Method Article
يمكن استخدام نموذج إصابة نقص التروية وإعادة التروية (IRI) في مراحل مختلفة من تطور إصابة الكلى الحادة (AKI) ، خاصة أثناء تطور AKI إلى مرض الكلى المزمن (CKD). هنا ، نصف إجراء تطوير نموذج IRI في الفئران عبر نهج عبر البطن ، وتثبيت العنق الكلوي عبر مقطع الأوعية الدموية للحث على إصابة إقفارية.
تعرف إصابة الكلى الحادة (AKI) بأنها انخفاض سريع في وظائف الكلى ، حيث يتطور الخلل الكلوي المستمر تدريجيا إلى مرض الكلى المزمن (CKD) بسبب الفقدان الذي لا رجعة فيه للنفرون وإصلاحها غير القابل للتكيف. في السنوات الأخيرة ، ازداد معدل الإصابة ب AKI فيما يتعلق بمسببات متنوعة ، بما في ذلك استنفاد الحجم ، والإنتان ، والسمية الكلوية ، وإصابة العضلات ، والصدمات الكبرى ، حيث تمثل إصابة نقص التروية وإعادة التروية (IRI) معظم الحلقات. يتم تطوير نموذج IRI في الفئران عن طريق التثبيت الجراحي للعنيق الكلوي ، والذي يوفر أدوات قوية ويمكن التحكم فيها للنماذج قبل السريرية ل AKI. الأهم من ذلك ، يتم نشر نموذج IRI في مراحل مختلفة من تطوير AKI ، خاصة في عمليات AKI إلى CKD. على الرغم من أن نموذج IRI يمارس على نطاق واسع في العديد من المختبرات ، إلا أن سلسلة من المتغيرات لا تزال تؤثر على نتائج هذا النموذج. هنا ، نصف إجراء تطوير نموذج IRI لتوفير طريقة قابلة للتكرار وموثوقة للباحثين لاستكشاف التسبب في المرض الأساسي في تطوير AKI وتطور AKI إلى CKD.
إصابة الكلى الحادة (AKI) هي متلازمة سريرية وخيمة ذات مراضة ووفيات كبيرة ، تعرف بأنها زيادة في الكرياتينين في المصل بمقدار ≥ 0.3 مجم / ديسيلتر (26.5 ميكرومتر / لتر) خلال 48 ساعة أو زيادة في الكرياتينين في الدم إلى ≥ 1.5 مرة خط الأساس خلال 7 أيام ، أو حجم البول < 0.5 مل / كجم / ساعة لمدة 6 ساعات1 ، 2،3. على الرغم من عقود من البحث ، فإن العلاج الفعال ل AKI يفتقر إلى التخفيف من تلف الكلى أو تسريع تعافي الكلى ، وتتطور نسبة كبيرة من مرضى AKI إلى مرض الكلى المزمن (CKD) 4،5،6. تشارك الجزيئات والمسارات المعقدة في AKI وتطورها جزئيا ، لذا توفر النماذج قبل السريرية أدوات قوية لكشف هذه التعقيدات لتطوير طرائق علاجية فعالة.
سريريا ، تعد إصابة نقص التروية وإعادة التروية (IRI) هي السبب الرئيسي ل AKI في حالات مختلفة ، بما في ذلك جراحات القلب والكبد ، والصدمة الدورية ، واستنفاد الحجم ، والإنتان ، وانسداد الأوعية الدموية الكلوية أو انسدادها ، وزرع الكلى ، وما إلىذلك 7. تم استخدام نموذج الماوس IRI-AKI منذ الستينيات. تم تطوير هذا النموذج عن طريق التثبيت الجراحي للعنيق الكلوي بمشابك غير مؤلمة في الفئران مما يؤدي إلى نقص التروية ويليه إعادة تروية تدفق الدم الكلوي عن طريق إزالة المشابك. يتميز نموذج IRI-AKI عادة بموت الخلايا الأنبوبية الكلوية وتلف أنسجة الكلى التدريجي. يعد IRI أحد أكثر النماذج شيوعا المستخدمة في التسبب في المرض والتدخل العلاجي في AKI لعدة أسباب: (1) تعمل بساطة وسلامة الإجراء الجراحي على تحسين معدل البقاء على قيد الحياة ومعدل نجاح نموذجIRI-AKI 8 ؛ (2) نظرا لأن نقص التروية هو سبب رئيسي في AKI البشري ، فإن نموذج IRI-AKI يستخدم بشكل أفضل لتقييم حدث AKIالسريري 9 ؛ (3) يمكن أن يقدم نموذج IRI إصابات الكلى وتغيرات في علم الأنسجة في مراحل مختلفة من AKI ، وهو ما ينطبق أيضا على دراسة التقدم من AKI إلى CKD10. اعتمادا على التصميم التجريبي ، تشتمل نماذج AKI التي يسببها IRI على IRI الثنائي ، وIRI أحادي الجانب مع الكلى المقابلة السليمة ، وIRI أحادي الجانب مع استئصال الكلية المقابل المتزامن. والجدير بالذكر أن نموذج IRI الثنائي يعتبر أكثر صلة بالحالات المرضية البشرية ل AKI لأن كلتا الكليتين قد تأثرتا بإمدادات الدم11. نموذج IRI قابل للتطبيق لمحاكاة آثار انخفاض تدفق الدم الكلوي بعد زراعة الكلى ، أو المجازة القلبية ، أو الأوعية الدموية الكلوية ، أو جراحة استبقاء الكلى ، وكذلك في وضع انخفاض ضغطالدم 9. هنا ، نصف الإجراء الخاص بنموذج IRI الثنائي لتوفير طريقة متسقة وموثوقة للباحثين لاستكشاف التسبب في التسبب في AKI الناجم عن نقص التروية.
تم استخدام ذكور الفئران C57BL / 6J في عمر 8 أسابيع ووزنها 25 جراما لإنشاء نموذج AKI عن طريق نقص التروية الثنائي. وفقا للدراسات السابقة ، نحافظ على درجة حرارة الجسم عند حوالي 36.5 درجة مئوية -37 درجة مئوية ، ومدة نقص تروية الكلى 30 دقيقة في جراحة IRI12،13. كانت هناك حاجة إلى ما مجموعه 6 فئران لكل مجموعة ، وكانت الفئران التي تعمل بشكل زائف بمثابة ضوابط. تمت الموافقة على التجارب على في هذه الدراسة من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامه (IACUC) بجامعة تشجيانغ لحماية رفاهية. تم تنفيذ جميع إجراءات البحث على وفقا للمبادئ التوجيهية والمبادئ الأخلاقية لجامعة تشجيانغ.
1. التحضير قبل الجراحة
2. الجراحة
3. رعاية ما بعد الجراحة
4. تقييم النموذج
حالة الكلى أثناء الجراحة
تتمثل سمة نقص التروية الناجحة في أن الكلى تتغير تدريجيا من الأحمر إلى الأرجواني الغامق في غضون 1-2 دقيقة ، وتتميز إعادة التروية الناجحة بتغير الكلى تدريجيا من اللون الأرجواني الغامق إلى الأحمر في غضون 1-2 دقيقة.
أنسجة الكلى بعد الجراحة
يعد تلطيخ HE والتلوين الدوري للحمض (PAS) الطرق المباشرة للتحقق من إصابة الكلى الحادة. في نموذج إصابة نقص التروية وإعادة التروية ، فإن الموقع المصاب السائد هو الجزء S3 من الأنابيب القريبة. تشمل المظاهر الكلاسيكية للتلف الأنبوبي الكلوي التمدد والاضطراب الأنبوبي الشديد ، وفقدان حدود الفرشاة ، والحطام المتساقط ، وموت الخلايا المبرمج للخلايا. يتم تسجيل الضرر الأنبوبي أيضا من خلال النسبة المئوية للأنابيب التالفة بطريقة عمياء: النتيجة 0 ، لا ضرر. النتيجة 1 ، <25٪ من الأنابيب التالفة ؛ النتيجة 2 ، 25٪ -50٪ الأنابيب التالفة ؛ النتيجة 3 ، 50٪ -75٪ الأنابيب التالفة ؛ النتيجة 4 ، >75٪ من الأنابيب التالفة. أكدنا التغيرات المرضية المميزة لدرجة الإصابة الأنبوبية الكلوية والمرتفعة في AKI الناجم عن نقص التروية (الشكل 1A-B).
وظيفة الكلى بعد الجراحة
يمكن تقييم الانخفاض في وظائف الكلى من خلال ارتفاع مستويات الكرياتينين و BUN في الدم ، والتي تم اكتشافها بواسطة محلل الكيمياء الجافة الأوتوماتيكي (الشكل 1C-D).
إصابة النبيبات الكلوية بعد الجراحة
يعتبر ليبوكالين المرتبط بالجيلاتيناز (NGAL) وجزيء إصابة الكلى -1 (KIM1) من المؤشرات الحيوية الراسخة والحساسة لتقييم الخلل الأنبوبي الكلوي للتحديد المبكر ل AKI15. في الواقع ، لاحظنا أن التعبير عن علامات الإصابة الأنبوبية المبكرة NGAL و KIM1 كان مرتفعا في AKI الناجم عن نقص التروية (الشكل 1 ه).
الشكل 1: الأنسجة ووظيفة الكلى في نموذج IRI الثنائي. (أ-ب) أظهر تلطيخ الهيماتوكسيلين - إيوسين (HE) والتلوين الدوري بالحمض - شيف (PAS) للأقسام الكلوية إصابة الكلى في نموذج IRI الثنائي (قضبان المقياس ، 100 ميكرومتر) والتقدير الكمي لدرجة الإصابة الأنبوبية. تظهر الأسهم فقدان حدود الفرشاة الأنبوبية ، والتوسع الأنبوبي والاضطراب ، والخلايا الظهارية المسطحة ، وحفر الخلايا الظهارية الأنبوبية. (C-D) الكرياتينين في الدم ومستوى BUN من الفأر الوهمي وثنائي IRI الثنائي. (ه) تحليل RT-qPCR للتعبير النسبي عن KIM1 و NGAL في كلية الفأر الوهمي والفأر الثنائي IRI. تم تقديم البيانات كمتوسط ± SD. تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام اختبار Student's t. ص < 0.0001. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
في هذه الورقة ، قدمنا إجراء مفصلا حول نموذج IRI الكلوي ، مما أبرزنا لاحقا أنه نموذج قوي لتقدم AKI و AKI إلى CKD. بالإضافة إلى ذلك ، نوضح تأثير المعيارين الرئيسيين لإصابة الكلى ، بما في ذلك أنسجة الكلى ووظيفتها.
يجب التأكيد على العديد من النقاط الرئيسية في العمليات الجراحية للحصول على نموذج قابل للتكرار وموثوق. بالنسبة لجراحة البطن ، يوصى بشق خط الوسط لكشف الكلى لتقليل الصدمات المرتبطة بالجراحة. من الصعب تشريح عنيق الكلى بالكامل بسبب الدهون خلف الصفاق ، لذلك ، قم بتقشير عنيق الكلى من الدهون باستخدام زوج من الملقط عبر الكلى ذهابا وإيابا. علاوة على ذلك ، يوصى بتطبيق نفس المشبك الوعائي للحفاظ على استقرار العملية الجراحية والانتباه إلى ما إذا كان هناك تآكل على المشبك الوعائي أثناء العملية. بالإضافة إلى ذلك ، من المهم أيضا منع جفاف الفئران عن طريق إعطاء مكملات المحلول الملحي ، بسبب فقدان السوائل الذي من شأنه أن يساهم في إصابة الكلى أثناء الجراحة.
يجب التأكيد على العديد من طرق استكشاف الأخطاء وإصلاحها المهمة في العمليات الجراحية للمعهد الداخلي الداخلي. أولا ، من الصعب استكشاف أخطاء نزيف الكلى وإصلاحها أثناء فصل الكلية وساقتها. يمكن السيطرة على معظم النزيف عن طريق ضغط نقطة النزيف بشكل كاف ، في حين أن حجم النزيف > 0.5 مل قد يؤدي إلى صدمة نزفية. في هذه الحالة ، قم بالقتل الرحيم واستبعاد الفأر من البحث. ثانيا ، نقص التروية غير المكتمل للكلى هو جانب آخر يجب الانتباه إليه. أولا ، سيؤدي الفصل غير الكامل للعنيق الكلوي إلى إصابة إقفارية أقل. إذا لم تكن عنيق الكلى معزولة تماما ، فقد يتسبب المشبك الوعائي في انسداد غير كامل ، ويمكن للمشغل تغيير المشبك الوعائي لتأكيد نقص تروية الكلى الكامل. يوصى باستخدام نفس المشبك الوعائي أثناء الإجراء وتجديد المشبك البالي. ثالثا ، قد يكون اضطراب التروية الكلوية بعد إزالة المشبك الوعائي ناتجا عن آفات الأوعية الدموية أو تكوين جلطة دموية ، والقتل الرحيم واستبعاد هذه الفئران من البحث.
تؤثر العديد من المتغيرات الحرجة على شدة إصابة الكلى في نموذج IRI. يعد وقت نقص التروية ودرجة حرارة الجسم من المحددات الرئيسية لإصابة الكلى. كما ذكرت الدراسات السابقة ، وجد أن الإصابة الأنبوبية تقدمية بعد نقص تروية الكلى الثنائي لمدة 25-30 دقيقة. تتفاقم الإصابة الأنبوبية بشكل كبير مع زيادة مدة نقص التروية كل دقيقتين ، وقد تؤدي مدة نقص تروية تزيد عن 60 دقيقة إلى نخر أنبوبي حاد16. بالإضافة إلى ذلك ، تؤثر درجة حرارة الجسم الأساسية بشكل كبير على النتيجة في نموذج IRI. مما لا يثير الدهشة ، أن الفئران ذات درجات حرارة الجسم المرتفعة (36-37 درجة مئوية) لها تأثير أكثر وضوحا ، بينما لم يتم ملاحظة أي تغييرات واضحة في الفئران ذات درجات الحرارة المنخفضة (33-35 درجة مئوية) أثناء نقص التروية8،17. يرتبط تأثير درجة حرارة الجسم على شدة AKI بالتمثيل الغذائي: (1) تؤدي زيادة درجة حرارة الجسم إلى تلف أغشية الخلايا وانخفاض مخازن الطاقة داخل الخلايا أثناء نقص التروية. (2) تؤدي زيادة مستويات الإينوزين والهيبوكسانثين مع ارتفاع درجة حرارة الجسم إلى زيادة إنتاج الجذور الحرة عند إعادة التروية18،19. إلى جانب مدة نقص التروية ودرجة حرارة الجسم ، يجب مراعاة عدة عوامل لنموذج IRI متسق ل AKI ، مثل إجهاد الفأر ، والعمر ، والجنس ، ووزن الجسم ، وحالة الجفاف ، والتخدير ، ووقت الجراحة ، وما إلىذلك 20،21. يجب اعتبار العوامل المتغيرة المذكورة أعلاه متسقة في الإعداد التجريبي.
هناك بعض القيود في نموذج IRI-AKI الحالي. أولا ، يعد المشغل المدرب جيدا والماهر أمرا ضروريا لإنشاء نموذج متسق وموثوق به ل AKI الإقفاري ، ويجب استخدام التدريب الجراحي المنهجي للمشكلات الفنية. علاوة على ذلك ، نادرا ما يتم ملاحظة شدة إصابة الكلى في التحليل النسيجي في نموذج IRI للفأر في AKIالبشري 22. هناك حاجة إلى مزيد من الاستكشاف لهذا النموذج لتتناسب مع حالة AKI البشري. علاوة على ذلك ، تؤثر سلالة الفأر أيضا على القابلية ل AKI في نموذج IRI. من المهم إنشاء شروط IRI-AKI لخطوط الماوس الفردية.
في الختام ، يعد نموذج IRI-AKI الثنائي نموذجا نسبيا ومتسقا للتحقيق الممرض والأساليب العلاجية. والجدير بالذكر أنه يتم توفير العديد من النقاط الحرجة في العمليات الجراحية لضمان قابلية نقل نموذج IRI هذا. أخيرا ، نسلط الضوء على أن وقت نقص التروية ودرجة حرارة الجسم هما المحددان الرئيسيان ، ونذكر أيضا بعض العوامل الإضافية التي تؤثر على التباين داخل نموذج IRI.
ويعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.
نعرب عن تقديرنا لجميع المشاركين على تعاونهم في الدراسة الحالية. تم دعم هذه الدراسة بتمويل من مؤسسة العلوم الطبيعية لمقاطعة تشجيانغ في الصين (LZ22H050001) وبرنامج مقاطعة تشجيانغ لتنمية المواهب الصحية المبتكرة عالية المستوى إلى Weiqiang Lin.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Animal hair clipper | FEIYUBIO | 19-7002 | |
1-ml syringes | Longreen | SR60061 | |
Ethanol | Macklin | E885996 | |
Gauze | FEIYUBIO | 19-5022 | |
Homeothermic monitor system | Warmmate | 40 x 50 | |
Needle holder | DKBT | CZQ-00160 | |
Spreader | RWD | R22029-03 | |
Sterile saline | Biosharp | BL158A | |
Tissue scissors | DKBT | DC-YKJ1002 | |
Tissue tweezers | DKBT | DK079904 | |
Vascular clip | Fine Science Tools | 18055-02 | |
Vicryl suture | Shanghai Jinhuan | 4 -0 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved