هنا يصف لنا وضع بروتوكول لقياس معدل الترشيح الكبيبي (GFR) في واعية، تتحرك بحرية الفئران باستخدام جهاز GFR عبر الجلد.
تحليل عبر الجلد لمعدل الترشيح الكبيبي (GFR) هو أسلوب المنشأة المستخدمة لتقييم الوظيفة الكلوية في نماذج الماوس وفار من إصابة الكلي الحاد وأمراض الكلي المزمنة. يتكون نظام القياس من كاشف fluorescence المنمنمة التي ترتبط مباشرة الجلد على الجزء الخلفي الحيوانات واعية، تتحرك بحرية، وتدابير حركية الإفراز للتتبع GFR الخارجية، فلوريسسين-isothiocyanate (فيتك) سينيسترين مترافق (الاينولين تناظرية). وقد وصفت هذا النظام بالتفصيل في الفئران. ومع ذلك، بسبب صغر حجمها، قياس GFR transcutaneous في الفئران تحديات إضافية التقنية. في هذه الورقة نقدم لذلك أول دليل عملي مفصل باستخدام شاشات GFR عبر الجلد في الفئران استناداً إلى تجربة مشتركة من ثلاثة محققين المختلفة الذين يقومون بهذا التحليل في الفئران على مدى عدد من السنوات.
استخدام transcutaneous GFR مراقبين في الفئران أولاً أبلغت شرايبر والزملاء في عام 2012، وتم التحقق من صحتها بمقارنة القياسات GFR التي تم الحصول عليها باستخدام هذا الأسلوب، مع النتائج التي حصلت عليها قياس مباشر لإزالة بولس فيتك-سينيسترين من عينات الدم المسلسل1. وحتى الآن، كان هناك 35 منشورا لاستعراض الأقران التي استخدمت transcutaneous GFR مراقبين في الجرذان والفئران (يمكن الاطلاع على قائمة مستوفاة بانتظام مقالات صحفية وملخصات المؤتمرات التي يستخدم فيها جهاز GFR الإكلينيكية في ميديبيكون الموقع2). قياسات GFR عبر الجلد في الفئران والجرذان وقد وصفت في عدد من المنشورات1،3،،من45، وشريط فيديو تعليمي مما يدل على استعمالها في الفئران تم نشر6. ومع ذلك، والقياس في الفئران يعرض تحديات تقنية إضافية. هنا، نحن نقدم أول دليل عملي مفصلة لاستخدام شاشات GFR عبر الجلد في الفئران.
وهناك مجموعة متنوعة من الأسباب لماذا بدأت المحققين لصالح استخدام شاشات GFR عبر الجلد لتقييم الوظيفة الكلوية في نماذج القوارض. قياس عبر الجلد لإزالة سينيسترين فيتك قد ثبت أن توفر مقياسا أكثر حساسية ودقة من وظيفة الكلي مقارنة بالمعلمات التقليدية لوظيفة الكلي مثل مصل الدم وكرياتينين اليوريا النيتروجين (بون)7، 8. من خلال تنفيذ خوارزمية تحسين تقييم، أظهرت فريدمان وزملاؤه أن يصل النظام إلى الدقة مقارنة بمعيار الذهب، تقنية ضخ مستمر ل قياس GFR3. كما أظهرت الدراسات الحديثة أنه يمكن استخدام التحليل المتسلسل باستخدام transcutaneous GFR مراقبين لدراسة التغيرات المبكرة في وظيفة الكلي، فضلا عن الانتعاش وظيفية بعد التعريفي لإصابة الكلي الحاد (أكي) دون التدخل في دم الحيوانات وحدة التخزين أو الهليوكبتر، نظراً للفحص لا يتطلب متسلسلة الدم أخذ العينات9،10. القدرة على قياس GFR بدقة عالية وحساسية مرارا وتكرارا في الحيوان نفسه يجعل هذا الأسلوب جذابة لمجموعة متنوعة من التخصصات المختلفة للبحث. استخدمت شاشات GFR عبر الجلد بالشركات الصيدلانية لتقييم سمية مركبات جديدة، وكذلك في الجامعات للبحوث الأساسية ومتعدية الجنسيات.
هذه المخطوطة والفيديو التدريب المصاحب توفير مبادئ توجيهية عملية لاستخدام عبر الجلد شاشات GFR في الفئران. من أهم الخطوات في الإجراء الملحق الصحيح للجهاز على ظهر الحيوان، والتفاف الشريط حول البطن بشكل أمن. أفضل وضع قليلاً اليسرى أو اليمنى من خط الوسط، عبر القفص الصدري. التصحيح والجهاز بحاجة لإلحاقها بحزم بالجلد، ولكن لا تكون ضيق حيث أنها تحد من التنفس، الحركة، أو تؤثر على الدورة الدموية في الجلد تحت الجهاز، كما سيؤدي ذلك إلى القياسات الخاطئة/غير دقيقة. وبالإضافة إلى ذلك، نظراً لرصد حدوث في الفئران واعية بعد أنهم استعادوا من التخدير، تصحيح وضع الجهاز من جانب الجسم مع تدخل أدنى من نتائج الحركة في القياسات عبر الجلد مع القليل من المصنوعات اليدوية حركة. ولهذا السبب، من المهم أن لا يتم وضع الجهاز قريبة جداً من الأطراف العليا حيث أن الفئران يمكن أن تتحرك أكتافهم بحرية.
من المهم أن تضطرين الفئران يوم أو يومين قبل قياس GFR، إزالة الشعر يؤثر على قياس إزالة فيتك-سينيسترين، مع البيانات الأولية تشير إلى أن إزالة الشعر قبل قياس GFR يزيد عبر الجلد مباشرة الظاهر نصف عمر فيتك-سينيسترين. إليه هذا غير معروف. ولذلك، من أجل الحصول على قياسات موثوقة عبر نقاط زمنية متعددة وبين التجارب، من المستصوب تضطرين الفئران في وقت مبكر، للسماح للجلد للتعافي من هذه العملية قبل المتابعة مع قياسات GFR. ينبغي عدم تطبيق كريم إزالة الشعر لنفس المنطقة من الجلد داخل ح 72 طلب مسبق، لتجنب الأضرار الكيميائية على الجلد. في كثير من الحالات، إعادة نمو الفراء يستغرق عدة أيام أو حتى أسبوع، وحتى إعادة التطبيق لإزالة الشعر كريم داخل ح 72 يمكن تجنبها بسهولة.
لتصل إلى 50% من مصل الدم يفرز كرياتينين قسم أنبوبي في الفئران13، ولأن هناك زيادة الاستيعاب من اليوريا من الكلوية عند الفئران المجففة14، كرياتينين المصل وبون علامات سوء الوظيفة الكلوية. ومع ذلك، بسبب راحتهم، تواصل هذه الاختبارات استخدامها كمقياس الرئيسي للوظيفة الكلوية في الدراسات الإكلينيكية AKI وكد في الفئران. بيد تمشيا مع مساهمة كبيرة من إفراز أنبوبي لإفراز الكرياتينين في الفئران مع العادي أو بالقرب من وظيفة كلوية طبيعية13، كرياتينين المصل أظهرت العلاقة قليلاً مع إزالة فيتك-سينيسترين في معدلات إزالة الألغام عالية (منخفضة عمر فيتكسينيسترين)، التي تشير إلى أن الكرياتينين تدبير غير حساسة لوظيفة الكلي في الفئران مع إصابة الكلي معتدل. على النقيض من ذلك، بينما كعكة يرتبط ارتباطاً جيدا مع إزالة فيتك-سينيسترين في الفئران مع الكلوي معتدل، هناك ترابط الفقراء بين بون وفيتك-سينيسترين التخليص في الفئران مع أشد الضرر الكلي (من نصف العمر فيتك-سينيسترين عالية). المرجح أن يحدث هذا بسبب آثار الاستيعاب اليوريا المرتبطة بالجفاف في الحيوانات المريضة بإصابة الكلي الحادة.
وميزة رئيسية لقياس GFR عبر الجلد، بالمقارنة مع سائر التخليص بلعه أو تقنيات ضخ مستمر لقياس GFR، أنها تتطلب عناية توقيت مجموعات الدم أو البول. يمكن أن تكون هذه تحديا كبيرا في الفئران كما لديهم كميات الدم الإجمالي المنخفض وإخراج البول مقارنة بالفئران. وعلاوة على ذلك، تحتاج الفئران إلى معالجة فقط للحجز على الجهاز والحقن، ولكن ليس فينيبونكتوريس متعددة، كما هو مطلوب بلعه الكلاسيكية التخليص تجارب15. وعلاوة على ذلك، مدة التخدير قصيرة، وعلى هذا النحو فمن الممكن لإجراء القياسات المتكررة في الفئران الفردية على مر الزمن. التردد الذي يمكن إجراء القياسات أساسا يعتمد على الحالة الصحية للفئران، والاستعداد للباحث للحقن الوريدي، والأنظمة المؤسسية المحلية على دورات متكررة من التخدير. في الفئران صحية، يصب، يمكن إجراء قياسات GFR عبر الجلد يوميا، مع آثار ضئيلة أو لا الضارة على الماوس. بيد أن الفئران المصابين يعانون من AKI أو كد من غير المحتمل أن تتسامح مع دورات التخدير المتكررة وكذلك الفئران صحية وهكذا ينبغي تخفيض تواتر القياسات.
القيد الرئيسي لقياس GFR عبر الجلد، مقارنة بأساليب إزالة بلعه لقياس GFR في الفئران أن حركية الإفراز تقاس فقط كتغيير في كثافة fluorescence النسبي على مر الزمن، وليس تركيزات الراسم المطلق. وبسبب هذا، فمن الممكن لقياس ثابت معدل من الانحلال الأسى واحد من إفراز الحركية، وتقدير قريب جداً من GFR تطبيع على حجم خارج الخلية16فقط. للتعبير عن GFR في مل/دقيقة، قد حجم خارج الخلية من الحيوان تقدير استخدام معامل التحويل الذي أنشئ في الدراسات السابقة التي كانت قياسات متزامنة من تركيزات البلازما فيتك-سينيسترين إجراء1. ومع ذلك، عامل التحويل هذا قد لا بشكل صحيح تقدير حجم السوائل خارج الخلية على قدم المساواة جيدا في جميع الفئران، نظراً لحجم السوائل يمكن أن تتأثر بمجموعة متنوعة من عوامل خارجية، بما في ذلك العمر، والجنس، والحالة ترطيب (والتي يمكن أن تتأثر بالعمليات الجراحية التدخلات، فضلا عن إصابة الكلي)، والوزن17. بيد يخضع قياس GFR transcutaneous خلافا بلعه الجرعات أسلوب تقييم GFR في الفئران، أقل تقلب تتوقف على المشغل كما أنه لا يتأثر بالجرعات أخطاء أو أخطاء في توقيت مجموعات الدم.
قيد آخر من تقنية قياس GFR transcutaneous أن الأساس إشارة تحولات قد تحدث أثناء القياس سبب تبيض فلوروفوريس الجلد والتخدير اللازمة لحقن الجهاز المرفق والتتبع. هذا القيد ألقي فريديمان والزملاء بتنفيذ خوارزمية تصحيح3. أن تنفيذ هذه الخوارزمية التي أدت إلى تحسين الدقة في تقنية مماثلة لأسلوب تسريب مستمر من الاقتطاعات GFR عبر الجلد.
المتداولة وسؤال ما إذا كان يؤثر لون بشرة في سلالات مختلفة من الماوس عبر الجلد تطهير فيتك-سينيسترين. لون بشرة يقلل كثافة إشارة فيتك-سينيسترين حيث تمتص الصبغات الداكنة الإثارة زرقاء وخضراء انبعاث إشارات من القياسات فيتك-سينيسترين. معدل إفراز فيتك-سينيسترين غير مستقلة عن مجمل إشارة كثافة. وعلاوة على ذلك، في حين انخفاض إشارة المقاسة، الإشارات الخلفية أيضا أقل في الفئران المصطبغة. لأن الإشارات الخلفية عبارة عن خليط من أوتوفلوريسسينسي فلوروفوريس الجلد وانعكاس الضوء الإثارة، وجدنا أن نسبة الإشارات الخلفية إلى حد أقصى مماثل، أو حتى أفضل، في الحيوانات المصطبغة. وباﻹضافة إلى ذلك، التحف الحركة، التي يسببها التعرض للجلد المحيطة بها ليعكس الضوء، خفضت في الفئران المصطبغة منذ الضوء المنعكس أيضا تمتصه بشرة.
وفي الختام، يسمح هذا الأسلوب وقد قدمنا دقة قياس GFR في واعية، تتحرك بحرية الفئران لجميع أنواع البشرة. كما التقنية مستقلة لأخذ عينات من الدم، يمكن استخدامه مرارا وتكرارا على الحيوان نفس الملاحظات طولية في نماذج كد، وكذلك لقياس التغيرات السريعة التي تحدث بعد تحريض أكي من GFR.
The authors have nothing to disclose.
هذا العمل كان يدعمها مركز فاندربيلت لأمراض الكلي (فكد)، ومولت جزئيا بالمنح التالية: وزارة الدفاع PR161028 و R01DK112688 (مارك دي كايستيكير)
نحن نعترف بدعم لليرة سورية، الساعة ووزن الجسم من لجنة نهر الميكونج و EPSRC BBSRC تمولها المملكة المتحدة التجدد الطب منصة ” سلامة وفعالية، مع التركيز على محور تكنولوجيات التصوير ” (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 |