Bu iletişim kuralı bir tam böbrek iş-up glomerular hastalığı fare modellerinde yürütülmesi gereken açıklar. Yöntemler glomerular hastalığı tüm fare modelleri uygulanabilir glomerular işlevinin ayrıntılı işlevsel, yapısal ve mekanik analiz için olanak sağlar.
İnsan böbrek hastalığı taklit etmek için fare modelleri kullanımını giderek yaygın hale geliyor. Bizim araştırma diyabetik nefropati ve podocyte özgü VEGF-bir knock-out fareler glomerular işlev değerlendirmesi üzerine odaklanmıştır; Bu nedenle, bu protokol tam böbrek iş-up bizim laboratuarımızda glomerular hastalığı, böbrek ve tek bir fare elde edilecek glomerular fonksiyonu ile ilgili bilgiler çok miktarda etkinleştirme bu fare modelleri değerlendirmek için kullanılan açıklar. Glomerular işlevini değerlendirmek için literatürde sunulan alternatif yöntemleri ile karşılaştırıldığında glomerular fenotip birden çok yönleri tam olarak değerlendirilmek üzere bu makalede açıklanan yöntemi kullanımını etkinleştirir. Bu yöntemi kullanarak, araştırmacı böbrek fenotip modeli belirlemek ve mekanizma neden fenotip geliştirir olarak değerlendirin. Mekanizması bu hayati bilgileri hastalığının bu modeller potansiyel terapötik caddeleri incelerken gereklidir. Glomerular filtrasyon bariyer ölçüm üriner albümin kreatinin oranı ve bireysel glomerular Su geçirgenliği hem yapısal ve ultra yapısal muayene ile ayrıntılı işlevsel değerlendirme yöntemleri izin Periyodik asit Schiff leke ve elektron mikroskobu kullanarak. Ayrıca, genlerin dysregulated mRNA ve protein düzeyinde analizini glomerular işlevinin mekanik çözümleme sağlar. Bu iletişim kuralı glomerular hastalığı tüm fare modelleri için uygulanan yöntemler genel ancak uyarlanabilir özetliyor.
İnsan böbrek hastalığı taklit etmek için fare modelleri kullanımını giderek yaygın hale geliyor. Fare modelleri gibi kendiliğinden hipertansif fareler (SHR)1, streptozotocin (STZ) spontan modelleri içerir-indüklenen diyabetik sıçan ve fareler2ve db/db yazın II diyabetik farelerin3, genetik modeller gibi birincil podocyte özgü fokal segmental glomerular skleroz (FSGS)4, podocyte özgü vasküler endotelyal büyüme faktörü (VEGF-A) knock-out (VEGF-A KO) modeli5, modeller ve Alport sendromu6modelleri ve elde 5/6 nefrektomi7 ve tek taraflı üreteral obstrüksiyon (UUO) model8gibi modelleri. Bu modeller glomerular işlevinde farklı yönlerini değerlendirmek için çeşitli teknikler kullanılabilir. Böbrek hastalığı fare modellerinde glomerular işlevi tam olarak değerlendirmek için gerçekleştirilmesi gereken kapsamlı bir iş-up göstermek için bu yöntemi kağıt amacı budur.
Bu yöntemin kullanılması arkasındaki mantığı birden çok yönleri tam olarak değerlendirilecek glomerular fenotip sağlar olduğunu. Bu glomerular geçirgenliği, protein ve su, glomerular yapısal anormallikler ve ifade/yapıştırma mRNA’ların ve proteinler normal glomerular fonksiyonu için temel değişiklikler için değerlendirme içerir. Bu yöntemi kullanarak, araştırmacı böbrek fenotip modeli belirlemek ve mekanizma neden fenotip geliştirir olarak değerlendirmek mümkün. Bu hastalığın bu modeller potansiyel terapötik caddeleri incelerken gerekli olan mekanizma üzerinde hayati bilgi yok.
Literatürde, glomerular hastalığı fenotip idrarda albümin artan bir düzeyde tarafından belirlendiği yerde bir fare modeli ile sunulmak üzere ortak bir durum. Ancak, glomerular işlevi belirlemek için tek bir yöntem her zaman etkili değildir önermek kanıt yoktur; üriner albümin atılımı oranı ya da üriner albümin kreatinin oranı (uACR) ölçme sadece toplam böbrek fonksiyonları üzerine ve bilgiler değil, bireysel glomeruli sağlar. Önceki çalışmalarda geçirgenliği farklı glomeruli aynı böbrek5,9,10değişebilir gösterdi. Buna ek olarak, bireysel glomeruli geçirgenliği değerlendirilmesi glomerular işlevi değerlendirme, daha duyarlı bir yoludur; bireysel glomerular Su geçirgenliği ölçüm tekniği (LpA / Vben) glomerular işlevinde uACR9ölçme daha değişiklikler daha duyarlı olmak göstermiştir. Bu tahlil fare modelleri dirençli proteinüri, bu c57BL/6 arka plan11gibi için bu faydalıdır. Mevcut yöntemi kağıdın hem toplam böbrek geçirgenliği albümin için hem de bireysel glomerular geçirgenliği su inceliyor avantajdır.
Glomerular yapısal anormallikler incelenmesi kez lekeleri gibi periyodik asit Schiff (PAS), trichrome, ve gümüş lekelerin bir pil tarafından değerlendirilir. Bunlar bir skor yöntemi ile böbrek hastalığı düzeyini değerlendirmek eğitimli bir böbrek patolog etkinleştirin. Her ne kadar tüm iyi yöntemleri, glomerular makro yapısındaki değişikliklerden her zaman içinde gözlenir değil akut böbrek yaralanma12modelleri. Bu yöntem yukarıda açıklanan böbrek Histoloji teknikleri yerine getiren ek olarak, glomerular ultra-yapısı da elektron mikroskobu (EM) değerlendirilmek ki öneriyor. Lekeli glomerulus nispeten normal ışık mikroskop altında normal bakabilirsiniz; Ancak, EM, glomerular membran (GBM) genişliğinde küçük değişiklikler ile değerlendirmesi üzerine podocyte ayak işlem efasman, endotel fenestrations ve alt-podocyte alan kapsama analiz. Bu nedenle, glomerular ultra-yapısı ve mikro-yapısı değerlendirildi da glomerular disfonksiyon mekanizmasının belirlemek için hayati önem taşımaktadır.
Glomerular yapısal anormallikler değerlendirme ek olarak, mRNA ve protein ifade ve yapıştırma yanı sıra protein harekete geçirmek (Örneğin, fosforilasyon) değişiklikleri daha da glomerular hastalığı mekanizmaları aydınlatmak için incelenmesi gerekir. Glomerular hastalığı ararken veya örneğin, KO/aşırı-expressing bir gen glomerular hücreleri, örneğin podocyte özgü VEGF-A KO fare5‘ i gibi özellikle de bu protein ve mRNA değişiklikleri yalnızca içinde incelenir önemlidir glomerular hücreler ve değil bütün böbrek. Bu iletişim kuralı glomeruli fare böbrek korteks izole edilmiştir ve sonra protein/RNA izole bir yöntem açıklanır. Bu hastalık modeli glomeruli içinde protein/mRNA bozukluk belirli analiz sağlar.
Bu iletişim kuralı bir tam böbrek iş-up bu fare modelleri glomerular hastalığı, böbrek ve tek bir fare elde edilecek glomerular fonksiyonu ile ilgili bilgiler çok miktarda etkinleştirme gerçekleştirilmesi gerektiğini açıklar. Yöntemler glomerular hastalığı tüm fare modelleri uygulanabilir glomerular işlevinin ayrıntılı işlevsel, yapısal ve mekanik analiz için olanak sağlar.
Bu iletişim kuralı bir tam böbrek iş-up bu fare modelleri glomerular hastalığı, böbrek ve tek bir fare elde edilecek glomerular fonksiyonu ile ilgili bilgiler çok miktarda etkinleştirme gerçekleştirilmesi gerektiğini açıklar. Her yöntemin kritik adımlarda glomerular işlevi, böbrekler geçirgenliği (uACR ve plazma kreatinin ölçümleri), bir bütün olarak değerlendirilmesi de dahil olmak üzere ayrıntılı işlevsel, yapısal ve mekanik analiz için izin geçirgenliği bireysel glomeruli (glomerular LpA / Vben), yapısal değişiklikler (PAS, Trichrome mavi ve EM) protein yerelleştirme (Eğer) ve glomerular gen ekspresyonu (RT-PCR ve Western blot). Bu yöntemler fare modelleri böbrek hastalığının glomerular işlevinde tam değerlendirilmesi anahtarıdır.
GFB geçirgenliği değerlendirirken konvansiyonel uACR veya 24 h albümin atılımı oranı etkili ölçü17,18kullanmak için birçok çalışma seçtiniz. Bu teknikler olanak GFB geçirgenliği bir bütün olarak değerlendirilmesi, ancak bu bireysel glomerular geçirgenliği değerlendirme ve glomeruli arasında varyasyon için izin vermiyor. Önceki çalışmalarda glomerular LpA ölçümü bulduk / Vi GFB geçirgenliği5,9değişikliklere daha duyarlı bir önlem olarak. Nitekim, bu yazıda gösterdi temsilcisi sonuçlarında 14 hafta VEGF-A KO, VEGF-A KO X Neph-VEGF-165b fareler VEGF-A KO fareler için karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha düşük bir uACR var A indüksiyon sonrası; Ancak, bu sonuç glomerular Lpiçinde A yansıtılmamış / nerede VEGF-A165b önemli ölçüde engel olmayın Vben ölçümleri, GFB geçirgenliği (resim 1 ve Şekil 2)5‘ te artırır. Bu böbrek geçirgenliği ve bireysel glomeruli geçirgenliği değerlendirmek için birden fazla deneyleri kullanmanın önemini gösterir. Ayrıca, glomerular LpA / Vben oncometric tahlil öneriyor aynı böbrek üzerinden bireysel glomeruli geçirgenliği büyük ölçüde değişebilir, özellikle içinde hastalık modelleri5,10, 19. glomerular LpA ölçme için bir sınırlama / Vben onu yalnızca deneysel son nokta; gerçekleştirilebilir Böylece, normal uACR ölçümleri deneysel son nokta bir göstergesidir için gereklidir.
Fonksiyonel fenotip değerlendirme ek olarak, mevcut yöntemi de yapısal ve ultrastructural fenotip değerlendirilmesi teşvik eder. Bu yapılabilir gibi PAS, trichrome, lekeleri ve gümüş lekeleri; bir seçim kullanma Her glomerular morfoloji farklı yönlerini değerlendirmek için. Kez fare modelleri için geçerli, glomerular hastalığın akut modellerinde olduğunu eğitimli bir böbrek patolog olmadıkça bu lekeler kullanarak büyük yapısal anormallikler tespit etmek zor olabilir. Bu nedenle, EM taşıyan GBM, endotel fenestrae boyutu ve sayısı ve podocyte özellikleri gibi parametreleri nicel ölçüm sağlar GFB ultrastructure değerlendirmek için önerilmektedir. Böyle ölçümleri gerçekleştirmek için minimum eğitim gerektiren ve hücre-türleri/yapıların bir hastalığı modelinde etkilenen belirlemek için Dedektif sağlar. Glomerular hastalığın hafif bir model olmak için VEGF-A KO fare bulundu temsilcisi sonuçlarında gösterilen örnekte, böylece, hiçbir büyük yapısal anormallikler PAS boyama üzerine hazır bulundu. Ancak, podocyte özgü VEGF-A KO GBM, podocytes ve endotel hücreleri değişiklikler glomerular ultra-yapısı5incelerken neden. Ne yazık ki, mevcut yönteminde açıklanan EM böbrek hazırlanması da GFB19geçirgenliği üzerinde önemli etkileri olduğu bilinmektedir endotel glycocalyx tespiti etkinleştirmez. Doğru glycocalyx derinlik ölçmek için böbrek Oltean ve ark19‘ açıklandığı gibi sıvı-sabit % 2.5 oxazolidin endotel glycocalyx etiketleme için % 1 Alcian mavi ile olmalıdır.
Fonksiyonel ve yapısal fenotip değerlendirildi sonra farklı genler ve yollar ifade/harekete geçirmek şekillerinin sonra glomeruli özel olarak tespit edilebilir. Önceki Ultra yapısal değerlendirme türleri/glomerular yapıları dahil, podocyte veya endotel özel genler/yollar muayene olup olmadığını gösteren hücre ile ilgili biraz bilgi verebilir misiniz. Örneğin, VEGF-A KO fareler temsilcisi sonuçlarından, (şekil 3D) endotel fenestrae numarasını bir azalma gözlenmiştir; Bu nedenle, VEGF-A yolu dahil olmak için bilinen bir endotel işaretleyici glomerular protein ifadesi incelenmiş; VEGFR-2 (Şekil 4B)5. Proteinlerin glomeruli ifadesi ek olarak, onların yerelleştirme da kullanarak görüntülenmeyecektir. Eğer artan GLUT1 ile podocin ortak yerelleştirme Zhang ve ark20tarafından bir çalışmada, podocytes tarafından yapılan GLUT1 podocyte özgü overexpression teyit edildi.
Glomerular işlevini değerlendirmek için literatürde sunulan alternatif yöntemleri ile karşılaştırıldığında fare modelleri glomerular hastalığı böbrek işlevinde değerlendirmek için bu kağıt belirtilen yöntem kullanımı tamamen üzerinden değerlendirilmek üzere glomerular fenotip sağlar. birden çok yönleri. Bu yöntemi kullanarak, araştırmacı böbrek fenotip modeli belirlemek ve mekanizma neden fenotip geliştirir olarak değerlendirmek mümkün. Mekanizması bu hayati bilgileri hastalığının bu modeller potansiyel terapötik caddeleri incelerken gereklidir. Bu yöntem kolayca hastalık fenotipleri ve potansiyel tedavi glomerular işlevi her iki değerlendirme içine gelecek araştırmalar için uygulanabilir.
Sonuç olarak, bir tam böbrek iş-up fare modelleri glomerular hastalığı, böbrek ve tek bir fare elde edilecek glomerular fonksiyonu ile ilgili bilgiler çok miktarda etkinleştirme için bu genel ve uyarlanabilir protokolünü açıklar. Yöntemler glomerular hastalığı tüm fare modelleri uygulanabilir glomerular işlevinin ayrıntılı işlevsel, yapısal ve mekanik analiz için olanak sağlar.
The authors have nothing to disclose.
Bu eser İngiliz kalp Vakfı, Richard Bright VEGF araştırma güven ve MRC tarafından desteklenmiştir.
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 |