JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

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

Summary

أنشأت هذه الدراسة بروتوكولا يركز على التحسين التقني لنموذج فأر من نقص التروية الكلوية الثنائية لأبحاث إصابات الكلى الحادة.

Abstract

تشكل السكتة القلبية عبئا كبيرا على الصحة العامة. إصابة الكلى الحادة (AKI) هي علامة سلبية لدى الناجين من السكتة القلبية بعد عودة الدورة الدموية التلقائية (ROSC) بعد الإنعاش القلبي الرئوي الناجح. على العكس من ذلك ، فإن استعادة وظائف الكلى من AKI هو مؤشر على النتائج العصبية المواتية والخروج من المستشفى. ومع ذلك ، لا يوجد تدخل فعال لمنع تلف الكلى الناجم عن السكتة القلبية بعد ROSC ، مما يشير إلى أن هناك حاجة إلى استراتيجيات علاجية إضافية. نقص التروية الكلوية وإعادة التروية هما آليتان فيزيولوجيتان مرضيتان تسببان AKI بعد السكتة القلبية. النماذج الحيوانية ل AKI (IR-AKI) الناجم عن نقص التروية في كلتا الكليتين قابلة للمقارنة مع المرضى الذين يعانون من AKI بعد ROSC في بيئة سريرية. ومع ذلك ، فإن تحليل IR-AKI لكلتا الكليتين يمثل تحديا تقنيا لأن النموذج يرتبط بارتفاع معدل الوفيات والتباين الواسع في تلف الكلى ، مما قد يؤثر على التحليل. تم اختيار الفئران خفيفة الوزن ، ووضعها تحت التخدير العام مع الأيزوفلوران ، وإخضاعها لعملية جراحية مع نهج الظهرية الجانبية ، والحفاظ على درجة حرارة أجسامها أثناء العملية ، وبالتالي تقليل تلف الأنسجة وإنشاء بروتوكول بحث IR-AKI كلوي حاد قابل للتكرار.

Introduction

تحدث السكتة القلبية أكثر من 80,000 مرة سنويا في الولايات المتحدة 1,2. معدل وفيات السكتة القلبية مرتفع للغاية3،4،5،6. AKI هو عامل خطر رئيسي مرتبط بارتفاع معدل الوفيات وضعف النتائج العصبية لدى المرضى الذين يعانون من السكتة القلبية بعد ROSC7،8،9،10،11،12،13. يعد التعافي من AKI مؤشرا جيدا على النتائج العصبية المواتية والخروج من المستشفى14،15،16. ومع ذلك ، لا تزال العلاجات الفعالة ل IR-AKI تفتقر إلى15،16،17،18،19. هناك حاجة إلى استراتيجيات علاجية إضافية لزيادة تحسين النتائج السريرية للمرض.

IR-AKI مع نهج نقص التروية الكلوية الثنائية هو أحد النماذج الحيوانية المستخدمة في أبحاث AKI 20،21،22،23،24،25،26. النماذج الحيوانية الكلوية IR-AKI أقل تعقيدا من نموذج إصابة الأشعة تحت الحمراء لكامل الجسم لدراسة AKI في المرضى الذين يعانون من السكتة القلبية المفاجئة بعد ROSC6،27،28،29،30. هذا يعني أن النتائج المتسقة من نموذج حيواني IR-AKI كلوي يسهل تحقيقها بسبب وجود عدد أقل من العوامل المربكة في التجارب. علاوة على ذلك ، تتضمن بروتوكولات IR-AKI الكلوية عادة انسداد عنيق كلوي أحادي أو ثنائي. يمكن مقارنة الحالات في التجارب على IR-AKI الكلوي الثنائي بالحالات السريرية ل AKI بعد ROSC في المرضى الذين يعانون من السكتة القلبية المفاجئة بعد الإنعاش القلبي الرئوي الناجح. على الرغم من أن الخصائص المرضية للكلى في كلا النموذجين تعكس الخصائص المرضية لإصابة الأشعة تحت الحمراء الكلوية البشرية 31،32،33 ، فإن نهج نقص التروية الكلوية الثنائي أكثر صلة ب AKI في ظل الظروف المرضية البشرية ، مثل فشل القلب وتضيق الأوعية والصدمة الإنتانية 35. النماذج الحيوانية الكلوية الثنائية IR-AKI مناسبة للدراسات التي تركز على إصابات الأشعة تحت الحمراء الكلوية في السكتة القلبية بعد ROSC.

ترتبط نماذج IR-AKI الكلوية الثنائية بالصعوبات التقنية والتعقيد التجريبي ومدة الجراحة الطويلة 23،26،32،33،35،36. للتغلب على هذه الصعوبات التقنية ، أنشأت الدراسة الحالية بروتوكول بحث IR-AKI ثنائي موثوق به في الفئران من خلال إجراء بعض التعديلات الفنية. أدى البروتوكول المقترح إلى مضاعفات جراحية أقل ، وتلف أقل في الأنسجة ، وانخفاض احتمال الوفاة أثناء الجراحة. لذلك ، يمكن استخدامه للتحقيق في العمليات الفيزيولوجية المرضية ل AKI بعد ROSC لتطوير استراتيجيات علاجية جديدة ضد نقص التروية الكلوية وتلف إعادة التروية37،38،39.

Protocol

أجريت جميع التجارب على الحيوانات وفقا لدليل رعاية واستخدام المختبر ، الذي نشرته المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة (منشور المعاهد الوطنية للصحة رقم 85-23 ، المنقح عام 1996). تمت الموافقة على بروتوكول الدراسة من قبل ووفقا للمبادئ التوجيهية للجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوان في جامعة فو جين الكاثوليكية. انظر جدول المواد للحصول على تفاصيل حول جميع المواد والأدوات المستخدمة في هذا البروتوكول.

1. تحضير الفئران

  1. حدد الفئران الذكور C57BL / 6 البالغة من العمر 8 أسابيع بوزن 21-23 جم.
  2. إيواء الفئران والحفاظ عليها تحت دورة الضوء والظلام لمدة 12 ساعة في درجة حرارة مضبوطة (21 ± 2 درجة مئوية) مع حرية الوصول إلى الطعام وكريات طعام الفئران القياسية ومياه الصنبور.

2. التخدير

  1. ارتد قناعا جراحيا وقفازات معقمة.
  2. ضع الفئران تحت التخدير مع 2٪ إيزوفلوران ممزوج بالأكسجين بمعدل 1 لتر / دقيقة في غرفة الحث.
  3. تقييم مستوى التخدير عن طريق منعكس الدواسة.
    ملاحظة: منعكس الدواسة هو تراجع المخلب الخلفي استجابة لقرصة إصبع القدم الثابتة. يكتمل التخدير عندما يختفي منعكس الدواسة.
  4. حرك وضع كل فأر في وضعية الانبطاح على منصة جراحية ببطانية كهربائية للحفاظ على درجة حرارة جسمه بمجرد اكتمال التخدير. تثبيت درجة حرارة الجسم قبل الجراحة ومراقبة مع تحقيقات درجة حرارة المستقيم. ضع مرهم العيون على كلتا العينين لمنع الجفاف.
  5. الشريط الكفوف من الفئران على السبورة.
  6. قم بتوصيل قناع على وجه الفئران لتوفير إمداد ثابت بنسبة 1٪ إيزوفلوران و 1 لتر / دقيقة أكسجين
  7. قم بتقييم مستوى التخدير عن طريق منعكس الدواسة بانتظام واضبط توصيل المخدر وفقا لذلك أثناء الجراحة.

3. جراحة IR-AKI الكلوية الثنائية

  1. المس الظهر وابحث عن العمود الفقري القطني للفئران يدويا. تحرك على طول العمود الفقري رأسيا وابحث عن الزوايا الضلعية الفقرية الموجودة أسفل جانبي الضلع الأخير للفئران.
  2. ضع غسول إزالة الشعر على جانبي منطقة الزاوية الضلعية الفقرية لمدة 30 ثانية تقريبا ثم قم بإزالة الفراء بالمحلول الملحي.
  3. تطهير الجلد المحلوق بثلاث جولات من محلول البيتادين و 75 ٪ من الكحول باستخدام كرات القطن.
    ملاحظة: الحفاظ على مجال معقم للجراحة طوال العملية هو المفتاح. تطبيق الستارة الجراحية واستخدام الأدوات المعقمة.
  4. استخدم ملقط رفيع الطرف لرفع الجلد برفق أسفل الزاوية اليسرى للعمود الفقري ، ثم استخدم المقص لإنشاء شق ظهري جانبي مائل 1 سم على طول خطوط توتر الجلد من خط الوسط القطني على الجانب الأيسر. انقل الجدار العضلي للجناح الأيسر باستخدام مقص لتصور الكلية اليسرى.
  5. كرر العمليات الجراحية المذكورة أعلاه لتصور الكلية اليمنى. قم بإزالة الكميات الصغيرة من الدم الناتجة أثناء العملية باستخدام مسحات قطنية معقمة.
  6. دفع وفصل الكلى اليسرى بعناية من الأنسجة المحيطة مع ملقط. تحديد عنيق الكلى بعد تعرض الكلى اليسرى.
    ملاحظة: احرص على عدم إصابة الغدة الكظرية والأوعية الدموية المحيطة بها.
  7. المشبك على عنيق الكلى الأيسر مع مقطع الأوعية الدموية الدقيقة لمدة 25 دقيقة. تأكيد نقص التروية عن طريق تغيير واضح في لون الكلى من الوردي إلى الأحمر الداكن.
  8. قم بتغطية الكلى المثبتة بكرات قطنية مبللة مالحة معقمة لتجنب الجفاف أثناء تثبيت عنيق الكلى الأيسر.
  9. كرر العمليات الجراحية المذكورة أعلاه لربط عنيق الكلى الأيمن بمشبك الأوعية الدموية الدقيقة لمدة 25 دقيقة.
  10. قم بتغطية الكلية المشدودة بكرات قطنية مبللة مالحة معقمة لتجنب الجفاف أثناء تثبيت عنيق الكلى الأيمن.
  11. مراقبة عمق التخدير والرطوبة لكرات القطن الرطب المالحة المعقمة بشكل دوري.
  12. افتح مشبك الأوعية الدموية الدقيقة الأيسر لبدء إعادة تروية الكلية اليسرى. تأكد من إعادة التروية عن طريق تغيير لون مرئي للكلية اليسرى من الأحمر الداكن إلى الوردي.
  13. افتح مشبك الأوعية الدموية الدقيقة الأيمن لبدء إعادة تروية الكلية اليمنى.
  14. بعد التحقق من تغير لون الكلى ، أعد الكلية إلى تجويف البطن.
  15. أغلق تجويف البطن والجلد بمواد خياطة قابلة للامتصاص 6-0.
  16. فرك لتطهير الجرح بمحلول بيتادين و 75 ٪ من الكحول باستخدام كرات القطن.
  17. راقب الحيوان بعناية حتى يبدأ في التحرك بحرية ويتغذى.
    ملاحظة: انتبه جيدا للحيوانات حتى تستعيد وعيها الكافي للحفاظ على الاستلقاء القصي.
  18. تطبيق كاربروفين (5 ملغ/ كغ في 0.2 مل، يتم إعطاؤه تحت الجلد) لمدة 2-3 أيام لمنع الألم بعد الجراحة.

النتائج

يجب تقييم جودة جراحة IR-AKI الكلوية الثنائية قبل إجراء مزيد من التحليل المجهري أو الجزيئي. أثناء الجراحة ، يجب تأكيد نقص التروية الكلوية من خلال معرفة ما إذا كانت الكلية قد تغير لونها من اللون الوردي إلى الأحمر الداكن بعد فترة وجيزة من تثبيت عنيق الكلى بمشبك الأوعية الدموية الدقيقة (

Discussion

بروتوكول IR-AKI الثنائي المقترح مناسب للتحقيق في آلية نقص التروية وإصابة إعادة التروية في كلتا الكليتين. يقترح البروتوكول أن الفئران خفيفة الوزن ، والتخدير العام مع الأيزوفلوران ، والنهج الظهري الجانبي للجراحة ، والحفاظ على درجة حرارة الجسم أثناء العملية تخفف من الصعوبات التقنية المرتبطة ...

Disclosures

يعلن المؤلفون أنه لا يوجد تضارب في المصالح فيما يتعلق بنشر هذه المقالة.

Acknowledgements

تم تطوير هذا النموذج بدعم مالي من وزارة العلوم والتكنولوجيا ، تايوان (MOST 109-2320-B-030-006-MY3). تم تحرير هذه المخطوطة بواسطة والاس للتحرير الأكاديمي.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Absorbable Suture, 6-0EthiconJ510G-BX
Betadine solutionShineteh Istrument
CarprofenSigmaPHR1452
Cotton ballsShineteh Istrument
Graefe ForcepsFine Science Tools11051-10
Heating padShineteh Istrument
IsofluranePiramal Critical Care Inc.26675-46-7
Moria Vessel ClampFine Science Tools18320-11
Olsen-Hegar needle holderFine Science Tools12002 - 12
SalineShineteh Istrument
Scalpel bladesShinvas2646
Small Animal Anesthesia MachineSheng-Cing Instruments Co.STEP AS-01
Tissue scissorsFine Science Tools14072 - 10

References

  1. Holmberg, M. J., et al. Annual incidence of adult and pediatric in-hospital cardiac arrest in the United States. Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes. 12 (7), 005580 (2019).
  2. Benjamin, E. J., et al. Heart disease and stroke statistics-2018 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 137 (12), 67 (2018).
  3. Lascarrou, J. B., et al. Targeted temperature management for cardiac arrest with nonshockable rhythm. The New England Journal of Medicine. 381 (24), 2327-2337 (2019).
  4. Chang, H. C., et al. Factors affecting outcomes in patients with cardiac arrest who receive target temperature management: The multi-center TIMECARD registry. Journal of the Formosan Medical Association. 121 (1), 294-303 (2022).
  5. Yu, G., et al. Comparison of the survival and neurological outcomes in OHCA based on smoking status: investigation of the existence of the smoker's paradox. Signa Vitae. 18 (2), 121-129 (2022).
  6. Chen, Y. C., et al. Major interventions are associated with survival of out of hospital cardiac arrest patients - a population based survey. Signa Vitae. 13 (2), 108-115 (2017).
  7. Sandroni, C., et al. Acute kidney injury after cardiac arrest: a systematic review and meta-analysis of clinical studies. Minerva Anestesiologica. 82 (9), 989-999 (2016).
  8. Patyna, S., et al. Acute kidney injury after in-hospital cardiac arrest in a predominant internal medicine and cardiology patient population: incidence, risk factors, and impact on survival. Renal Failure. 43 (1), 1163-1169 (2021).
  9. Storm, C., et al. Impact of acute kidney injury on neurological outcome and long-term survival after cardiac arrest - A 10 year observational follow up. Journal of Critical Care. 47, 254-259 (2018).
  10. Geri, G., et al. Acute kidney injury after out-of-hospital cardiac arrest: risk factors and prognosis in a large cohort. Intensive Care Medicine. 41 (7), 1273-1280 (2015).
  11. Guo, Q. Y., Xu, J., Shi, Q. D. Gasping as a predictor of short- and long-term outcomes in patients with cardiac arrest: a systematic review and meta-analysis. Signa Vitae. 17 (2), 208-213 (2021).
  12. Chen, P. C., et al. Prognostic factors for adults with cardiac arrest in the emergency department: a retrospective cohort study. Signa Vitae. 18 (3), 56-64 (2022).
  13. Lee, M. J., et al. Predictors of survival and good neurological outcomes after in-hospital cardiac arrest. Signa Vitae. 17 (2), 67-76 (2021).
  14. Deakin, C. D., et al. European Resuscitation Council guidelines for resuscitation 2010 section 4. adult advanced life support. Resuscitation. 81 (10), 1305-1352 (2010).
  15. Cha, K. C., et al. Recovery from acute kidney injury is an independent predictor of survival at 30 days only after out-of-hospital cardiac arrest who were treated by targeted temperature management. Signa Vitae. 17 (2), 119-126 (2021).
  16. Park, Y. S., et al. Recovery from acute kidney injury as a potent predictor of survival and good neurological outcome at discharge after out-of-hospital cardiac arrest. Critical Care. 23 (1), 256 (2019).
  17. Mah, K. E., et al. Acute kidney injury after in-hospital cardiac arrest. Resuscitation. 160, 49-58 (2021).
  18. Pelkey, T. J., et al. Minimal physiologic temperature variations during renal ischemia alter functional and morphologic outcome. Journal of Vascular Surgery. 15 (4), 619-625 (1992).
  19. Kim, H., et al. Effect of different combinations of initial body temperature and target temperature on neurological outcomes in out-of-hospital cardiac arrest patients treated with targeted temperature management. Signa Vitae. , 1-7 (2022).
  20. Wyss, J. C., et al. Differential effects of the mitochondria-active tetrapeptide SS-31 (D-Arg-dimethylTyr-Lys-Phe-NH2) and its peptidase-targeted prodrugs in experimental acute kidney injury. Frontiers in Pharmacology. 10, 1209 (2019).
  21. Wang, Y., Wang, B., Qi, X., Zhang, X., Ren, K. Resveratrol protects against post-contrast acute kidney injury in rabbits with diabetic nephropathy. Frontiers in Pharmacology. 10, 833 (2019).
  22. Li, S., Yu, L., He, A., Liu, Q. Klotho inhibits unilateral ureteral obstruction-induced endothelial-to-mesenchymal transition via TGF-beta1/Smad2/Snail1 signaling in mice. Frontiers in Pharmacology. 10, 348 (2019).
  23. Godoy, J. R., Watson, G., Raspante, C., Illanes, O. An effective mouse model of unilateral renal ischemia-reperfusion injury. Journal of Visualized Experiments. (173), e62749 (2021).
  24. Chen, Q., et al. SIRT1 mediates effects of FGF21 to ameliorate cisplatin-induced acute kidney injury. Frontiers in Pharmacology. 11, 241 (2020).
  25. Li, H. D., et al. Application of herbal traditional Chinese medicine in the treatment of acute kidney injury. Frontiers in Pharmacology. 10, 376 (2019).
  26. Grenz, A., et al. Use of a hanging-weight system for isolated renal artery occlusion during ischemic preconditioning in mice. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 292, 475-485 (2007).
  27. Gao, Q., et al. Accumulated epinephrine dose is associated with acute kidney injury following resuscitation in adult cardiac arrest patients. Frontiers in Pharmacology. 13, 806592 (2022).
  28. Oh, Y. T., et al. Vasoactive-inotropic score as a predictor of in-hospital mortality in out-of-hospital cardiac arrest. Signa Vitae. 15 (2), 40-44 (2019).
  29. Burne-Taney, M. J., et al. Acute renal failure after whole body ischemia is characterized by inflammation and T cell-mediated injury. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 285 (1), 87-94 (2003).
  30. Adams, J. A., et al. Periodic acceleration (pGz) prior to whole body ischemia reperfusion injury provides early cardioprotective preconditioning. Life Sciences. 86 (19-20), 707-715 (2010).
  31. Gaut, J. P., Liapis, H. Acute kidney injury pathology and pathophysiology: a retrospective review. Clinical Kidney Journal. 14 (2), 526-536 (2021).
  32. Hesketh, E. E., et al. Renal ischaemia reperfusion injury: a mouse model of injury and regeneration. Journal of Visualized Experiments. (88), e51816 (2014).
  33. Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: technical notes and tricks. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 303 (11), 1487-1494 (2012).
  34. Wei, Q., Dong, Z. Regulation and pathological role of bid in ischemic acute kidney injury. Renal Failure. 29 (8), 935-940 (2007).
  35. Grenz, A., et al. Use of a hanging-weight system for isolated renal artery occlusion. Journal of Visualized Experiments. (53), e2549 (2011).
  36. Skrypnyk, N. I., Harris, R. C., de Caestecker, M. P. Ischemia-reperfusion model of acute kidney injury and post injury fibrosis in mice. Journal of Visualized Experiments. (78), e50495 (2013).
  37. Han, S. J., Lee, H. T. Mechanisms and therapeutic targets of ischemic acute kidney injury. Kidney Research and Clinical Practice. 38 (4), 427-440 (2019).
  38. Huang, C. W., et al. A novel caffeic acid derivative prevents renal remodeling after ischemia/reperfusion injury. Biomedicine & Pharmacotherapy. 142, 112028 (2021).
  39. Spoelstra-de Man, A. M. E., Oudemans-van Straaten, H. M. Acute kidney injury after cardiac arrest: the role of coronary angiography and temperature management. Critical Care. 23 (1), 193 (2019).
  40. Burne, M. J., Haq, M., Matsuse, H., Mohapatra, S., Rabb, H. Genetic susceptibility to renal ischemia reperfusion injury revealed in a murine model. Transplantation. 69 (5), 1023-1025 (2000).
  41. Muller, V., et al. Sexual dimorphism in renal ischemia-reperfusion injury in rats: possible role of endothelin. Kidney International. 62 (4), 1364-1371 (2002).
  42. Schmitt, R., Marlier, A., Cantley, L. G. Zag expression during aging suppresses proliferation after kidney injury. Journal of the American Society of Nephrology. 19 (12), 2375-2383 (2008).
  43. Oxburgh, L., de Caestecker, M. P. Ischemia-reperfusion injury of the mouse kidney. Methods in Molecular Biology. 886, 363-379 (2012).
  44. Delbridge, M. S., Shrestha, B. M., Raftery, A. T., El Nahas, A. M., Haylor, J. L. The effect of body temperature in a rat model of renal ischemia-reperfusion injury. Transplantation Proceedings. 39 (10), 2983-2985 (2007).
  45. IBM Micromedx, I. Phenobarbital sodium. IBM Corporation Available from: https://www-micromedexsolutions-com.autorpa.mmh.org.tw/micromedex2/librarian/CS/53C834/ND_PR/evidencexpert/ND_P/evidencexpert/DUPLICATIONSHIELDSYNC/51EFF0/ND_PG/evidencexpert/ND_B/evidencexpert/ND_AppProduct/evidencexpert/ND_T/evidencexpert/PFActionId/evidencexpert.DoIntegratedSearch?SearchTerm=Phenobarbital+Sodium&fromInterSaltBase=true&UserMdxSearchTerm=%24userMdxSearchTerm&false=null&=null (2022)
  46. IBM Micromedx, Isoflurane. IBM Corporation Available from: https://www-micromedexsolutions-com.autorpa.mmh.org.tw/micromedex2/librarian/PFDefaultActionId/evidencexpert.DoIntegratedSearch?navitem=headerLogout (2022)

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Explore More Articles

JoVE 201

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved