JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
의학

Tek Taraflı İskemi-Reperfüzyon Hasarının Etkili Bir Fare Modeli

Published: July 15, 2021
doi:
10.3791/62749
, , ,
1Department of Veterinary Biomedical Sciences,Long Island University College of Veterinary Medicine

Summary

Renal iskemi-reperfüzyon hasarı hastanede yatan hastalarda yüksek morbidite ve mortalite ile ilişkilidir. Burada, tek taraflı renal iskemi-reperfüzyon hasarının basit ve etkili bir fare modelini sunmakta ve böbrekte gözlenen temsili patolojik değişikliklere sıralı bir genel bakış sunulmaktadır.

Abstract

İskemi-reperfüzyon hasarı (IRI) akut böbrek yetmezliğinin önde gelen nedenidir ve gecikmiş greft fonksiyonuna önemli bir katkıda bulunur. Hayvan modelleri, in vivo olarak karşılaşılan IRI ile ilişkili hasarın karmaşıklığını taklit eden tek mevcut kaynaktır. Bu yazıda, yüksek oranda tekrarlanabilir veriler sağlayan tek taraflı renal IRI’nın etkili bir fare modeli açıklanmaktadır. İskemi, sağ renal pedikülün 30 dakika boyunca tıkanması ve ardından reperfüzyon ile indüklenir. Cerrahi prosedüre ek olarak, renal IRI’yi takiben beklenen fizyolojik ve histopatolojik değişikliklere sıralı bir genel bakış, yedi farklı reperfüzyon zamanından (4 saat, 8 saat, 16 saat, 1 gün, 2 gün, 4 gün ve 7 gün) elde edilen veriler karşılaştırılarak sağlanacaktır. Ortalama cerrahi süre, ortalama anestezik tüketimi ve zaman içindeki vücut ağırlığı değişiklikleri gibi önceden planlama deneyleri için kritik veriler paylaşılacaktır. Bu çalışma, araştırmacıların güvenilir bir renal IRI modeli uygulamalarına ve amaçlanan araştırma hedefleriyle uyumlu uygun reperfüzyon zamanını seçmelerine yardımcı olacaktır.

Introduction

Böbrekler vücuttaki en yüksek perfüze edilen organlar arasındadır ve kan perfüzyonundaki değişikliklere karşı son derece hassastır1. Renal iskemi-reperfüzyon hasarı (İİİ) akut böbrek yetmezliğinin önde gelen nedeni olmaya devam etmektedir 2,3 ve hastanede yatan hastalarda yüksek morbidite ve yüksek mortalite ile ilişkilidir4. Mevcut sınırlı terapötik seçeneklerle,4,5 renal IRI şu anda biyotıpta çeşitli araştırma çabalarının odak noktasıdır6,7 Yeni terapötik hedeflerin geliştirilmesini ve böbrek hasarının erken ve hassas belirteçlerinin karakterizasyonunu amaçlayan 8,9,10 . Bu ihtiyaçları karşılamak için güvenilir, zaman ve uygun maliyetli bir hayvan modelinin belirlenmesi gerekli görülmektedir. Bu yazıda tek taraflı renal IRI’nin basit ve etkili bir fare modeli sunulmaktadır. İskemi, sağ renal pedikülün 30 dakika11,12 süre ile sıkıştırılmasıyla indüklenir. Bu modelin önemli bir parçası, tübüler nekroz, polimorfonükleer inflamatuar hücre infiltrasyonu veya fibroz gibi ilgilenilen patolojik olayları yeniden üretecek en uygun reperfüzyon zamanını seçmektir. Bu nedenle, araştırmacılara IRI böbreğinde beklenen temsili patolojik değişikliklerin bu sıralı genel bakışı sunulmaktadır.

Protocol

Aşağıdaki protokol bir sağkalım ameliyatını tanımlamaktadır. Bu nedenle en yüksek aseptik ve cerrahi uygulama uygulanmaktadır. Tüm hayvan deneyleri kurumsal kılavuzlara uygun olarak gerçekleştirilmiş ve Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylanmıştır. IRI etkilerindeki cinsiyet ve gerinim bazlı farklılıkları ortadan kaldırmak için, çalışmada sadece erkek C57BL6 fareleri kullanılmıştır. Tüm hayvanlar, karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için yaş ve ağırlık bakımından eşleştirildi. 1. Hazırlık NOT: Farklı deneysel aşamaların ve müdahalelerin zaman çizelgesi Şekil 1A’da gösterilmiştir. Her işlemden önce ameliyat masasını temizleyin ve dezenfekte edin. Gerekli tüm malzemeleri (sterilize aletler ve pamuklu çubuklar, steril gazlı bez ve perdeler, önceden seyreltilmiş anestezikler, ısıtma yastığı, sterilize vasküler kelepçe, steril salin çözeltisi ve cilt antiseptikleri ve dikişleri) cerrahi masaya hazırlayın ve yerleştirin (bkz. Erkek C57BL6 farelerini (yaş aralığı 11-13 hafta) intraperitoneal ketamin / ksilazin enjeksiyonu ile anesteziye alın (sırasıyla 100 mg / kg ve 20 mg / kg vücut ağırlığı, daha önce steril salin ile seyreltilmiş).NOT: Hayvan için stresi en aza indirmek için yetenekli hayvan kullanımı esastır, çünkü stres tepkileri anesteziklerin etkisini olumsuz yönde etkileyebilir. Ketamin / ksilazin uygulamasından sonra, sağ kanattaki cerrahi bölgeyi bir tıraş bıçağı ve sabun kullanarak tıraş edin.NOT: Cildi tıraş etmek, hayatta kalma ameliyatlarının genel sonuçlarının yanı sıra yara iyileşmesini de iyileştirir. Cerrahi bölgedeki cildi önce alkolle, daha sonra pamuklu çubukla povidon iyot çözeltisiyle dezenfekte edin. Cilt hazırlığından sonra, fareyi ventral dekübitus pozisyonunda bir ısıtma masasına yerleştirin ve vücut ısısını 37 ° C’de stabilize edin (rektal ve ped sensörü probları ile izlenir).NOT: Böbreklere lateral yerine ventral dekübitusa yerleştirildiğinde böbreklere daha kolay erişilebilir ve cerrahi olarak maruz kalınır. Vücut ısısı stabilize edilirken, farenin gözlerine göz merhemi uygulayın.NOT: Ketamin gibi dissosiyatif anestezikler, anestezi yapılırken hayvanın gözlerinin açık kalmasına neden olur. 2. Ameliyat Ağrı refleksleri olmadığında (cımbızla ayak parmağını sıkıştırma), neşter bıçağı kullanarak sağ kanatta yaklaşık 1 cm’lik dorso-lateral cerrahi kesi yapın. Kesiye son kaburganın arkasından başlayın ve lomber orta hatta yaklaşık 1 cm paralel olarak kaudal olarak devam edin. Retroperitoneal boşluğu görselleştirmek için makas kullanarak karın kas sistemini transekte edin. Kasların bölümlenmesi sırasında üretilen az miktarda kanı steril pamuklu çubuklarla çıkarın.NOT: Dorso-lateral yaklaşım kullanıldığından, bu prosedürle periton boşluğuna değil, retroperitoneuma erişilir. Sağ böbreği karın boşluğundan dışarı itin. Böbreği dikkatlice ortaya çıkarmak için Graefe forseps kullanın.NOT: Karnın üzerine yerleştirildiğinde böbreğin travmatik yaralanmasını önlemek için forsepsleri daima kapalı tutun ve sadece böbreği cerrahi insizyona doğru dikkatlice itmek ve yönlendirmek için kullanın. Doğru böbreği yavaşça ortaya çıkarın ve böbrek pedikülünü tanımlayın. Pedikülün etrafındaki yağ dokusunu dikkatlice çıkarın. İskemiyi indüklemek için, vasküler kelepçeyi renal pedikülde bulunan renal arter ve venin üzerine yerleştirin ve bitişik üreterin sıkışmasını önleyin. Vasküler kelepçeyi manipüle etmek için bir Halsted-Mosquito hemostat kullanın.NOT: İskemi, böbrek rengindeki kırmızı-pembeden koyu mora doğru bir değişimin görselleştirilmesiyle doğrulanır (Şekil 1B). Kenetlenmiş böbreği, kurumayı önlemek için tuzlu suya batırılmış steril gazlı bezle örtün ve 30 dakika bekletin. Bu süre zarfında gazlı bezin anestezi derinliğini ve nemini periyodik olarak izleyin.NOT: Anestezinin indüksiyon dozu, iskemik olayın sonuna kadar analjezi sağlamak için yeterlidir; Bu nedenle, ek anestezik enjeksiyonlara gerek yoktur. İskemi döneminin bitiminden kısa bir süre önce, gazlı bezi çıkarın ve böbreği ortaya çıkarın. Halsted-Mosquito hemostatını kelepçe çıkarmaya hazır tutun. Dakika 30’da, hemostat ile vasküler kelepçeyi açın ve böbreğin reperfüzyonuna izin vermek için böbrek pedikülünden çıkarın.NOT: Reperfüzyon, böbrek rengindeki değişimin koyu mordan kırmızı-pembeye doğru görselleştirilmesiyle doğrulanır (Şekil 1C). Böbrek pedikülünü sıkıştırmadan sahte hayvanlar için yukarıda açıklanan prosedürleri uygulayın. Böbrek rengi değişiminin doğrulanmasından sonra, böbreği karın boşluğuna geri döndürün. Karın kaslarını emilebilir dikişle 5-0 çapraz bir desen kullanarak kapatın.NOT: Kasların ve cildin dikilmesi sırasında analjezi sağlamak için ikinci bir anestezik enjeksiyonu gerekebilir. Başlangıç dozunun yarısının, ameliyatın sonuna kadar analjezi sağlamada etkili olduğu kanıtlanmıştır. Yatay bir yatak deseni kullanarak cildi emilebilir dikiş 5-0 ile kapatın. Yarayı pamuklu çubukla bir povidon iyot çözeltisi ile temizleyin. 3. İyileşme ve ameliyat sonrası NOT: Ameliyat sonrası zaman gerçek reperfüzyon zamanı olduğundan, uygun cerrahi sonrası bakım etik olarak zorunludur ve bilimsel olarak önemlidir. Reperfüzyon süreleri araştırmacının istediği şekilde seçilebilir. 4 saat, 8 saat, 16 saat, 1 gün, 2 gün, 4 gün ve 7 günlük reperfüzyon süreleri, renal İRI tarafından indüklenen patolojik değişikliklerin sıralı bir özetini elde etmek için karşılaştırılmıştır. Anesteziden kurtulmaya başlayana kadar fareyi ısıtma yastığının üzerinde tutun.NOT: Farenin bacaklarını hareket ettirmeye başlaması ve hareket etmeye çalışması için beklemeniz önerilir. Ameliyat sırasında ek anestezik enjeksiyonların gerekli olduğu durumlarda iyileşme süresi daha uzundur. Bir alfa-2 reseptör antagonisti olan Atipamezol, ksilazin etkilerini tersine çevirmek ve iyileşme aşamasını kısaltmak için intraperitoneal olarak 0.5 mg / kg vücut ağırlığı dozunda uygulanabilir. Ağrı yönetimi için, buprenorfin (intraperitoneal olarak 0.1 mg / kg vücut ağırlığı) ameliyat öncesi ve iyileşme ve ameliyat sonrası aşamada her 6 saatte bir uygulanır. Steroidal olmayan anti-enflamatuar ilaçların kullanımı, bu ailedeki birkaç ilacın nefrotoksisiteye neden olması ve bu nedenle sonuçları değiştirebilmesi nedeniyle önerilmemektedir. Anesteziden kurtulduktan sonra, fareyi su ve yiyeceğe serbestçe erişerek kafesine geri yerleştirin.NOT: Püresi yiyecekler Petri kabında ve ayrıca saklanmak ve oynamak için malzeme (örneğin, kağıt tabakalar, kağıt havlu tüpleri) temin edilebilir. Yara iyileşmesini, yiyecek ve su alımını, vücut ağırlığını ve davranışını değerlendirmek için fareyi günlük olarak izleyin.NOT: Yara iyileşme durumu aşağıdaki ölçek kullanılarak değerlendirilmiştir: 1, kuru; 2, ıslak; 3, kısmen açılmış; 4, açıldı. Bu çalışmada hızlı yara iyileşmesi belgelenmiştir ve 2. günden sonra kuru yaraların% 90’ından fazlası ile belgelenmiştir. 4. Ötenazi ve örnek toplama Fareleri, fareler için anestezik dozun iki katı (100 mg / kg) olan bir dozda intraperitoneal olarak uygulanan sodyum pentobarbital ile ötenazileştirin. Gerektiğinde sıvı ve doku örnekleri toplayın.NOT: Her iki böbrek, tam kan (kan hücresi sayımı için), serum (kan biyokimyası için), idrar, kalp ve akciğerler toplandı. Kan biyokimyası analizi için birkaç mikrolitre serum gereklidir (kan üre azotu (BUN), kreatinin, elektrolitler). Gerekirse, ötenaziden 24 saat önce, böbrek fonksiyon parametrelerinin belirlenmesine izin veren daha yüksek bir idrar hacmi toplamak için fareler metabolik kafeslere yerleştirilebilir.

Representative Results

Fizyolojik parametrelerFareler bu tek taraflı renal IRI ameliyatından olaysız bir şekilde iyileşti; aktif ve uyanık görünüyordu; ve ertesi güne kadar normal yeme, içme ve davranış gösterdi. Bazı fareler IRI sonrası vücut ağırlığı kaybına sahip olabilir, ancak genellikle ilk vücut ağırlığının% 10’undan azdır (Şekil 2). Daha büyük vücut ağırlığı kayıpları (˃10%) zararlı olabilir ve bu hayvanlar çalışmadan çıkarılmalıdır. Sahte olarak ameliyat edilen fareler ameliyat sonrası vücut ağırlığı değişiklikleri göstermedi (ameliyattan 24 saat sonra ölçüldü). Çoğu fare, ameliyat sonrası 4 ila 7. günler arasında ilk vücut ağırlığını geri kazandı (bkz. IRI 7 günlük grup, Şekil 2). Böbrek fonksiyonu, kan üre azotu (BUN) ve kreatinin gibi geleneksel belirteçler kullanılarak değerlendirilebilir. Ek olarak, serumdaki elektrolit seviyeleri (sodyum, potasyum ve klorür) ve otomatik diferansiyel kan sayımı analize dahil edildi. Histopatolojik değişikliklerHistopatolojik bulguların değerlendirilmesi, hematoksilin/eozin (HE), periyodik asit Schiff ve Masson trikrom boyaları ile boyanmış böbreğin %4 paraformaldehit sabit, parafin gömülü bütün orta sagital kesitleri kullanılarak yapıldı. Bu tek taraflı renal IRI modeli tarafından üretilen en belirgin değişiklikler, kortiko-medüller bileşkede, özellikle proksimal tübüllerde, Henle döngüsünün kalın yükselen uzuvlarında ve distal kıvrımlı tübüllerde ve ayrıca tübüler interstisyumda görülebilir ( Şekil 3 için efsaneye bakınız). Böbrekte IRI sonrası en karakteristik lezyonları gösteren mikroskobik görüntüler Şekil 3’te görülebilir. Sıralı histopatolojik bulguların listesi Tablo 1’de verilmiştir. Zaman içindeki hasarı kategorize etmek için boru şeklindeki yaralanma skorlama sistemi geliştirilmiştir (Şekil 4). Bunda, beş tanımlanmış değişiklik üç farklı değerlendirici tarafından değerlendirilmiştir: 1) tübüler epitel zayıflaması; 2) fırça sınırı kaybı; 3) tübüler nekroz; 4) luminal tıkanıklık; ve 5) proteinli dökümün varlığı. “1” ataması değişikliğin mevcut olduğunu, “0” ise olmadığını gösterir. Şekil 1: Farede deneysel renal IRI modeli . (A) Deney ve girişimlerin fazları (anestezi indüksiyonu, iskemi ve reperfüzyon) gösterilmiştir. İskemi sırasında sağ böbreğin renginin koyu kırmızıya (B) reperfüzyon sırasında pembeye (C) dönüştüğüne dikkat edin. (D) IRI sağ böbreğinin (kırmızı ok) makroskopik görünümü, ameliyattan 24 saat sonra aynı hayvanın kontralateral IRI olmayan böbreğine kıyasla. (B) içindeki kırmızı ok, hemostatik kelepçenin konumunu gösterir. Kısaltma: IRI = İskemi-reperfüzyon hasarı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 2: Renal IRI’den önce ve sonra farelerin vücut ağırlığı. Tek tek veriler gösterilir. Kısaltmalar: IRI = İskemi-reperfüzyon hasarı; h = saat; d = gün. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 3: IR ile çalışan farelerin kortekste ve kortiko-medüller kavşağında gözlenen tipik mikroskobik lezyonlar. Şam ve farklı reperfüzyon süreleri gösterilir (her resmin üstünde gösterilir). (A) Bozulmamış yapılar sahte olarak gösterilir (büyütme 40x; ölçek çubuğu = 20 μm). IRI 4 h’deki oklar, boru şeklindeki lümende proteinli dökümün varlığını gösterir (büyütme 40x; ölçek çubuğu = 20 μm). IRI 8 h’deki oklar boru şeklindeki dilatasyonu gösterir (büyütme 40x; ölçek çubuğu = 50 μm). IRI 16 h’deki siyah ok, medüller segmentlerde boru şeklindeki dökümü gösterir; beyaz oklar hücresel nekroz alanlarını gösterir (büyütme 40x; ölçek çubuğu = 50 μm). IRI 1 d’deki siyah oklar boru şeklindeki dilatasyonu gösterir (büyütme 10x; ölçek çubuğu = 100 μm). IRI 2 d’deki siyah ok, genişlemiş hücre çekirdeklerini gösterir; beyaz ok uçları lenfosit ve makrofaj infiltrasyon alanlarını gösterir (büyütme 40x; ölçek çubuğu = 50 μm). IRI 4 d’deki beyaz ok uçları mitotik boru şeklindeki hücreleri gösterir (büyütme 40x; ölçek çubuğu = 50 μm). IRI 7 d’deki siyah ok, fokal fibrozun bir alanını gösterir; beyaz ok ucu bir rejenerasyon alanı gösterir (büyütme 20x; ölçek çubuğu = 100 μm). (B) Erken reperfüzyon sırasında farelerin renal korteksini gösteren PAS boyama (4 saat, 8 saat ve 16 saat). Fırça kenarlığının (oklar) aşamalı olarak zayıflamasına dikkat edin. Büyütmeler 40x; ölçek çubukları = 50 μm (C) İnterstisyel fibroz alanlarını gösteren sahte ve IRI 7 d farelerin masson trikrom boyaması (beyaz oklar). Büyütme 40x; ölçek çubukları = 50 μm. Kısaltmalar: IRI = İskemi-reperfüzyon hasarı; Glo = glomerulus; PCT = proksimal kıvrımlı tübül; DCT = distal kıvrımlı tübül; CD = toplama kanalı; PAS = periyodik asit Schiff; d = gün. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 4: Sahte ve IRI ile çalışan farelerin tübüler yaralanma skoru. Tübüler epitel zayıflaması için skorlama sistemi ölçeği 1’den 5’e kadar; fırça sınırı kaybı; tübüler nekroz; luminal obstrüksiyon; ve proteinli döküm varlığı. “1” ataması değişikliğin mevcut olduğunu, “0” ise olmadığını gösterir. Tek tek değerler gösterilir. Çubuklar ortalama ± SD’yi temsil eder (n = 4). Kısaltma: IRI = İskemi-reperfüzyon hasarı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. IRI’dan sonraki zaman En önemli patolojik değişiklikler 4 saat Boru tıkanıklığı Lümende protein dökümü 8 saat Boru şeklindeki dilatasyon Yeni başlayan nekroz Epitelin zayıflaması 16 saat Hücresel nekroz Borulu döküm Nötrofil infiltrasyonu 1 gün Nekroz Boru şeklindeki dilatasyon Nötrofil infiltrasyonu 2 gün Boru şeklindeki dilatasyon Lenfosit ve makrofaj infiltrasyonu Genişlemiş hücre çekirdekleri 4 gün Tübül hücrelerinde belirgin mitotik aktivite 7 günler Fokal fibroz Yenilenme alanları Tablo 1: Zaman içinde en önemli patolojik değişiklikler. Grup başına 4-6 hayvanın mikroskobik incelemesine dayanarak teşhis edilir.

Discussion

Fare böbrek IRI modelleri, nispeten düşük işletme maliyetleri ve çeşitli transgenik modellerin mevcudiyeti nedeniyle biyomedikal araştırmalarda popülerdir12. Burada sunulan tek taraflı renal IRI modeli, tübüler dilatasyon, nekroz ve fibroz13 gibi insan renal IRI’sinde gözlenen karakteristik patolojik değişiklikleri taklit etmektedir. Bu sonuçlar değişen reperfüzyon sürelerine dayanmaktadır.

Bu protokolün kritik adımları, sabit vücut ısısının korunmasını ve vasküler kelepçenin renal pediküle doğru yerleştirilmesini içerir. Vücut ısısı hayvanın metabolizmasını etkiler14, deneysel sonuçları hem fizyolojik hem de hücresel seviyelerde değiştirir15. Bu modelde, ameliyattan önce rektal ve ped sensör probları kullanılarak vücut ısısı stabilize edildi. Ek olarak, tüm cerrahi prosedür sırasında vücut ısısının sürekli izlenmesi, özellikle iskemiyi indüklemek için vasküler kelepçeyi yerleştirmeden önce şiddetle tavsiye edilir.

Böbreğin maruz kalması ve vasküler kelepçenin uygun şekilde yerleştirilmesi de deneyin başarısı için kritik öneme sahiptir. Böbreğin cerrahi insizyondan maruz kalması sırasında forsepslerin yanlış kullanımı sonucu böbrek kapsülünün zarar görmesi perirenal kanama ve inflamasyona neden olacaktır. Vasküler kelepçe, üreter ve suprarenal arterleri etkilemeden renal arteri ve renal veni tıkayan renal pedikül üzerine yerleştirilmelidir. Bu adım için kritik olan, renal hilum 14,16’yı çevreleyen yağ dokusunun dikkatli bir şekilde diseksiyonudur.

Bu model uygun maliyetli ve zaman etkindir. Fare başına anestezik tüketim 156.47 ± 37.88 μL (ortalama ± SD, n = 17) önceden seyreltilmiş bir ketamin / ksilazin kokteyli (1:10 ketamin, 1:50 ksilazin, salin içinde; stok çözeltisi konsantrasyonu, her ikisi de 100 mg / mL) idi. Ameliyat nispeten kısa sürede yapılabilir. Fare başına toplam ameliyat süresi 53 ± 5.23 dakika idi (ortalama ± SD, n = 17). Eğitimli personel ile aynı anda birkaç ameliyat gerçekleştirilebilir. Grubumuzda, deneyimli bir araştırmacı kelepçe renal pedikülden serbest bırakılana kadar ameliyatı gerçekleştirirken, ikincisi yara kapanmasından farenin iyileşmesine kadar devraldı. Bu yaklaşımla tek bir günde çok sayıda ameliyat gerçekleştirebildik. Bu modelde, orta hat yaklaşımı16 ile karşılaştırıldığında daha az travma ve karın boşluğundan sıvı ve ısı kaybını azaltan dorsolateral yaklaşımı kullandık.

Daha önce yayınlanmış protokoller, farelerde akut böbrek hasarını indüklemek için renal pedikül sıkma tekniğini tanımlamıştır17,18,19. Ancak bu çalışmalarda iskemik süreleri 15-26 dakika arasında değişen tek taraflı IRI’ye ek olarak kontralateral nefrektomi uygulanmıştır. Bu protokolde kontralateral böbreği korurken 30 dakika boyunca tek taraflı iskemiyi indükledik. Bu,% 100’lük bir hayatta kalma oranıyla sonuçlandı. Bununla birlikte, bu model kısmen cerrahi olarak müdahale edilmeyen kontralateral böbreğin uyguladığı telafi edici etki nedeniyle azotemik böbrek hasarını indüklemek için uygun değildir. Bununla birlikte, bir böbreği aynı hayvanda etkilenmeden tutmak, daha yüksek bir hayatta kalma oranıyla daha uzun iskemi süreleri kullanmanın avantajını sunar. Buna ek olarak, kontralateral böbrek, deneysel prosedür sırasında uygulanan test ilaçlarının veya tedavilerinin olası yan etkilerini değerlendirmek ve böbrek-böbrek çapraz konuşma etkilerini incelemek için kullanılabilir20,21. Örneğin, bu model hem IRI hem de kontralateral, cerrahi olarak müdahale edilmeyen böbrek11’de hücresel düzeyde reaktif oksijen türlerinin neden olduğu değişiklikleri göstermede yararlı olmuştur.

Bu model, renal İİR’de kullanılacak ilaç adaylarının tek taraflı böbrek hasarı belirteçlerini, renal çapraz geçiş etkilerini, post-renal IRI kaynaklı hemodinamik değişiklikleri ve potansiyel nefrotoksik etkilerini tanımlamayı ve karakterize etmeyi amaçlayan çalışmalarda potansiyel bir uygulamaya sahiptir. Ana patolojik değişikliklerin bu ayrıntılı açıklaması, inflamasyon ve nekrozdan (4 saat ila 2 gün) rejenerasyona (4 gün ve sonra) ve fibrozise (7 gün ve sonra) kadar spesifik hücresel süreçleri incelemek için en uygun zamanı seçmek için değerli bir araç görevi görür.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu makalede gösterilen çalışmanın bir kısmı, Ross Üniversitesi Veterinerlik Fakültesi (RUSVM), Saint Kitts ve Nevis Bütünleştirici Memeli Araştırmaları Merkezi tarafından kurulmuştur. Long Island Üniversitesi Veterinerlik Fakültesi Veteriner Biyomedikal Bilimler Bölümü tarafından sağlanan mali yardım büyük beğeni toplamaktadır.

Materials

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ray, S. C., Mason, J., O’Connor, P. M. Ischemic renal injury: can renal anatomy and associated vascular congestion explain why the medulla and not the cortex is where the trouble starts. Seminars in Nephrology. 39 (6), 520-529 (2019).
  2. Weight, S. C., Bell, P. R., Nicholson, M. L. Renal ischaemia–reperfusion injury. The British Journal of Surgery. 83 (2), 162-170 (1996).
  3. Ratliff, B. B., Abdulmahdi, W., Pawar, R., Wolin, M. S. Oxidant mechanisms in renal injury and disease. Antioxidants & Redox Signaling. 25 (3), 119-146 (2016).
  4. Schrier, R. W., Wang, W., Poole, B., Mitra, A. Acute renal failure: definitions, diagnosis, pathogenesis, and therapy. The Journal of Clinical Investigation. 114 (1), 5-14 (2004).
  5. Fernández, A. R., Sánchez-Tarjuelo, R., Cravedi, P., Ochando, J., López-Hoyos, M. Review: Ischemia reperfusion injury-a translational perspective in organ transplantation. International Journal of Molecular Sciences. 21 (22), 8549 (2020).
  6. Wu, C. -. L., et al. Tubular peroxiredoxin 3 as a predictor of renal recovery from acute tubular necrosis in patients with chronic kidney disease. Scientific Reports. 7 (1), 43589 (2017).
  7. Nishida, K., et al. Systemic and sustained thioredoxin analogue prevents acute kidney injury and its-associated distant organ damage in renal ischemia reperfusion injury mice. Scientific Reports. 10 (1), 20635 (2020).
  8. Mishra, J., et al. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) as a biomarker for acute renal injury after cardiac surgery. Lancet. 365 (9466), 1231-1238 (2005).
  9. Han, W. K., Bailly, V., Abichandani, R., Thadhani, R., Bonventre, J. V. Kidney injury molecule-1 (KIM-1): A novel biomarker for human renal proximal tubule injury. Kidney International. 62 (1), 237-244 (2002).
  10. Coca, S. G. Kidney injury biomarkers with clinical utility: has Godot finally arrived. American Journal of Nephrology. 50 (5), 357-360 (2019).
  11. Godoy, J. R., et al. Segment-specific overexpression of redoxins after renal ischemia and reperfusion: protective roles of glutaredoxin 2, peroxiredoxin 3, and peroxiredoxin 6. Free Radical Biology & Medicine. 51 (2), 552-561 (2011).
  12. Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: technical notes and tricks. American Journal of Physiology – Renal Physiology. 303 (11), 1487-1494 (2012).
  13. Gaut, J. P., Liapis, H. Acute kidney injury pathology and pathophysiology: a retrospective review. Clinical Kidney Journal. 14 (2), 526-536 (2021).
  14. Le Clef, N., Verhulst, A., D’Haese, P. C., Vervaet, B. A. Unilateral renal ischemia-reperfusion as a robust model for acute to chronic kidney injury in mice. PLoS One. 11 (3), 0152153 (2016).
  15. Pelkey, T. J., et al. Minimal physiologic temperature variations during renal ischemia alter functional and morphologic outcome. Journal of Vascular Surgery. 15 (4), 619-625 (1992).
  16. Kennedy, S. E., Erlich, J. H. Murine renal ischaemia-reperfusion injury. Nephrology. 13 (5), 390-396 (2008).
  17. Skrypnyk, N. I., Harris, R. C., de Caestecker, M. P. Ischemia-reperfusion model of acute kidney injury and post injury fibrosis in mice. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (78), e50495 (2013).
  18. Hesketh, E. E., et al. Renal ischaemia reperfusion injury: a mouse model of injury and regeneration. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (88), e51816 (2014).
  19. Wei, J., et al. New mouse model of chronic kidney disease transitioned from ischemic acute kidney injury. American Journal of Physiology. Renal Physiology. 317 (2), 286-295 (2019).
  20. Basile, D. P., Leonard, E. C., Tonade, D., Friedrich, J. L., Goenka, S. Distinct effects on long-term function of injured and contralateral kidneys following unilateral renal ischemia-reperfusion. American Journal of Physiology – Renal Physiology. 302 (5), 625-635 (2012).
  21. Polichnowski, A. J., et al. Pathophysiology of unilateral ischemia-reperfusion injury: importance of renal counterbalance and implications for the AKI-CKD transition. American Journal of Physiology. Renal Physiology. 318 (5), 1086-1099 (2020).

Tags

Renal Ischemia-reperfusion InjuryUnilateral Renal Ischemia ModelAcute Renal FailureMouse ModelIschemic InsultVascular ClampRenal PedicleIschemia PeriodReperfusionSham Control

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Godoy, J. R., Watson, G., Raspante, C., Illanes, O. An Effective Mouse Model of Unilateral Renal Ischemia-Reperfusion Injury. J. Vis. Exp. (173), e62749, doi:10.3791/62749 (2021).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image