本研究提供的数据显示了单侧输尿管梗阻对肾功能、炎症和纤维化的巨大影响。它有助于我们了解单侧输尿管梗阻的病理生理机制。该技术的主要优点是能够研究细胞间相互作用,亚细胞事件,并在功能正常的肾脏内以动态方式关联结构和功能。
演示输尿管手术将由我们实验室的外科医生Silvia Campos-Bilderback博士完成。首先,麻醉大鼠,然后沿着中线切开一个切口,定位左肾以将其与周围的腹膜器官分开。定位包括肾动脉、肾静脉和输尿管的肾蒂后,在不破坏脆弱结构的情况下分离输尿管。
使用镊子在输尿管周围缠绕并系上 3-0 缝合线,然后在第一个结的两侧打一个几毫米的结,以确保完全阻塞。一旦输尿管被绑住,小心地关闭连续的肌肉层,然后完全关闭腹部。用手术钉关闭外皮。
对于手术准备,将带有留置静脉通路的麻醉大鼠放在侧面,剃光的左胁面朝上并笔直地放在桌子上。确保老鼠的前爪像后爪一样相互接触。一旦大鼠被定位,触诊肋骨下方的左胁以感受肾脏并确定腹部的自然位置,然后沿着剃须区域使用永久性标记画一条线,将肾脏中心一分为二鼻子到尾巴的方向。
用一对齿镊子抓住并向上提起皮肤,用一对止血器捏住永久性标记线,以压碎下面的脉管系统并防止出血。对薄的外层肌肉层重复该过程,以尽量减少出血。为了对薄的内腹肌层进行最后的切口,触诊肾脏以估计大小和位置,并用一对镊子提起内肌层,然后用大约是肾脏估计大小的 1/3 的止血器压碎一条将肾脏上方皮肤一分为二的线。
在用镊子保持对肌肉层的抓地力的同时,做最后的切口。接下来,用每只手的镊子抓住并握住肾脏下极的肾脏脂肪,手把手向下工作。用一只手牢牢抓住脂肪,拉动脂肪,然后非常轻轻地通过切口挤压肾脏。
如果肾脏没有通过,请轻松扩大切口。为了识别滞留在毛细血管环中的白细胞或白细胞,通过留置静脉通路以每公斤大鼠重量 8 微克施用 Hoechst 33342 核染色。在显微镜下,将暴露的肾脏放在培养皿的边缘,稍微旋转一下,使肾脏的腹部接触盖玻片,背侧背对边缘。
为了进一步减少运动,将两个用盐水润湿的无菌 2×2 纱布垫贴在肾脏的背侧,以加强肾脏腹部与边缘的接触。定位样品后,使用双通道罗丹明FITC立方体在落射荧光照明下通过显微镜目镜观察。如果在样品位置检测到运动,请通过调整纱布进行细微调整,确保它不会推到肾脏下方。
将老鼠稍微翻过来,使胸部离盘子更远。使用落射荧光照明扫描肾脏表面,并使用与电动载物台控制器关联的软件标记肾小球位置。对于2光子照明下的每个颜色通道,取每个标记肾小球上部的浅3D体积作为背景图像。
在成像软件的显示选项中,使用伪调色板可视化肾小球毛细血管袢的背景荧光的微弱强度。使用浅表血管作为焦点,缓慢输注荧光德克萨斯红RAP血清白蛋白或TRRSA,同时观察由于全身分布引起的荧光的上升和下降,直到肾小管周围脉管系统和毛细血管袢的强度略低于饱和度。10 分钟后,以 1 微米的间隔获取所有标记和成像肾小球的 3D 体积。
找到合适的容器,毛细管环或管状血管,然后使用旋转功能旋转图像,因为图像采集软件中的线扫描功能要求容器垂直。容器旋转并平放后,选择采集菜单上的 XT 功能并将其设置为扫描 4, 000 条线。将线穿过要检查的容器,焦平面位于段的最大直径处。
接下来,左键单击彩色合成图像并选择“拍摄快照”选项卡以生成线扫描区域的参考图像。立即单击“开始”按钮以捕获船舶的线扫描。稍后,将线扫描导入图像处理软件以确定RBC流速。
在测量下拉菜单下,打开显示区域统计数据对话框,然后选择单线绘制工具以绘制与 RBC 阴影斜率匹配的线。记下线的宽度和高度后,使用公式计算速度,然后获得五次计算的平均值,以报告每次线扫描的速度。将肾小球置于成像视野的中心,并从肾小球表面开始,在 30 至 35 微米处结束获取 3D 数据集。
在 Z 方向上使用 1 微米的步长。通过将蓝色Hoechst通道与德克萨斯红白蛋白通道进行比较来识别WBC,方法是寻找毛细管环中红色染料的排除和相应的核染色。如果白细胞在三个光学切片上显示为静态,则将细胞定义为粘附,然后将值报告为以 1 微米间隔从肾小球顶部开始的每 10 个光学切片的发生次数。
慕尼黑Wistar Fromter或MWF大鼠中每田的肾小球数量在5周UUO组中比未治疗的大鼠增加。Sprague-Dawley大鼠或SD大鼠在单侧输尿管梗阻五周后从没有表面肾小球到每场2.02个。观察三维重建图像以观察肾脏表面。
SD大鼠的5周单侧输尿管梗阻未导致类似于MWF中可见的正常肾小管上皮的区域,未经治疗,并且在5周的UUO MWF大鼠中部分出现。在肾血管动力学研究中,与未治疗的大鼠相比,5周UUO MWF和SD组的肾血流量显着减少。与未治疗的MWF大鼠相比,5周UUO MWF和SD大鼠肾小球毛细血管袢内的红细胞速度显着降低。
此外,未经治疗的MWF大鼠每10个光学切片的WBC较少,而5周UUO MWF和5周UUO SD大鼠的数量增加。单侧输尿管梗阻时,白蛋白通透性增加。单侧输尿管梗阻后,Bowman 腔内白蛋白积聚强烈。
S1段内吞作用大量白蛋白,如在未经治疗的MWF大鼠的生理条件下观察到的那样。在单侧输尿管梗阻5周后,MWF或SD大鼠看不到相同的摄取。许多不同的方法,例如重复成像以研究随时间推移的过程,固定特定区域以进行成像,以及随后利用固定组织进行更高分辨率的显微镜检查,可以与该技术结合使用。
该技术被认为是颠覆性技术。它使调查人员能够回答许多新问题。在此过程中,提供了新的见解,并获得了范式转换数据。