्वारा अवशोषित कर लेता है के बाद से pigmented चूहों में कम कर रहे हैं ।
अंत में, तकनीक हम प्रस्तुत किया है होश में GFR की सटीक माप की अनुमति देता है, स्वतंत्र रूप से सभी प्रकार की त्वचा के चूहों को ले जाने । के रूप में तकनीक रक्त नमूना से स्वतंत्र है, यह सीकेडी मॉडल में अनुदैर्ध्य टिप्पणियों के लिए एक ही जानवर पर बार-बार इस्तेमाल किया जा सकता है, साथ ही GFR के तेजी से परिवर्तन की माप के लिए आकि की प्रेरण के बाद हो ।
The authors have nothing to disclose.
यह काम गुर्दे की बीमारी (VCKD) के लिए वेंडरबिल्ट केंद्र द्वारा समर्थित किया गया था, और भाग में निंनलिखित अनुदान द्वारा वित्त पोषित किया गया: DOD PR161028 और R01DK112688 (मार्क de Caestecker)
हम MRC, EPSRC और BBSRC द्वारा लोकसभा, प्रधानमंत्री और BW को समर्थन स्वीकार करते है-वित्त पोषित ब्रिटेन regenerative दवा मंच “सुरक्षा और प्रभावकारिता, इमेजिंग टेक्नोलॉजीज हब पर फोकस” (MR/K026739/
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 |