JoVE Logo

Sign In

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

פרוטוקול זה מתאר שיטה לגרימת חסימת שופכן חד צדדית (UUO) בעכברים כדי לחקור את התקדמות פיברוזיס ברקמות בנפרופתיה חסימתית. הוא כולל הליכים כירורגיים, טיפול לאחר ניתוח ושיטות להערכת פיברוזיס.

Abstract

פיברוזיס בכליות היא התוצאה הפתולוגית הסופית של מחלת כליות כרונית מתקדמת (CKD). מודל חסימת השופכן החד-צדדית (UUO) נמצא בשימוש נרחב כדי להבהיר את המנגנונים המולקולריים והתאיים העומדים בבסיס פיברוזיס אינטרסטיציאלי בכליות ולזיהוי מטרות טיפוליות פוטנציאליות. מודל זה נקבע בעכברים באמצעות קשירה כירורגית של שופכן חד צדדי, הליך פשוט יחסית וקל לביצוע. עם זאת, ידוע כי מודל העכבר UUO מציג שונות וחוסר עקביות משמעותיים, המושפעים מגורמים כמו מאמץ עכברים, גיל, מין, סוג הרדמה, משך הניתוח, טמפרטורת הגוף במהלך ההליך, כישורי הניתוח של המפעיל, תנאי האכלה ומצב הבריאות הכללי של העכברים. וריאציות בטכניקות הניתוח, מיקום התפרים ומשך החסימה תורמים לשונות בתוצאות. בנוסף, דגימה לא עקבית של כליות חסומות מגדילה עוד יותר את השונות בהערכת פיברוזיס בכליות. מחקר זה מתאר את תהליך פיתוח מודל העכבר UUO והערכת פיברוזיס אינטרסטיציאלי, דן באתגרים הטכניים התורמים לחוסר החיזוי של המודל, ומציע פתרונות פוטנציאליים. תובנות אלה נועדו לבסס גישה סטנדרטית וישימה יותר לחקירת פיברוזיס בכליות.

Introduction

מחלת כליות כרונית (CKD) משפיעה על למעלה מ-10% מאוכלוסיית העולם, ושכיחותה עולה1. מצבים שונים בדרכי השתן, כולל חריגות אנטומיות מולדות, נפרוליתיאזיס, היפרפלזיה של הערמונית וגידולי שלפוחית השתן, עלולים להוביל לחסימת שופכה². כתוצאה מכך, מודל העכבר של חסימת שופכן חד צדדית (UUO) הוא כלי מפתח לזיהוי מנגנונים חדשים של פיברוזיס אינטרסטיציאלי בכליות, הבנת התקדמות המחלה והערכת אסטרטגיות טיפול פוטנציאליות. נעשה בו שימוש נרחב כדי לחקור את מקורם של מיופיברובלסטים, תת-אשכולות פיברובלסטים (מיו), חילוף חומרים של תאים צינוריים ועצירת מחזור התא, מעבר אפיתל-מזנכימלי חלקי ותהליכים קשורים אחרים 3,4,5,6,7,8.

בנוסף לפיברוזיס אינטרסטיציאלי בכליות הנגרמת על ידי UUO, מודלים נפוצים אחרים של מכרסמים של פיברוזיס אינטרסטיציאלי בכליות כוללים מודלים המושרים על ידי רעלן, כגון אלה המשתמשים בחומצה אריסטולוכית, חומצה פולית ואדנין, כמו גם מודלים המושרים בניתוח כמו כריתת כליה 5/6 ופגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה (IRI). מודל ה-UUO מציע מספר יתרונות על פני מודלים אלטרנטיביים של פיברוזיס בכליות. לדוגמה, פיברוזיס בכליות הנגרמת על ידי רעלן דורשת תקופת דוגמנות ארוכה יחסית (כחודש-חודשיים), ותופעות הלוואי הרעילות שלה על איברים אחרים עלולות לסבך את חקירת מנגנוני הפיברוזיס 9,10,11. מודלים המושרים בניתוח, כגון כריתת כליה 5/6, עלולים להוביל לדימום משמעותי בכליות ולזיהום, ולהגדיל את הסיכון לתמותה לאחר הניתוח. בנוסף, היקף הפיברוזיס האינטרסטיציאלי המושרה נמצא בקורלציה ישירה עם נפח רקמת הכליה שנכרתה, מה שמקשה על שחזור עקבי של אותה דרגה של פיברוזיס בכל עכבר12.

מודל ה-IRI הכלייתי הוא שיטה עיקרית להשראת פגיעה כלייתית חריפה ל-CKD ויש לו רלוונטיות קלינית משמעותית. ניתן לווסת את חומרת הפיברוזיס על ידי התאמת הזמן האיסכמי וטמפרטורת הגוף; עם זאת, בהשוואה למודל ה-UUO, הוא מורכב יותר מבחינה כירורגית, והשראת פיברוזיס אינטרסטיציאלי דורשת משך זמן ארוך יותר13. בהשוואה למודלים אלה, למודל ה-UUO מספר יתרונות, כולל משך דוגמנות קצר, שונות מינימלית, חזרתיות והליך כירורגי פשוט יחסית. מודל העכברים UUO, שאינו מערב רעלים, נוצר על ידי קשירת שופכן אחד, מה שמוביל לנפרופתיה חסימתית תוך שבועיים. התוצאה היא הידרונפרוזיס, התרחבות צינורית ופיברוזיס אינטרסטיציאלי, הדומה מאוד לתהליך הפתולוגי שנצפה בבני אדם14. ניתן לשלוט בחומרת הפיברוזיס - קלה, בינונית או חמורה - על ידי התאמת משך הניסוי.

למרות שמודל העכבר UUO פשוט יותר לביצוע מאשר מודלים אחרים המושרים על ידי עלבון לחקירת CKD, מספר גורמים יכולים להשפיע באופן משמעותי על יציבותו. גורמים אלה כוללים מאמץ עכברים, גיל, מין, סוג ההרדמה, משך הניתוח, טמפרטורת הגוף במהלך הניתוח, כישורי הניתוח של המפעיל ותנאי האכלה ומצב בריאותי של העכברים15,16.

מזעור מתח וזיהום כירורגי תוך ביצוע ההליך בצורה יציבה ומאורגנת בהרדמה חיוני ליצירת מודל עכבר UUO הניתן לשחזור. בנוסף, מחקר על המנגנונים והיעדים הטיפוליים הפוטנציאליים של CKD יכול להיפגע על ידי מפעילים חסרי ניסיון, מה שמוביל לאובדן עכברים מוגבר ולהטרוגניות גדולה יותר של המודל. כדי להתמודד עם אתגרים אלה, מתוארים היבטים טכניים מרכזיים של התהליך הכירורגי - לפני, במהלך ואחרי ההליך, תוך הדגשת נושאים קריטיים הדורשים תשומת לב. יתר על כן, מתודולוגיית ההערכה של מודל העכבר UUO מפורטת כדי לספק לחוקרים גישה עקבית ואמינה.

Protocol

כל ההליכים בבעלי חיים מבוצעים בהתאם להנחיות הסוכנות ומאושרים על ידי ועדת האתיקה המוסדית לבעלי חיים של האוניברסיטה הרפואית נאנג'ינג. כדי למנוע הבדלי מין וזן ולהבטיח השוואה של התוצאות, משתמשים רק בעכברי CD1 זכרים בגילאי 8-10 שבועות ובמשקל 22-25 גרם. פרטי הריאגנטים והציוד המשמשים במחקר זה מפורטים בטבלת החומרים.

1. הכנת בעלי חיים ומכשירים

  1. חיטוי כל המכשירים הכירורגיים לפני הניתוח.
  2. שקלו והרדימו את העכברים (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי המוסד). חבר כראוי את מכשיר ההרדמה בשאיפה והנח את העכברים בתא האינדוקציה עם 2% איזופלורן מעורבב עם חמצן ב-1-2 ליטר לדקה. לאחר מכן, הנח את אף העכבר לתוך חרוט האף עם אספקה קבועה של הרדמה. אשר את רמת ההרגעה המתאימה על ידי הערכת חוסר התגובה לצביטה בבוהן.
    הערה: בדוק באופן קבוע את קצב הנשימה והעריך את רמת ההרדמה באמצעות רפלקס הדוושה של העכברים. התאם את האיזופלורן לפי הצורך.
  3. הנח את העכבר על כרית חום אלקטרונית במצב שכיבה כשהראש והצוואר מורחבים כדי לשמור על דרכי הנשימה פתוחות. אבטח את הכפות בעזרת סרט דבק נמוך.
  4. השתמש במדחום כדי לנטר את טמפרטורת הסביבה ולשמור עליה על 37-38 מעלות צלזיוס. הכנס בדיקה רקטלית ושמור על טמפרטורת הליבה של גוף העכברים סביב 36.5-37 מעלות צלזיוס במהלך ההליך.
  5. מרחו משחה עיניים על העיניים כדי למנוע פגיעה בסרוזיס בקרנית.
  6. יש לגלח את השיער על אזור הניתוח עם קרם להסרת שיער ולחטא אותו בתמיסת בטדין שלוש פעמים.

2. הליך כירורגי

הערה: לאחר שטמפרטורת הגוף מתייצבת בנקודה שנקבעה ורפלקס צביטת הבוהן נעדר, התחל את ההליכים הכירורגיים הבאים.

  1. השתמש בלהב כירורגי כדי לבצע חתך כירורגי אנכי של כ-1-1.5 סנטימטרים משלפוחית השתן לקצה השמאלי התחתון של הצלעות כדי לחשוף את חלל הבטן.
  2. העבירו את המעי לצד ימין של חלל הבטן באמצעות צמר גפן רטוב במי מלח סטריליים רגילים כדי לחשוף את הכליה השמאלית, הממוקמת מתחת לחלק האחורי של הטחול וצמודה לעמוד השדרה.
  3. השתמש במלקחיים מעוקלים של קשתית כדי לנקות את השומן ורקמת החיבור המקיפה את השופכן השמאלי. לאחר בידוד עדין, קשרו את השופכן השמאלי קרוב לקוטב התחתון של הכליה באמצעות תפר קלוע משי 3/0. בצע קשירה שנייה של השופכן השמאלי בין הקשירה הראשונה לשלפוחית השתן.
    הערה: כדי למזער את השונות בין העכברים, ודא שתנוחת הקשירה נשארת עקבית בכל הנבדקים. השתמש במלקחיים השמאליים כדי למקם את התפר בקצות המלקחיים הימניים והחלק את התפר לאחור מתחת לשופכן17. הימנע מהכללת עודפי שומן ורקמת חיבור בקשירה, מכיוון שהדבר עלול להוביל לחסימת כליות לא מלאה. השג זאת על ידי ליטוף עדין של השופכן עם צמר גפן יבש.
  4. מקם בזהירות את המעיים לחלל הצפק. תפרו את שכבות השריר והעור בנפרד באמצעות תפר קלוע משי 3/0.
    הערה: תפירת שכבות העור והשרירים יחד עלולה לגרום לקרע בפצעי תפרים ולנזק לקרביים בבטן.
  5. בעת ניתוח על מספר עכברים, נקו את מכשירי הניתוח במים זורמים ואתנול 75% לפני שתמשיכו לעכבר הבא.

3. טיפול וניטור לאחר ניתוח

  1. יש להזריק 0.5 מ"ל של מי מלח חמים רגילים תוך צפקית כדי למנוע התייבשות.
  2. החזירו את העכברים לכלוב נקי עד שהם חוזרים להכרה מלאה.
  3. יש לתת בופרנורפין (50 מיקרוגרם/ק"ג) בהזרקה תת עורית למשך 3 ימים. עקוב אחר העכברים מדי יום לאיתור סימנים של חוסר טיפוח, ירידה באכילה ויציבה לא תקינה.

4. הערכות לאחר ניתוח

  1. היסטולוגיה
    1. המתת חסד של העכברים עם מנת יתר של איזופלורן (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי המוסד). קצור את הכליות החסומות והנגדיות שאינן חסומות18 לאחר המתת חסד.
    2. השתמש באזור החתך הגדול ביותר של חתך הכליה לבדיקה היסטולוגית.
    3. תקן רקמות כליה ב-4% פרפורמלדהיד וחתוך את הדגימות שהתקבלו למקטעים של 4 מיקרומטר.
    4. צביעת קטעי כליות עם חומצה-שיף תקופתית (PAS), צביעת טריכרום של מאסון (MTS) או צביעה אדומה של סיריוס לאיתור פגיעה צינורית כלייתית ופיברוזיס בכליות.
    5. בחר עשרה שדות אקראיים של חלקי הכליה תחת מיקרוסקופ אור בהגדלה של 200×.
    6. חשב את החלק היחסי של האזור הכחול החיובי לקולגן באמצעות תוכנת ImageJ.
  2. כתם מערבי
    1. חלץ כ-20 מ"ג של רקמת כליה מאותו קוטב של כליות UUO באמצעות מאגר18 של בדיקת רדיו-אימונומון-משקעים (RIPA).
    2. כמת את ריכוז החלבון באמצעות בדיקת חומצה ביצינצ'ונינית19.
    3. טען כמויות שוות של דגימות חלבון על ג'ל ביס-טריס 4%-10% לאלקטרופורזה והעבר אותן לממברנות פוליווינילידן דיפלואוריד (PVDF).
    4. חסמו את ממברנות ה-PVDF עם 5% חלב ב-Tris-Buffered Saline Tween (TBST) ודגרו עליהן עם נוגדנים ראשוניים למשך הלילה ב-4 מעלות צלזיוס.
    5. שטפו את ממברנות ה-PVDF עם TBST ודגרו אותן עם נוגדנים משניים בטמפרטורת החדר למשך שעה.
    6. זיהוי רמות חלבון בשיטת כימילומינסנציה משופרת (ECL) וניתוח שלהן באמצעות תוכנת ImageJ, עם גליצרלדהיד 3-פוספט דהידרוגנאז (GAPDH) כבקרת ההעמסה.
  3. תפקוד כלייתי
    1. להרדים את העכברים עם איזופלורן בשאיפה (ראה שלב 1.2).
    2. אסוף דגימות דם רטרו-אורביטלית לאחר ההרדמה.
    3. דגימות דם צנטריפוגות ב-3,000 x גרם למשך 15 דקות בטמפרטורת החדר.
    4. מדוד קריאטינין בסרום וחנקן אוריאה בדם (BUN) באמצעות מנתח כימי יבש אוטומטי לניטור תפקוד הכליות.

תוצאות

היסטולוגיה
צביעה תקופתית של חומצה-שיף (PAS) חשפה התרחבות צינורית, אובדן גבולות מברשת, היווצרות יציקה ונפיחות אפיתל צינורית. הטריכרום של מאסון והצביעה האדומה של סיריוס הראו פיברוזיס אינטרסטיציאלי לאחר UUO, בניגוד לצינורות הקומפקטיים הרגילים עם לומן שניתן להבחין בהם שנצפו בקבוצת הדמה. דרגת הפיברוזיס הבין-רקמתי הכלייתי, שמסומנת על ידי אזורים כחולים בצביעה הטריכרומית של מאסון ואזורים אדומים בצביעה האדומה של סיריוס, עלתה באופן תלוי זמן (איור 1A).

כתם מערבי
פיברונקטין (FN), קולגן I (Col-1) ואקטין שריר חלק α (α-SMA) הם סמנים נפוצים להערכת פיברוזיס בכליות. בהשוואה לקבוצת הדמה, רמות הביטוי של חלבונים פיברוטיים אלה היו גבוהות באופן משמעותי לאחר UUO והיו בקורלציה חיובית עם משך החסימה (איור 1B).

PCR בזמן אמת
בהשוואה לקבוצת הדמה, רמות ה-mRNA של סמנים פיברוטיים (FN, Col-1a1, α-SMA, וגורם גדילה טרנספורמטיבי-β1 (TGF-β1)), יחד עם ציטוקינים דלקתיים כגון חלבון כימואטרקנטי מונוציטי-1 (MCP-1), גורם נמק גידול-α (TNF-α), וליגנד כימוקין מוטיב C-X-C 1 (CXCL-1), עלו באופן משמעותי בקבוצת UUO (איור 1C).

השפעת גורמים ביולוגיים וכירורגיים על תוצאות UUO
הזן, הגיל והמין של עכברים משפיעים באופן משמעותי על התוצאות במחקרי UUO. מחקר ביסס מודל עכבר UUO הפיך המורכב משישה ימים של חסימה ואחריהם שבעה ימים של היפוך. בעוד שעכברי BALB/c הראו התאוששות כמעט מלאה של תפקוד הכליות לרמות דומות לבקרות שבוצעו על ידי דמה, עכברי C57BL/6 חוו אובדן בלתי הפיך של תפקוד הכליות. לפרטים נוספים על תפקוד הכליות, עיין בפורי ואחרים 20.

הבדלים בין המינים ממלאים גם תפקיד קריטי במודלים של UUO. בהשוואה בין עכברי C57BL/6J זכרים ונקבות לאחר שבועיים של UUO, זכרים הראו רמות גבוהות משמעותית של פיברוזיס אינטרסטיציאלי בכליות ושקיעת חלבון קולגן IV מוגברת באינטרסטיציום הצינורי גיל הוא גורם מפתח נוסף המשפיע על נזק אינטרסטיציאלי לאחר חסימה. עכברים מבוגרים יותר (50 שבועות) הראו התרחבות צינורית וניוון חמורים יותר בהשוואה לעמיתיהם הצעירים יותר (16 שבועות)21.

בנוסף לשונות ביולוגית בין עכברים, פרמטרים כירורגיים משפיעים גם על תוצאות UUO. יש לציין כי ביטוי חלבון TGF-β1 ו-mRNA דוכאו באופן משמעותי בעכברים שהורדמו בפרופופול בהשוואה לאלו שקיבלו סבופלורן במהלך הליך UUO22. יתר על כן, משך החסימה נמצא בקורלציה ישירה עם ירידה בתפקוד הכליות. עכברים שנחשפו ל-UUO במשך יום עד יומיים חוו התאוששות מלאה עם הסרת החסימה, ואילו אלה שנחסמו במשך שלושה ימים או יותר פיתחו אי ספיקת כליות תלוית זמן20.

figure-results-2767
איור 1: פיברוזיס אינטרסטיציאלי בכליות הנגרמת על ידי חסימת שופכן חד צדדית (UUO) בימים 3, 7 ו-14. (A) חומצה-שיף תקופתית (PAS), צביעת הטריכרום של מאסון (MTS) וצביעה אדומה של סיריוס של קטעי כליה מכליות דמה ו-UUO. מוטות קנה מידה = 100 מיקרומטר. (B) ניתוח כתמים מערביים של פיברונקטין (FN), קולגן I (Col-1) ואקטין שריר חלק α (α-SMA) בכליות דמה ו-UUO. (C) ניתוח PCR בזמן אמת של סמנים הקשורים לפיברוזיס וציטוקינים דלקתיים בכליות דמה ו-UUO. הנתונים מוצגים כממוצע ± שגיאת תקן של הממוצע (SEM). ניתוח סטטיסטי בוצע באמצעות ANOVA חד כיווני ומבחן t של סטודנט. מובהקות סטטיסטית מסומנת כדלקמן: *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001, ****P < 0.0001. קיצורים: UUO, חסימת שופכן חד צדדית; PAS, חומצה-שיף תקופתית; MTS, צביעת הטריכרום של מאסון; FN, פיברונקטין; Col-1, קולגן I; α-SMA, אקטין שריר α חלק; GAPDH, גליצרלדהיד 3-פוספט דהידרוגנאז; TGF-β1, גורם גדילה טרנספורמטיבי-β1; MCP-1, חלבון כימואטרקנטי מונוציטים-1; TNF-α, גורם נמק גידול-α; CXCL-1, מוטיב C-X-C ליגנד כימוקין 1. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

Discussion

ניתן נוהל מקיף לביסוס מודל UUO, גישה בשימוש נרחב לחקירת פיברוזיס אינטרסטיציאלי בכליות. בנוסף, הזיהוי וההערכה של המודל, כולל הערכות של תפקוד הכליות ושינויים היסטולוגיים, מודגמים. נדונים המשתנים התורמים להטרוגניות של המודל ולגורמים הטכניים הניתנים לשינוי.

הרגישות ל-UUO משתנה באופן משמעותי בהתאם לגיל, מין וזן עכברים. בהשוואה לעכברי C57BL/6, עכברי BALB/c פחות רגישים או אפילו עמידים ל-UUO20. במחקרים שכללו עכברי C57BL/6 זכרים ונקבות, עכברים זכרים הראו צביעה וניקוד טריכרומיים גדולים יותר של מאסון, כמו גם ביטוי מוגבר של קולגן IV, לאחר UUO23. בנוסף, ההשפעות של הבדלי מין על פיברוזיס בכליות ב-UUO משתנות בין דגמי עכברים טרנסגניים ונוקאאוט24. גיל הוא גורם קריטי נוסף המשפיע על תוצאות UUO; עכברים מבוגרים יותר (50 שבועות) מפגינים ניוון טובולואינטרסטיציאלי חמור יותר בהשוואה לעכברים צעירים יותר (16 שבועות)21. השפעות דומות הקשורות לגיל על תוצאות UUO נצפו במודל UUO של חולדות Sprague-Dawley25.

הרדמה ממושכת במהלך הניתוח קשורה לתמותה מוגברת של בעלי חיים26. אינדוקציה מהירה של הרדמה כירורגית הושגה באמצעות איזופלורן, חומר הרדמה בשאיפה, שהביא לתחילת ההרדמה תוך 5-10 דקות. שיטה זו מאפשרת למנתח ליזום, לתחזק ולסיים את ההרדמה ביתר קלות בהשוואה להזרקה תוך-צפקית של נתרן פנטוברביטל (100-200 מ"ג/ק"ג). במודל UUO, לחומרי הרדמה שונים יש השפעות שונות על חומרת הפיברוזיס הכלייתי. לדוגמה, הוכח כי פרופופול מפעיל השפעות מגנות מפני פגיעה כלייתית על ידי ויסות מופחת של ביטוי סינתאז תחמוצת החנקן המושרה במודל עכברUUO 22; לכן, יש להימנע מהשימוש בו בדוגמנות UUO.

חשיפת הכליה והשופכן חיונית להצלחת הניסוי. שיקול מרכזי הוא הבטחת קשירה מלאה של השופכן. היבט מכריע של שלב זה כולל ניתוח קפדני של רקמת השומן המקיפה את הילום הכליה. בחירת עכברים עם משקל גוף נמוך יותר יכולה להיות יתרון, מכיוון שבדרך כלל יש להם פחות רקמת שומן סביב הכליה, מה שמקל על חשיפה קלה יותר של הכליה והשופכן תוך מזעור הסיכון לקריעת רקמות מסביב. גישה זו לא רק מקצרת את משך ההליך אלא גם מפחיתה את כמות ההרדמה הנדרשת, ובכך מפחיתה את הטראומה והקושי הטכני.

במהלך חשיפה לכליות, אידוי עלול לגרום לכלי הדם להיצמד לפינצטה הכירורגית, מה שעלול להוביל לנזק לשופכה או אפילו לפיסטולות בשופכה. לכן, שמירה על שדה ניתוח לח על ידי מריחה מתמשכת של מי מלח סטריליים רגילים היא חיונית. כדי למזער את העומס, רצוי לחתוך את התפר לקשירה לאורך סביר (כ-10 ס"מ) לפני ההליך, מה שמאפשר למפעיל לנהל את הקצוות בצורה יעילה יותר14. בנוסף, אין להניח את הקשירה השנייה ישירות על גבי הראשונה, מכיוון שהדבר עשוי למנוע חסימה מספקת של השופכן.

התאוששות תפקוד הכליות במודל UUO מושפעת ממשך החסימה27. חומרת הפיברוזיס נמצאת בקורלציה ישירה עם משך החסימה28. במודל ה-UUO הקלאסי המתואר כאן, נקודות הזמן המתאימות להערכה הן ימים 3, 7 ו-1415. ביום השלישי ניתן להבחין בשינויים מוקדמים בפגיעה תאית, כולל חדירה מוגברת של מקרופאגים אינטרסטיציאליים. ביום השביעי, הנזק מסלים, ומציג דפוס מובחן יותר המאופיין בסימנים ראשוניים של פיברוזיס אינטרסטיציאלי ואזורים של ניוון צינורות. יום 14 מייצג את נקודת הזמן האופטימלית להערכת הפנוטיפ המלא, הכולל הידרונפרוזיס משמעותי ואובדן פרנכימה כלייתית. מחקרים בחולדות הראו כי נזק קבוע מתרחש לאחר 72 שעות של חסימה, בעוד ש-24 שעות של חסימה מאפשרות התאוששות מלאה של קצב הסינון הגלומרולרי תוך 14 יום לאחר היפוך החסימה27.

טיפול לאחר ניתוח הוא חיוני למזעור אובדן בעלי חיים. מיד לאחר הניתוח, מי מלח רגילים חמים ניתנים באמצעות הזרקה תוך צפקית למניעת התייבשות בעכבר. ברגע שהעכבר מוחזר לכלוב שלו, אספקת מים ומזון נגישים היא חיונית. ההליך הכירורגי עלול לפגוע בניידות של בעל החיים; לכן, אם מזון ומים מונחים במיקומים מוגבהים, יש לשמור מזון מעוך על רצפת הכלוב לגישה קלה יותר. בעת ניטור מצבם של העכברים לאחר הניתוח, יש להגדיל את המינון של תרופות משככות כאבים כראוי עבור אלה המציגים טיפוח לקוי, ירידה בהאכלה או יציבה לא תקינה.

יש לציין מספר מגבלות פוטנציאליות של מודל ה-UUO. ראשית, מודל זה אינו עוקב במדויק אחר שינויים בתפקוד הכליות. סמני סינון אנדוגניים, כגון קריאטינין וחנקן אוריאה בדם, משמשים בדרך כלל להערכת תפקוד הכליות; עם זאת, רמותיהם נשארות לרוב יציבות מכיוון שהכליה הלא חסומה מפצה על התפקוד שאבד בכליה החסומה. שנית, מודל ה-UUO אינו מתאים לחקר התחדשות תאים ורקמות, כמו גם שיפוץ רקמות לאחר שחרור החסימה, בשל היעדר תיקון צינורות. לבסוף, למודל העכברים של UUO יש מגבלות בתרגום ממצאי המחקר מהספסל למיטה, מכיוון שרוב המקרים הקליניים של UUO כוללים חסימה חלקית ולא חסימה מלאה.

לסיכום, מודל ה-UUO בעכברים נמצא בשימוש נרחב למחקר על פיברוזיס אינטרסטיציאלי בכליות. יש לו יישומים פוטנציאליים במחקרים שמטרתם לזהות ולאפיין סמנים של פיברוזיס בכליות, לבחון מנגנונים פתוגניים ולחקור גישות טיפול פוטנציאליות ל-CKD. למרות ששונות במודל העכבר יכולה לנבוע מגורמים רבים, ההליך המפורט המתואר במחקר זה עשוי לסייע לחוקרים בפיתוח מודל UUO הניתן לשחזור גבוה. לכן, מפעיל מיומן ומיומן יכול לייצר מודל UUO עקבי על ידי הקפדה על הטכניקות המתוארות ותשומת לב רבה לפרטים טכניים.

Disclosures

המחברים מצהירים שאין ניגוד עניינים.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי מענקי הקרן הלאומית למדע של סין (82370686/2024YFA1107704), מענק פרופסור שמונה במיוחד על ידי ג'יאנגסו, פרויקט החדשנות המדעית והטכנולוגית של נאנג'ינג, תוכנית טיפוח הכישרונות ברמה גבוהה של בית החולים במחוז ג'יאנגסו (שלב I) (CZ0121002010037), קרן מדעי הטבע של מחוז ג'יאנגסו (BK20240055), וצוות החדשנות הרפואית של ג'יאנגסו ל-JR; בית החולים של מחוז ג'יאנגסו (בית החולים המסונף הראשון לאוניברסיטה הרפואית של נאנג'ינג) פרויקט שיפור היכולת הקלינית (JSPH-MA-2023-4), פיתוח תוכנית אקדמית עדיפות של מוסדות להשכלה גבוהה בג'יאנגסו (סין) והקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (81970639/82151320) להוד מלכותו.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
1 mL SyringeMingankang/
3/0 silk braided sutureJinhuan MedicalF301
75% EthanolLircon6303060031
Anesthesia Air PumpRWD Life ScienceR510-29
Anesthesia Induction ChambersRWD Life ScienceV102-V
Animal hair clipperJinke/
Betadine solutionLircon6303030036
Buprenorphine (analgesic)RWD Life Science/
Curved iris forcepsjinke/
Electronic heat padReptizooAHM23
fine straight forcepsJinke/
Gas Filter CanisterRWD Life ScienceR510-31-6
Gauze PadsWinner Medical601-026576
Iris ScissorsJinke/
Isoflurane (anesthetic) RWD Life ScienceR510-22-10
Multi-output Animal Anesthesia MachineRWD Life ScienceR550IE
Needle holderjinke/
Ophthalmic ointmentDechra NDC 17033-211-38
Sterile Cotton swabWinner Medical601-015213
Sterile salineShimenH20066533

References

  1. Bello, A. K., et al. An update on the global disparities in kidney disease burden and care across world countries and regions. Lancet Glob Health. 12 (3), e382-e395 (2024).
  2. Klahr, S. Obstructive nephropathy. Intern Med. 39 (5), 355-361 (2000).
  3. Lovisa, S., et al. Epithelial-to-mesenchymal transition induces cell cycle arrest and parenchymal damage in renal fibrosis. Nat Med. 21 (9), 998-1009 (2015).
  4. Grande, M. T., et al. Snail1-induced partial epithelial-to-mesenchymal transition drives renal fibrosis in mice and can be targeted to reverse established disease. Nat Med. 21 (9), 989-997 (2015).
  5. Kang, H. M., et al. Defective fatty acid oxidation in renal tubular epithelial cells has a key role in kidney fibrosis development. Nat Med. 21 (1), 37-46 (2015).
  6. Lebleu, V. S., et al. Origin and function of myofibroblasts in kidney fibrosis. Nat Med. 19 (8), 1047-1053 (2013).
  7. Yang, L., Besschetnova, T. Y., Brooks, C. R., Shah, J. V., Bonventre, J. V. Epithelial cell cycle arrest in g2/m mediates kidney fibrosis after injury. Nat Med. 16 (5), 535-543 (2010).
  8. Kuppe, C., et al. Decoding myofibroblast origins in human kidney fibrosis. Nature. 589 (7841), 281-286 (2021).
  9. Ren, J., et al. The transcription factor twist1 in the distal nephron but not in macrophages propagates aristolochic acid nephropathy. Kidney Int. 97 (1), 119-129 (2020).
  10. Perales-Quintana, M. M., et al. Metabolomic and biochemical characterization of a new model of the transition of acute kidney injury to chronic kidney disease induced by folic acid. PeerJ. 7, e7113 (2019).
  11. Kim, K., et al. Skeletal myopathy in CKD: A comparison of adenine-induced nephropathy and 5/6 nephrectomy models in mice. Am J Physiol Renal Physiol. 321 (1), F106-F119 (2021).
  12. Tan, R. Z., et al. An optimized 5/6 nephrectomy mouse model based on unilateral kidney ligation and its application in renal fibrosis research. Ren Fail. 41 (1), 555-566 (2019).
  13. Fu, Y., Xiang, Y., Wei, Q., Ilatovskaya, D., Dong, Z. Rodent models of aki and AKI-CKD transition: An update in 2024. Am J Physiol Renal Physiol. 326 (4), F563-F583 (2024).
  14. Kramann, R., Menzel, S. Mouse models of kidney fibrosis. Methods Mol Biol. 2299, 323-338 (2021).
  15. Chevalier, R. L., Forbes, M. S., Thornhill, B. A. Ureteral obstruction as a model of renal interstitial fibrosis and obstructive nephropathy. Kidney Int. 75 (11), 1145-1152 (2009).
  16. Nørregaard, R., Mutsaers, H. a. M., Frøkiær, J., Kwon, T. H. Obstructive nephropathy and molecular pathophysiology of renal interstitial fibrosis. Physiol Rev. 103 (4), 2827-2872 (2023).
  17. Thornhill, B. A., Chevalier, R. L. Variable partial unilateral ureteral obstruction and its release in the neonatal and adult mouse. Methods Mol Biol. 886, 381-392 (2012).
  18. Ren, J., et al. Twist1 in infiltrating macrophages attenuates kidney fibrosis via matrix metallopeptidase 13-mediated matrix degradation. J Am Soc Nephrol. 30 (9), 1674-1685 (2019).
  19. Smith, P. K., et al. Measurement of protein using bicinchoninic acid. Anal Biochem. 150 (1), 76-85 (1985).
  20. Puri, T. S., et al. Chronic kidney disease induced in mice by reversible unilateral ureteral obstruction is dependent on genetic background. Am J Physiol Renal Physiol. 298 (4), F1024-F1032 (2010).
  21. Falke, L. L., et al. Age-dependent shifts in renal response to injury relate to altered BMP6/CTGF expression and signaling. Am J Physiol Renal Physiol. 311 (5), F926-F934 (2016).
  22. Song, L., Shi, S., Jiang, W., Liu, X., He, Y. Protective role of propofol on the kidney during early unilateral ureteral obstruction through inhibition of epithelial-mesenchymal transition. Am J Transl Res. 8 (2), 460-472 (2016).
  23. Saad, K. M., et al. Reno-protective effect of protocatechuic acid is independent of sex-related differences in murine model of UUO-induced kidney injury. Pharmacol Rep. 76 (1), 98-111 (2024).
  24. Goorani, S., Khan, A. H., Mishra, A., El-Meanawy, A., Imig, J. D. Kidney injury by unilateral ureteral obstruction in mice lacks sex differences. Kidney Blood Press Res. 49 (1), 69-80 (2024).
  25. La Russa, D., Barberio, L., Marrone, A., Perri, A., Pellegrino, D. Caloric restriction mitigates kidney fibrosis in an aged and obese rat model. Antioxidants (Basel). 12 (9), 1778 (2023).
  26. Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: Technical notes and tricks. Am J Physiol Renal Physiol. 303 (11), F1487-F1494 (2012).
  27. Hammad, F. T. The long-term renal effects of short periods of unilateral ureteral obstruction. Int J Physiol Pathophysiol Pharmacol. 14 (2), 60-72 (2022).
  28. Chevalier, R. L., Thornhill, B. A., Wolstenholme, J. T., Kim, A. Unilateral ureteral obstruction in early development alters renal growth: Dependence on the duration of obstruction. J Urol. 161 (1), 309-313 (1999).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

UUO

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved