이 프로토콜에는 전체 신장 작업 업 사 질병 마우스 모델에서을 수행 하는 설명 합니다. 사 병의 모든 마우스 모델에 적용할 수 있는 사 기능의 자세한 기능, 구조, 및 기계적 분석 방법 허용.
인간의 신장 질환을 모방 murine 모델의 사용은 점점 일반적 되고있다. 우리의 연구는 당뇨병 신 장병 및 podocyte 관련 VEGF A 녹아웃 쥐; 사 기능 평가에 초점을 맞춘합니다 따라서,이 프로토콜 설명 전체 신장 작업-최대 광대 한 양의 신장 및 단일 마우스에서 얻을 수 사 기능에 관한 정보를 사용 하면 사 병의 이러한 마우스 모델을 평가 하기 위해 우리의 실험실에 사용 합니다. 사 기능을 평가 하기 위해 문학에서 제시 하는 다른 방법, 비교이 문서에 설명 된 메서드를 사용 하 여 여러 측면에서 완전히 평가 하 사 형 수 있습니다. 이 메서드를 사용 하 여 연구원 모델의 신장 형을 결정 하 고 표현 형을 개발 하는 왜에 관해서는 메커니즘을 평가할 수 있습니다. 질병의 기계 장치에 중요 한 정보는이 모델에 잠재적인 치료도 검토할 때 필요 합니다. 방법의 구조와 매우 구조 시험 뿐만 아니라 오 줌 알 부 민 크 비율 및 개별 사 물 침투성, 측정을 통해 사 여과 방 벽의 상세한 기능 평가 대 한 허용 정기 산 Schiff 얼룩이 및 전자 현미경을 사용 하 여. 또한, mRNA와 단백질 수준에 유전자 dysregulated의 분석을 사 기능의 기계적 분석을 수 있습니다. 이 프로토콜 사 질병의 모든 마우스 모델에 적용 될 수 있는 일반 하지만 적응할 수 있는 방법을 설명 합니다.
인간의 신장 질환을 모방 murine 모델의 사용은 점점 일반적 되고있다. 이러한 murine 모델 포함 자발적인 모델을 자연스럽 게 고혈압 쥐 (SHR)1, streptozotocin (STZ)-당뇨병 쥐와 쥐2, 유도 및 db/db 타입 II 당뇨병 쥐3와 같은 유전자 조작된 모델 기본 podocyte 특정 초점 단편 사 경화 증 (FSGS) 모델4, podocyte 특정 혈관 내 피 성장 인자 (VEGF-A) 노크 아웃 (VEGF-A 코) 모델5, 그리고 Alport 증후군6, 모델 인수 5/6 신7 과8의 일방적인 ureteral 방해 (UUO) 모델 등 모델. 이러한 모델에서 사 기능의 다양 한 측면을 평가, 몇 가지 기술을 사용할 수 있습니다. 이 방법은 종이의 목적은 완전히 평가 사 기능 신장 질환의 마우스 모델에서 수행 해야 하는 포괄적인 작업 최대 보여.
이 메서드를 사용 하 여 뒤에 근거는 그것 완전히 여러 측면에서 평가 하 사 형 수 있습니다. 이 평가 사 침투성, 단백질, 물, 사 구조 이상, 그리고 식/mRNAs 및 단백질 정상 사 기능에 대 한 필수의 접합에 변화를 포함 한다. 이 메서드를 사용 하 여 연구원 모델의 신장 형을 결정 하 고 표현 형을 개발 하는 왜에 관해서는 메커니즘을 평가할 수 있다. 이것은 이러한 모델에 잠재적인 치료도 검토할 때 필요한은 질병의 메커니즘에 대 한 중요 한 정보 이다.입니다.
문학, 그것은 사 질병 표현 형의 소변에서 알 부 민 증가 수준에 의해 결정 됩니다의 마우스 모델을 제시 하는 일반적인 발생. 그러나, 증거가 제안 사 기능을 결정 하는 하나의 방법을 하지 항상 효과; 총 신장 기능, 그리고 개별 glomeruli의 정보를 제공 합니다만 요 알 부 민 배설 속도 또는 오 줌 알 부 민 크 비율 (uACR)를 측정. 이전 연구 침투성 다른 glomeruli 같은 신장5,,910에서에서 변화할 수 있다 설명 했다. 또한, 개별 glomeruli의 침투성의 평가 평가 사 기능;의 더 민감한 방법 개별 사 물 침투성 측정 기술 (LpA / V나) uACR9측정 보다 사 기능에서 변화에 더 민감한 것으로 나타났습니다. 이 분석 결과 저항 proteinuria c57BL/6 배경11등을 마우스 모델에서 유용 합니다. 현재 방법 종이의 장점은 그것은 알 부 민을 총 신장 침투성 뿐만 아니라 개별 사 침투성 물 검사.
사 구조적 이상이의 검사는 종종 얼룩 등 정기 산 Schiff (PA), trichrome, 그리고 실버 얼룩의 배터리에 의해 평가 됩니다. 이러한 점수 매기기 방법을 통해 신장 질병의 수준을 평가 하는 훈련된 신장 병리학 자 가능 모든 좋은 방법, 사 매크로 구조에 변화에 항상 나타나지 않으면 비록 급성 신장 손상 모델12. 이 메서드는 실행 위에서 설명한 신장 조직학 기술, 뿐만 아니라 사 울트라 구조 또한 평가 되어야 합니다 전자 현미경 (EM)를 통해 제시 한다. 얼룩진된 glomerulus 상대적으로 일반 조명 현미경; 정상 볼 수 있습니다. 그러나, EM, 작은 변화, 사 지하실 멤브레인 (GBM) 폭에서과 평가 시 podocyte 발 과정 겸, 내 피 fenestrations, 그리고 하위-podocyte 공간 범위 분석 이다. 따라서, 사 울트라-구조와 마이크로 구조 사 역의 메커니즘을 확인 평가 생명 이다.
평가 사 구조 이상, 뿐만 아니라 사 질병의 메커니즘을 더 명료 하 mRNA와 단백질 표정 및 접합로 단백질 활성화 (예를 들어, 인 산화), 변화를 시험 한다. 사 병을 볼 때 또는, 예를 들어, 코/오버-expressing 유전자는 podocyte 전용 VEGF-A 코 마우스5, 같이 사 셀에 특히 중요 하다 단백질 mRNA의 변화만 내 검사는 사 세포, 그리고 전체 신장 하지입니다. 이 프로토콜 있는 glomeruli 마우스 신장 피 질에서 격리 되며 다음 단백질/RNA 격리 하는 방법을 설명 합니다. 이 질병 모델의 glomeruli 단백질/mRNA dysregulation의 특정 분석을 수 있습니다.
이 프로토콜의 광대 한 양의 신장 및 단일 마우스에서 얻을 수 사 기능에 관한 정보를 사용 하는 사 질병 마우스 모델에서 실행 되어야 하는 최대-전체 신장 작업에 설명 합니다. 사 병의 모든 마우스 모델에 적용할 수 있는 사 기능의 자세한 기능, 구조, 및 기계적 분석 방법 허용.
이 프로토콜의 광대 한 양의 신장 및 단일 마우스에서 얻을 수 사 기능에 관한 정보를 사용 하는 사 질병 마우스 모델에서 실행 되어야 하는 최대-전체 신장 작업에 설명 합니다. 각 방법의 중요 한 단계 (uACR 및 플라즈마 크 측정), 전체적으로는 신장에의 침투성의 평가 포함 하 여 사 기능의 자세한 기능, 구조, 및 기계적 분석에 대 한 허용의 침투성 개별 glomeruli (사 LpA / V나), 구조 변경 (파, Trichrome 블루, 그리고 EM), 단백질 지 방화 (면), 그리고 사 유전자 발현 (RT-PCR 및 서쪽 blotting)의 검사. 이 메서드는 키 사 기능 신장 질병 마우스 모델에서의 전체 평가를.
GFB의 침투성을 평가할 때 효과적인 측정17,18로 기존의 uACR 또는 24 시간 알 부 민 배설 속도 사용 하 여 많은 연구 하셨습니다. 비록 이러한 기술을 허용 전체 GFB 침투성의 평가, 개별 사 침투성 평가 및 glomeruli 사이 유사에 대 한 허용 하지 않습니다. 이전 연구는 사 LpA의 측정 발견 / Vi GFB 침투성5,9에 변화의 더 민감한 측정 될. 사실,이 문서에서 설명 하는 대표적인 결과에서 14 주에 게시 VEGF-A 코의 유도, VEGF-A 코 X Neph-VEGF-A165b 쥐 VEGF-A 코 쥐;에 비해 상당히 낮은 uACR 그러나,이 결과는 사 LpA에에서 반영 되지 않습니다 / V나 측정, VEGF A165b 크게 방지 하지 않았다 GFB 침투성 (그림 1 및 그림 2)5증가. 이 신장 침투성 및 개별 glomeruli의 침투성을 평가 하기 위해 여러 개의 분석 실험을 사용의 중요성을 보여줍니다. 또한, 사 LpA / V나 oncometric 분석 결과 제안 같은 신장에서 개별 glomeruli의 침투성 크게 다를 수 있습니다, 특히 질병 모델5,10, 19. 사 LpA를 측정 한 제한 / V나 그것만 실험 끝점;에서 수행할 수 있습니다 따라서, 일반 uACR 측정 실험 끝점의 표시를 제공 해야 합니다.
기능 형 평가, 이외에 현재 메서드는 또한 구조 및 ultrastructural 표현 형의 평가 권장 합니다. 이 행 해질 수 있다 파, trichrome, 같은 얼룩은 얼룩;의 선택을 사용 하 여 각 사 형태학의 다양 한 측면을 평가 하기 위해. 종종 마우스 모델의 경우는 사 병의 급성 모델에는 어떤 주요 구조적 이상이 있습니다 훈련된 신장 병리학이이 얼룩을 사용 하 여 감지 하기가 어려울 수 있습니다. 따라서, EM 수행 평가 매개 GBM, 내 피 fenestrae 크기 및 수, 및 podocyte 특성의 정량적 측정을 허용 GFB의 열 대권 외 건의 된다. 이러한 측정 수행에 최소한의 교육 요구 및 셀-종류/구조는 질병 모델에 영향을 확인 하기 위해 조사를 수 있습니다. 예 대표 결과에 VEGF-A 코 마우스 발견 사 질병의 가벼운 모델로, 따라서, 아무 주요 구조적 이상이 파스 얼룩에 참석 했다. 그러나, podocyte 특정 VEGF-A 코 않았다 유도 GBM, podocytes, 및 내 피 세포에 대 한 변경 사항을 사 울트라 구조5를 조사 하면. 불행 하 게도, 현재의 방법에서 설명 하는 그들에 대 한 신장의 준비 또한 GFB19의 침투성에 중요 한 영향으로 알려져 내 피 glycocalyx의 감지를 사용 하지 않습니다. Glycocalyx 깊이 정확 하 게 측정 하기 위해서는 신장 해야 합니다 2.5%도 내 피 glycocalyx 라벨에 대 한 1 %Alcian 블루 perfuse-고정 Oltean 외19에 설명 된 대로.
기능과 구조 표현 형 평가 되어, 일단 다른 유전자 및 통로의 식/활성화 패턴은 glomeruli에서 특히 평가 다음 수 있습니다. 이전 초 구조 평가 관련 된, podocyte 또는 내 피-특정 유전자/경로 검사 해야 합니다 여부를 나타내는 형식/사 구조 셀에 대 한 몇 가지 정보를 줄 수 있습니다. 예를 들어 VEGF-A 코 쥐에서 대표적인 결과에서 내 피 fenestrae 수에 있는 감소 (그림 3D) 관찰 되었다; 따라서, VEGF A 통로에 관련 된 것으로 알려져 내 피 마커의 사 단백질 발현 조사 되었다; VEGFR-2 (그림 4B)5. glomeruli에 단백질의 표현 뿐만 아니라 그들의 지 방화 수 또한 구상 될 경우를 사용 하 여. 연구에서 장 외20, podocyte 특정 overexpression GLUT1의 공동 podocin와 증가 GLUT1 지역화 하는 경우 의해 podocytes에서 확인 됐다.
사 기능을 평가 하기 위해 문학에서 제시 하는 다른 방법, 비교 사 질병 마우스 모델에서 신장 기능을 평가 하기 위해이 문서에서 설명 하는 메서드를 사용 하 여 수에서 완전히 평가 하 사 형 여러 측면입니다. 이 메서드를 사용 하 여 연구원 모델의 신장 형을 결정 하 고 표현 형을 개발 하는 왜에 관해서는 메커니즘을 평가할 수 있다. 질병의 기계 장치에 중요 한 정보는이 모델에 잠재적인 치료도 검토할 때 필요 합니다. 이 메서드는 질병 고기 및 잠재적인 치료제의 평가에 모두 사 기능으로 미래의 수사에 쉽게 적용할 수 있습니다.
결론적으로,이 일반 및 적응 프로토콜의 광대 한 양의 신장 및 단일 마우스에서 얻을 수 사 기능에 관한 정보를 사용 하는 사 질병 마우스 모델에 대 한 전체 신장 작업을 설명 합니다. 사 병의 모든 마우스 모델에 적용할 수 있는 사 기능의 자세한 기능, 구조, 및 기계적 분석 방법 허용.
The authors have nothing to disclose.
이 작품은 영국 심장 재단, 리처드 밝은 VEGF 연구, 믿음과 MRC에 의해 지원 되었다.
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 |