Die vorliegenden Untersuchungen wurden von der United States National Institutes of Health gewähren R01-HL092188, R01-DK083385 und R01HL098294 und Stiftung für Anästhesie Bildung und Forschung (faer) Zuschüsse an HKE, ein faer gewähren JYD und DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) Forschung unterstützt Fellowship (GR2121/1-1) bis AG.

Allgemeine Bemerkungen. Alle Arbeiten sind unter einer aufrechten Präpariermikroskop (Leica) und mit Hilfe eines chirurgischen Koagulator durchgeführt werden. Die Mäuse in den experimentellen Gruppen sollten in Alter und Gewicht angepasst werden, um die Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. Temperatur, Blutdruck, Anästhesie und Flüssigkeitszufuhr sollte stabil sein und überwacht während des Experiments. 1. Anästhesie und Chirurgie <ol><li> Nierenischämie Experimente können entweder mit gleichzeitiger Anwendung Ischämie und Reperfusion auf beide Nieren, oder nach einzelnen Nephrektomie in Kombination mit Ischämie Behandlung der verbleibenden Niere durchgeführt werden. Als bilateralen Ischämie Behandlung beider Nieren mit erhöhter technischer Schwierigkeiten, eine komplexere experimentellen Einstellung und mehr Operationen verbunden ist, führen wir ein Recht Nephrektomie durch Ischämie Behandlung der verbleibenden linken Niere durch die Verwendung eines hängenden Gewicht Systems. Wir nutzten diese hängende Gewicht System auch für die Okklusion im Herzen. Allerdings ist das Verfahren anders, da der Nierenarterie aus dem umgebenden Gewebe isoliert werden können, während der Koronararterie liegt innerhalb des Herzmuskels. </li><li> Mäuse (8-14 Wochen alt, beiderlei Geschlechts) werden mit Pentobarbital in einer Dosierung von 70mg/kg. Wir werden Anästhesie mit ca. aufrecht zu erhalten. 10 mg / kg / h Natrium-Pentobarbital. Eine Überdosierung kann deutlich niedriger Blutdruck und kann somit die Ergebnisse verändern. In unseren ersten Studien, die wir auch Ketamin und Xylazin. Allerdings induziert diese Verbindungen eine starke Bradykardie (150 / min). Neben den beobachteten Bradykardie gibt es auch Hinweise, dass beide Verbindungen in Schutzmechanismen bei Bedingungen von Ischämie beteiligt sind. Volatile Anästhetika können weder aufgrund ihrer Fähigkeit verwendet werden, um auch induzieren renalen Schutz und niedriger Blutdruck. Deshalb sind unsere endgültige Wahl für die Anästhesie wurde Pentobarbital. Darüber hinaus sind Ketamin und Xylazin in erster Linie über die Nieren ausgeschieden. Nephrektomie und Ischämie kann zu einer Verlängerung Ketamin-Anästhesie. </li><li> Sobald Schmerzen Reflexe fehlen (getestet, indem Sie die Zehen mit einer Pinzette) Mäuse auf einem temperierten Heiz-Tabelle platziert werden (RT, Effenberg, München, Deutschland, die Körpertemperatur bei 37,0 ° C zu halten) in eine linke Seitenlage. </li><li> Befestigen Sie den unteren und oberen Extremitäten an den Tisch mit Klebeband. </li><li> Für Nicht-Überleben Operationen, wie gezeigt, in der Video-Demonstration, decken den Einschnitt mit Mineralöl um das Einatmen von Maus Haare durch Schneiden der Haut zu verhindern und damit verhindern, dass die Gefahr der Maus Haare Allergien. Im Falle des Überlebens Experimente richtige aseptische Techniken einschließlich Clipping der Haare, Desinfektion der Haut mit Iodophore (zB Betadine), sterile Handhabung der Instrumente und autoklaviert Verwendung von Masken eine sterile Handschuhe für den Operateur sind erforderlich. Mineralöl ist nicht in der Überlebensrate Operationen verwendet. Für das Überleben Operationen sterile NaCl verwendet wird </li><li> Rechte Flanke Schnitt wird mit einer Schere und einem Koagulationselektrode (Erbe, ICC50, Deutschland), um die Blutung von Muskeln und Haut Schiffe zu verhindern durchgeführt werden. Im Gegensatz zu den Zugriff auf den Nieren über Mittellinie Laparotomie, funktioniert diese Technik nicht erforderlich, den Zugang zu der Bauchhöhle. </li><li> Die renale Pedikel einschließlich Nierenarterie und Nierenvene werden ligiert mit einem 4 / 0 Seidenfaden und die rechte Niere wird mit einer Schere geschnitten werden, ohne die Nebennieren Schiffe. </li><li> Die Operationswunde wird geschlossen mit fortlaufenden Naht (zwei Stiche) des Muskels Wand und die Haut mit einem 4 / 0 Nahtmaterial. </li><li> Die Tiere werden dann in einem rechten Seitenlage gelegt und eine linke Flanke Schnitt durchgeführt. </li><li> Die linke Niere wird vorsichtig aus dem Bindegewebe entfernt, die Vermeidung der Nebenniere und Gefäße. </li><li> Anschließend wird die Niere mit ihrer ventralen Seite nach unten in eine Lucite Tasse eingeschaltet. Die Lucite Tasse sollte für das Überleben Operationen sterilisiert werden. Der Pol der Niere wird vorsichtig in die Tasse Lucite, indem das umliegende Gewebe mit einer Pinzette geschoben. Danach wird der Pol ist vorsichtig in die Lucite Tasse mit einer Zange geschoben. Die Niere wird feucht gehalten und warm mit einem feuchten Tuch mit Wasser bei 37,0 ° C eingeweicht werden </li><li> Nach Freilegung der linken Niere und Platzierung in einem Lucite cup der Niere Halter ist ventral um die Spannung auf die Nierengefäße sind zurückhaltend. Eine ausreichende einstweilige ist für eine erfolgreiche Platzierung der Naht unter der Nierenarterie wichtig. Danach wird die Niere Halter fixiert ist und die Nierenarterie können leicht identifiziert werden, wie es auf der Oberseite des Nierenvene verläuft. </li><li> Die Nierenarterie ist von benachbarten Gewebe präpariert, in der Nähe seiner take-off aus der abdominalen Aorta mit feinen Pinzetten. Die Arterie wird von der zugrunde liegenden Vene mit einer gebogenen Pinzette an der Spitze abgelöst. </li><li> Ein 8 / 0 Seidenfaden (Ethicon, Norderstedt, Deutschland) ist unter der Nierenarterie durch gesetztein Pinzette als führender Leitfaden. Diese Technik erlaubt Unterbrechung nur die arterielle Durchblutung der Niere ohne Kompression der Nierenvene, zu der renalen Pedikel Klemm verglichen. </li><li> Die Naht wird über eine kleine Stange (kann eine vorbereitete Sicherheitsnadel werden) und einem Gewicht von ca. platziert. 1g ist an jedem Ende beigefügt (Eppendorf-Röhrchen). Das Gewicht kann auf die Niere Größe durch Weglassen und Hinzufügen von Wasser in die Eppendorf-Röhrchen angepasst werden. Allerdings sollte die Arterie leicht nach oben gezogen werden, so dass kein Blut durch die Arterie aber ohne größere Strecke auf der Arterie läuft. Große Stretch-Stress auf die Arterie kann Gefäßwandschädigung mit Verdickung der Arterienwand und reduziert Reperfusion verursachen. </li><li> Während die Gewichte nicht unterstützt werden, ist die Nierenarterie sofort verschlossen. Im Gegensatz dazu, wenn die Gewichte unterstützt werden, wird der Blutfluss sofort an die Orgel restauriert. Erfolgreiche Okklusion wird durch eine Veränderung der Farbe von rot nach weiß bestätigt. </li><li> Verschiedene Ischämie Zeiten kann wie durch das Experiment benötigt werden. Eine komplette Reperfusion findet je nach der Länge der Ischämie Zeit in Anspruch nehmen. Ischämie mal bis zu 45 Minuten ermöglichen erzielbaren Nierenschädigung. In unserem experimentellen Settings verwendeten wir 20 bis 30 Minuten der Ischämie mit einer mittleren Nierenschädigung, die uns zu einer Verbesserung sowie Beeinträchtigung der Nieren-Schäden in Abhängigkeit von der Maus-Stamm und der Behandlung sehen können. </li><li> Nach vollständiger Reperfusion der Niere kann aus dem Lucite Tasse ersetzt werden. Deshalb ist die Niere Halter ist nicht fixierten und die Spannung auf die Niere wird freigegeben. Der kraniale Pol ist vorsichtig aus der Schale mit einem milden Pinzette entfernt und die kaudalen folgt unmittelbar. </li><li> Die Fixierung (Bänder) von der Maus können freigegeben und kann die Maus in Rückenlage zB FITC-Inulin gekennzeichnet Abstand platziert werden. </li><li> In Teilmengen von Experimenten, kann den Blutdruck und die Herzfrequenz während des chirurgischen Eingriffs erfasst werden. Blutdruckmessungen werden kontinuierlich über eine Halsschlagader Katheter erhalten. In Kürze wird die Halsschlagader über stumpfe Präparation der paratracheal Muskeln ausgesetzt. Nach weiteren Exposition und sorgfältige Vermeidung von Traumatisierung des Gewebes (insbesondere des Nervus vagus), wird ein Katheter in das Gefäß mit zwei Nähten und einer kleinen Klemme gesteckt. Der Blutdruck wird mit einem Statham-Element (WK 280, WKK, Kaltbrunn, Schweiz) gemessen. </li><li> Für FITC-markiertem Inulin-Clearance eines Katheters hat sich in der linken Halsschlagader zur Infusion von Kochsalz und FITC-markiertem Inulin platziert werden. Weiterhin ist ein Blasenkatheter muss für die Urinsammlung in einer zeitabhängigen Weise eingesetzt werden wie nachfolgend erläutert im Detail. </li></ol> 2. Die Messung der Nierenschädigung <ol><li> Generell gilt: Die folgenden Outcome-Parameter werden empfohlen, um Nierenschäden folgenden Nierenischämie zu bestimmen: Führen FITC-markiertem Inulin-Clearance der glomerulären Filtrationsrate (GFR) zu beurteilen. Als Alternative einer Kreatinin-Clearance und Serum-Kreatinin über metabolischen Käfig Untersuchung 24 Stunden nach der Nierenschädigung zu bestimmen. Führen renale H &amp; E-Färbung und eine Myeloperoxidase (MPO) ELISA zu Nierenschäden und Entzündungen von 24 Stunden nach Nierenischämie bestimmen. </li><li> Metabolic Käfig Untersuchungen: <ol><li> Nach Ischämie der linken Niere wird wieder in die retroperitoneale Lage gedreht und die Wunde geschlossen ist, wie oben beschrieben. </li><li> Am Ende der Operation Mäuse erhalten 0,3 ml isotonischer Kochsalzlösung IP und wieder für 2 Stunden unter einer Wärmelampe. </li><li> Danach Mäuse in metabolische Käfige (Tecniplast Deutschland, Hohenpeißenberg, Deutschland) zur Bestimmung der renalen Funktionsparameter für 2 mal 24 Stunden gestellt werden. </li><li> Die Wasseraufnahme jeder Maus wurde durch Wiegen der leeren und gefüllten Flasche mit Wasser vor der Auslieferung an die Maus und als bestimmt 24 Stunden später werden durch Wiegen der vollen Flasche wieder. Die Maus Gewicht hat als gut bestimmt werden. </li><li> Nach 24 Stunden ca. 75μl Blut aus dem Venenplexus hinter dem Auge über eine Kapillare unter kurzer Vollnarkose isoflorane genommen. </li><li> Die Nierenfunktion wird durch die Messung Plasma-und Urin-Kreatinin 24 Stunden nach renalen Ischämien mit einem handelsüblichen colorimtric Methode nach Angaben des Herstellers `s Protokoll (LT-SYS, Labor + Technik, Berlin, Deutschland) untersucht. Plasma und Urin-Konzentrationen von Na +, K + werden mit einem Flammen-Emissions-Photometer (ELEX 6361, Eppendorf AG, Hamburg, Deutschland) bestimmt. Renal Ausscheidungsorgane und hämodynamischen Werte berechnet unter Verwendung von Standard Formeln 15-17. </li></ol></li><li> Inulin-Clearance: FITC-Inulin-Clearance Experimente werden folgende renale Ischämie durchgeführt werden. <ol><li> Die linke Halsschlagader ist für die kontinuierliche i kanüliertennfusion. Nach Zerlegung der Vene aus benachbartem Gewebe mit einer Zubereitung Schere (Dumont, WPI) Platz zwei Nähten (4 / 0) rund um die Vene. Legen Sie eine Klemme an der Vene vor der proximale Naht um den Blutfluss zu stoppen. Danach schließen Sie das distale Knoten und ein Gewicht an einem der distalen Fadenenden um die Spannung auf die Vene Belastung. Dies ist sehr wichtig, um den Katheter in die Vene zu bekommen. Verwenden Sie einen Mikro-Schere, eine kleine Öffnung in die Richtung gesägt. Halten Sie die Öffnung mit einer feinen Pinzette (Dumont, WPI) und platzieren Sie den Katheter in die Vene. Um vorab den Katheter nehmen die Klemme. Stellen Sie sicher, dass es keine Spannung auf den Katheter, so dass Sie es kann sich, ohne es. Danach schließen Sie das zweite proximale Naht über die Vene und der Katheter. </li><li> Ein Katheter wird in die Harnblase für zeitgesteuerte Urinsammlung platziert. Deshalb schneidet man einen kurzen Schnitt in der Haut über der Blase. Entfernen Sie vorsichtig die Blase durch die Haut Loch. Fix die Blase mit einem feuchten Tuch. Legen Sie eine vorbereitete Naht über der Blase (4 / 0). </li><li> Schneiden Sie ein kurzes Stück eines Katheters (1,5 cm) und Wärme auf Ende an einem Ring um den Katheter, die es einfacher, sie in die Blase zu beheben macht bekommen. </li><li> Schneiden Sie ein Loch in die Blase an ihrer Spitze. Machen Sie den Schnitt zwischen den Gefäßen zu Blutungen zu verhindern. Legen Sie das große Ende des Katheters in die Blase, und schließen Sie die Naht über den Katheter und die Blase. </li><li> Alle Mäuse erhalten ein Bolus von 0,85% Natriumchlorid-Lösung in einer Höhe von 20% des Körpergewichts. Kontinuierliche Infusion mit einer Rate von 800ul/h/25g Körpergewicht und FITC-Inulin ist die Infusion für die Bewertung der gesamten Niere glomerulären Filtrationsrate (GFR) hinzugefügt gepflegt. Nach der Stabilisierung der Tiere für 20 min, 20 min timed Urin Sammlungen durchgeführt (viermal) zur Bestimmung der Harnflussrate und FITC-Inulin. Blut ist in der Mitte jeder Periode zur Messung von FITC-Inulin erhalten. </li><li> Beim Start der Sammlung Zeiten für 20 Minuten einen Timer. Sammeln Sie den Urin, indem das Ende der Blasenkatheter in eine kleine Eppendorf-Röhrchen. Messen Sie den Schlauch Gewicht vor und nach der Urinsammlung, so dass Sie den Urin Menge zu bestimmen. Die Blutproben werden über retroorbitalen Blutentnahme bilden die Venenplexus über Kapillaren in der Mitte eines jeden Erhebungszeitraum genommen. </li></ol></li><li> Blut und die Niere kann nach jedem Verfahren zur weiteren Analyse zB MPO ELISA, Zytokin EISA, Histologie gesammelt werden. </li></ol> 3. Repräsentative Ergebnisse: <img src="/files/ftp_upload/2549/2549fig1.jpg" alt="Abbildung 1"/> Abbildung 1 Modell einer hängenden Gewicht für renale Ischämie:. Ein hängendes Gewicht System wurde eingerichtet, um Nierenischämie der linken Niere zu induzieren. Deshalb ein 8,0 Nylonnaht wurde unter der Nierenarterie platziert und am Ende jedes Fadens ein kleines Gewicht (1g) angebracht wurde. Dieses experimentelle Design erlaubt reversible Okklusion der Nierenarterie durch Be-und Entlastung der Gewichtsbelastung.

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H., Dong, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+deletion+of+Dicer+from+proximal+tubules+protects+against+renal+ischemia-reperfusion+injury.">Targeted deletion of Dicer from proximal tubules protects against renal ischemia-reperfusion injury.</a> J Am Soc Nephrol. 21, 756-761 (2010).</li><li>Joo, J. D., Kim, M., Horst, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+and+delayed+renal+protection+against+renal+ischemia+and+reperfusion+injury+with+A1+adenosine+receptors.">Acute and delayed renal protection against renal ischemia and reperfusion injury with A1 adenosine receptors.</a> Am J Physiol Renal Physiol. 293, F1847-F1857 (2007).</li><li>Grenz, A., Eckle, T., Zhang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+hanging-weight+system+for+isolated+renal+artery+occlusion+during+ischemic+preconditioning+in+mice.">Use of a hanging-weight system for isolated renal artery occlusion during ischemic preconditioning in mice.</a> Am J Physiol Renal Physiol. 292, F475-F485 (2007).</li><li>Qi, Z., Whitt, I., Mehta, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serial+determination+of+glomerular+filtration+rate+in+conscious+mice+using+FITC-inulin+clearance.">Serial determination of glomerular filtration rate in conscious mice using FITC-inulin clearance.</a> Am J Physiol Renal Physiol. 286, 590-596 (2004).</li><li>Lorenz, J. N., Gruenstein, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple,+nonradioactive+method+for+evaluating+single-nephron+filtration+rate+using+FITC-inulin.">A simple, nonradioactive method for evaluating single-nephron filtration rate using FITC-inulin.</a> Am J Physiol. 276, 172-177 (1999).</li><li>Lorenz, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+practical+guide+to+evaluating+cardiovascular,+renal,+and+pulmonary+function+in+mice.">A practical guide to evaluating cardiovascular, renal, and pulmonary function in mice.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 282, 1565-1582 (2002).</li></ol>

Zusammenfassend beschreibt die vorliegende Studie eine neuartige Technik für die Durchführung Nierenischämie in einem Mausmodell mit einem hängenden Gewicht für Nierenarterie Okklusion. In der Tat zeigt diese Studie sehr gut reproduzierbare Verletzungen und minimiert so die Variabilität mit Klemmung der renalen Pedikel verbunden.

<table border="1"><tbody><tr><th> Name des Reagenzes </th><th> Firma </th><th> Katalog-Nummer </th><th> Kommentare </th></tr><tr><td> Natrium-Pentobarbital </td><td> Vortech Pharmaceutical Ls, Ltd </td><td> VPL 9372 </td><td> 4mg/mL in Kochsalzlösung </td></tr><tr><td> Suture, Silk 4.0 </td><td> Harvard Apparatus </td><td> 517698 </td><td></td></tr><tr><td> Suture, Prolene 8,0 </td><td> Ethicon, USA </td><td> M8739 </td><td> wiederverwendbar </td></tr><tr><td> Präpariermikroskop </td><td> Leica </td><td> n / a </td><td> betrachten großzügigen Arbeitsabstand </td></tr><tr><td> Heiztisch </td><td> Rt, Effenberger, Deutschland </td><td> n / a </td><td> nur und einzigen Anbieter </td></tr><tr><td> Chirurgische Instrumente </td><td> WPI, Dumont </td><td></td><td> eine feine microvessel Schere </td></tr></tbody></table>

use of a hanging-weight system for isolated renal artery occlusion

In hospitalisierten Patienten sind über 50% der Fälle von akutem Nierenversagen (AKI) durch renale Ischämie 1-3 verursacht. Eine aktuelle Studie der hospitalisierten Patienten ergab, dass nur eine leichte Erhöhung des Serum-Kreatinin-Spiegel (0,3 bis 0,4 mg / dl) mit einer 70% höheres Risiko für Tod, als bei Personen ohne jegliche Erhöhung 1 zugeordnet ist. Entlang dieser Linien, die eine chirurgische Verfahren cross-Klemmung der Aorta und Nierengefäße sind mit einem Nierenversagen Raten von bis zu 30% 4 zugeordnet. Ebenso tritt AKI nach herzchirurgischen Eingriffen in mehr als 10% der Patienten unter normalen Umständen und mit dramatischen Anstieg der Mortalität assoziiert. AKI sind ebenfalls häufige Komplikationen nach Lebertransplantation. Mindestens 8-17% der Patienten bis erfordern Nierenersatztherapie 5 Ende. Darüber hinaus ist verzögerter Transplantatfunktion aufgrund Tubulus Zellschädigung während der Nierentransplantation häufig Ischämie-assoziierte AKI 6 Verwandte. Darüber hinaus kommt es AKI in etwa 20% der Patienten mit Sepsis 6. Das Auftreten von AKI mit dramatischen Anstieg von Morbidität und Mortalität 1 zugeordnet ist. Therapeutische Ansätze sind sehr begrenzt und die Mehrheit der interventionellen Studien in AKI beim Menschen gescheitert. Daher sind zusätzliche therapeutische Modalitäten zur Nierenschädigung von Ischämie zu verhindern dringend 3 benötigt, 7-9. Zur Aufklärung Mechanismen der renalen Schädigung durch Ischämie und mögliche therapeutische Strategien Mausmodellen intensiv 7-13 erforderlich. Maus-Modelle bieten die Möglichkeit der Nutzung verschiedener genetischer Modelle einschließlich Gen-Mäusen gezielt und Gewebe spezifische Gen-Mäusen gezielt (cre-flox System). Allerdings ist murine Nierenischämie technisch anspruchsvolle und experimentelle Details wesentlich beeinflussen Resultate. Wir führten eine systematische Evaluation eines neuen Modells für isolierte Nierenarterie Okklusion an Mäusen, die speziell vermeidet den Einsatz von Klammern oder Nähen der renalen Pedikel 14. Dieses Modell erfordert eine Nephrektomie der rechten Niere seit Ischämie kann nur in einer Niere durch den experimentellen Aufbau durchgeführt werden. In der Tat, mit einem hängenden Gewicht-System wird die Nierenarterie nur instrumentierte einmal während des chirurgischen Eingriffs. Darüber hinaus findet keine Venen-oder Harnröhrenobstruktion mit dieser Technik. Wir könnten Zeit-Dosis-abhängige und hoch reproduzierbare Nierenschädigung mit Ischämie zeigen, durch die Messung Serum-Kreatinin. Darüber hinaus ist beim Vergleich dieses neue Modell mit konventionellen Spannen des gesamten Pedikel-, Nieren-Schutz durch ischämische Präkonditionierung ist tiefer und zuverlässiger. Daher seine neue Technik könnte nützlich sein für andere Forscher, die auf dem Gebiet der akuten Nierenschädigung arbeiten.

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Use of a Hanging-weight System for Isolated Renal Artery Occlusion

Eine genaue Mausmodell für akute Nierenschädigung (AKI) aufgrund einer Ischämie ist ein wichtiges Instrument, um akutes Nierenversagen zu untersuchen und möglicherweise finden therapeutische Werkzeuge zur Nierenschädigung zu behandeln. Die hängende Gewicht System bietet ein Werkzeug für die sofortige und zuverlässige Nierenarterie Okklusion und Reperfusion ohne Nieren Staus.

Die Verwendung eines Hanging-weight-System für Isolated Nierenarterie Occlusion

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients ...

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15.8K Aufrufe.  University of Colorado. Eine genaue Mausmodell für akute Nierenschädigung (AKI) aufgrund einer Ischämie ist ein wichtiges Instrument, um akutes Nierenversagen zu untersuchen und möglicherweise finden therapeutische Werkzeuge zur Nierenschädigung zu behandeln. Die hängende Gewicht System bietet ein Werkzeug für die sofortige und zuverlässige Nierenarterie Okklusion und Reperfusion ohne Nieren Staus.

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Modeling Stroke in Mice - Middle Cerebral Artery Occlusion with the Filament Model

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are very limited. To meet the need for novel therapeutic approaches, experimental stroke research frequently employs rodent models of focal cerebral ischaemia. Most researchers use permanent or transient occlusion of the middle cerebral artery (MCA) in mice or rats.
Proximal occlusion of the middle cerebral artery (MCA) via the intraluminal suture technique (so called filament or suture model) is probably the most frequently used model in experimental stroke research. The intraluminal MCAO model offers the advantage of inducing reproducible transient or permanent ischaemia of the MCA territory in a relatively non-invasive manner. Intraluminal approaches interrupt the blood flow of the entire territory of this artery. Filament occlusion thus arrests flow proximal to the lenticulo-striate arteries, which supply the basal ganglia. Filament occlusion of the MCA results in reproducible lesions in the cortex and striatum and can be either permanent or transient. In contrast, models inducing distal (to the branching of the lenticulo-striate arteries) MCA occlusion typically spare the striatum and primarily involve the neocortex. In addition these models do require craniectomy. In the model demonstrated in this article, a silicon coated filament is introduced into the common carotid artery and advanced along the internal carotid artery into the Circle of Willis, where it blocks the origin of the middle cerebral artery. In patients, occlusions of the middle cerebral artery are among the most common causes of ischaemic stroke. Since varying ischemic intervals can be chosen freely in this model depending on the time point of reperfusion, ischaemic lesions with varying degrees of severity can be produced. Reperfusion by removal of the occluding filament at least partially models the restoration of blood flow after spontaneous or therapeutic (tPA) lysis of a thromboembolic clot in humans.
In this video we will present the basic technique as well as the major pitfalls and confounders which may limit the predictive value of this model.

Filamentous occlusion of the Middle cerebral artery is a common model for studying ischemic stroke in mice.

Modeling Stroke in Mice - Middle Zerebralarterie mit dem Filament-Modell

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are ...

Forschung

Medizin

Use of a Hanging Weight System for Coronary Artery Occlusion in Mice

Murine studies of acute injury are an area of intense investigation, as knockout mice for different genes are becoming increasingly available 1-38. Cardioprotection by ischemic preconditioning (IP) remains an area of intense investigation. To further elucidate its molecular basis, the use of knockout mouse studies is particularly important 7, 14, 30, 39. Despite the fact that previous studies have already successfully performed cardiac ischemia and reperfusion in mice, this model is technically very challenging. Particularly, visual identification of the coronary artery, placement of the suture around the vessel and coronary occlusion by tying off the vessel with a supported knot is technically difficult. In addition, re-opening the knot for intermittent reperfusion of the coronary artery during IP without causing surgical trauma adds additional challenge. Moreover, if the knot is not tied down strong enough, inadvertent reperfusion due to imperfect occlusion of the coronary may affect the results. In fact, this can easily occur due to the movement of the beating heart.
Based on potential problems associated with using a knotted coronary occlusion system, we adopted a previously published model of chronic cardiomyopathy based on a hanging weight system for intermittent coronary artery occlusion during IP 39. In fact, coronary artery occlusion can thus be achieved without having to occlude the coronary by a knot. Moreover, reperfusion of the vessel can be easily achieved by supporting the hanging weights which are in a remote localization from cardiac tissues.
We tested this system systematically, including variation of ischemia and reperfusion times, preconditioning regiments, body temperature and genetic backgrounds39. In addition to infarct staining, we tested cardiac troponin I (cTnI)
as a marker of myocardial infarction in this model. In fact, plasma levels of cTnI correlated with infarct sizes (R2=0.8). Finally, we could show in several studies that this technique yields highly reproducible infarct sizes during murine IP and myocardial infarction6, 8, 30, 40, 41. Therefore, this technique may be helpful for researchers who pursue molecular mechanisms involved in cardioprotection by IP using a genetic approach in mice with targeted gene deletion. Further studies on cardiac IP using transgenic mice may consider this technique.

A murine model for myocardial ischemia and ischemic preconditioning is an important tool study cardioprotective mechanisms in vivo. Here, we report an easy applicable in situ model for cardiac IP using a hanging-weight system for coronary artery occlusion.

Die Verwendung eines Hanging Weight System für Okklusion in Mäuse

Murine studies of acute injury are an area of intense investigation, as knockout mice for different genes are becoming increasingly available 1-38. ...

Use of a Hanging-weight System for Liver Ischemia in Mice

Acute liver injury due to ischemia can occur during several clinical procedures e.g. liver transplantation, hepatic tumor resection or trauma repair and can result in liver failure which has a high mortality rate1-2. Therefore murine studies of hepatic ischemia have become an important field of research by providing the opportunity to utilize pharmacological and genetic studies3-9. Specifically, conditional mice with tissue specific deletion of a gene (cre, flox system) provide insights into the role of proteins in particular tissues10-13 . Because of the technical difficulty associated with manually clamping the portal triad in mice, we performed a systematic evaluation using a hanging-weight system for portal triad occlusion which has been previously described3. By using a hanging-weight system we place a suture around the left branch of the portal triad without causing any damage to the hepatic lobes, since also the finest clamps available can cause hepatic tissue damage because of the close location of liver tissue to the vessels. Furthermore, the right branch of the hepatic triad is still perfused thus no intestinal congestion occurs with this technique as blood flow to the right hepatic lobes is preserved. Furthermore, the portal triad is only manipulated once throughout the entire surgical procedure. As a result, procedures like pre-conditioning, with short times of ischemia and reperfusion, can be easily performed. Systematic evaluation of this model by performing different ischemia and reperfusion times revealed a close correlation of hepatic ischemia time with liver damage as measured by alanine (ALT) and aspartate (AST) aminotransferase serum levels3,9. Taken together, these studies confirm highly reproducible liver injury when using the hanging-weight system for hepatic ischemia and intermittent reperfusion. Thus, this technique might be useful for other investigators interested in liver ischemia studies in mice. Therefore the video clip provides a detailed step-by-step description of this technique.

We established a novel murine model of a hanging weight system for portal triad occlusion. This technique may be useful for future investigations of ischemia in murine hepatic models.

Die Verwendung eines Hanging-Gewicht-System für Leberischämie in Mäuse

Acute liver injury due to ischemia can occur during several clinical procedures e.g. liver transplantation, hepatic tumor resection or trauma repair and ...

Mouse Model of Middle Cerebral Artery Occlusion

Stroke is the most common fatal neurological disease in the United States 1. The majority of strokes (88%) result from blockage of blood vessels in the brain (ischemic stroke) 2. Since most ischemic strokes (~80%) occur in the territory of middle cerebral artery (MCA) 3, many animal stroke models that have been developed have focused on this artery. The intraluminal monofilament model of middle cerebral artery occlusion (MCAO) involves the insertion of a surgical filament into the external carotid artery and threading it forward into the internal carotid artery (ICA) until the tip occludes the origin of the MCA, resulting in a cessation of blood flow and subsequent brain infarction in the MCA territory 4. The technique can be used to model permanent or transient occlusion 5. If the suture is removed after a certain interval (30 min, 1 h, or 2 h), reperfusion is achieved (transient MCAO); if the filament is left in place (24 h) the procedure is suitable as a model of permanent MCAO. This technique does not require craniectomy, a neurosurgical procedure to remove a portion of skull, which may affect intracranial pressure and temperature 6. It has become the most frequently used method to mimic permanent and transient focal cerebral ischemia in rats and mice 7,8. To evaluate the extent of cerebral infarction, we stain brain slices with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) to identify ischemic brain tissue 9. In this video, we demonstrate the MCAO method and the determination of infarct size by TTC staining.

We demonstrate in the video a method for producing a middle cerebral artery occlusion in adult mice using an intraluminal monofilament. We also show how to evaluate the extent of cerebral infarction by 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining.

Mouse Model of Middle Zerebralarterie

Stroke is the most common fatal neurological disease in the United States 1. The majority of strokes (88%) result from blockage of blood vessels in the ...

Utilizing a Cranial Window to Visualize the Middle Cerebral Artery During Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion

Creation of a cranial window is a method that allows direct visualization of structures on the cortical surface of the brain1-3. This technique can be performed in many locations overlying the rat cerebrum, but is most easily carried out by creating a craniectomy over the readily accessible frontal or parietal bones. Most frequently, we have used this technique in combination with the endothelin-1 middle cerebral artery occlusion model of ischemic stroke to quantify the changes in middle cerebral artery vessel diameter that occur with injection of endothelin-1 into the brain parenchyma adjacent to the proximal MCA4, 5. In order to visualize the proximal portion of the MCA during endothelin -1 induced MCAO, we use a technique to create a cranial window through the temporal bone on the lateral aspect of the rat skull (Figure 1). Cerebral arteries can be visualized either with the dura intact or with the dura incised and retracted. Most commonly, we leave the dura intact during visualization since endothelin-1 induced MCAO involves delivery of the vasoconstricting peptide into the brain parenchyma. This bypasses the need to incise the dura directly over the visualized vessels for drug delivery. This protocol will describe how to create a cranial window to visualize cerebral arteries in a step-wise fashion, as well as how to avoid many of the potential pitfalls pertaining to this method.

This article describes a method for visualizing rat cerebral arteries through a cranial window using temporal craniectomy in order to view proximal portions of the middle cerebral artery (Figure 1). This versatile method can be combined with various techniques of drug delivery to measure cerebral artery reactivity in vivo.

Mit Hilfe eines Cranial Fenster, um den Nahen Cerebral Artery Während Endothelin-1 induzierte Middle Cerebral Artery Occlusion Visualisieren

Creation of a cranial window is a method that allows direct visualization of structures on the cortical surface of the brain1-3. This technique can be ...

Optimized System for Cerebral Perfusion Monitoring in the Rat Stroke Model of Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal models of acute ischemic stroke allows to confirm successful arterial occlusion and exclude subarachnoid hemorrhage. Cerebral perfusion monitoring can also be used to study intracranial collateral circulation, which is emerging as a powerful determinant of stroke outcome and a possible therapeutic target. Despite a recognized role of Laser Doppler perfusion monitoring as part of the current guidelines for experimental cerebral ischemia, a number of technical difficulties exist that limit its widespread use. One of the major issues is obtaining a secure and prolonged attachment of a deep-penetration Laser Doppler probe to the animal skull. In this video, we show our optimized system for cerebral perfusion monitoring during transient middle cerebral artery occlusion by intraluminal filament in the rat. We developed in-house a simple method to obtain a custom made holder for twin-fibre (deep-penetration) Laser Doppler probes, which allow multi-site monitoring if needed. A continuous and prolonged monitoring of cerebral perfusion could easily be obtained over the intact skull.

Cerebral perfusion monitoring has been demonstrated to improve accuracy in ischemic stroke models. Technical difficulties often limit the use of this essential tool for cerebrovascular research. In this video, an optimized system is shown to obtain a single or multi-site hemodynamic monitoring during intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats.

Optimierte System for Cerebral Perfusion Überwachung im Rat Stroke Modell Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal ...

An Isolated Working Heart System for Large Animal Models

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart model, have been invaluable tools for studying cardiovascular function and disease1-15. Although the Langendorff heart preparation can be used for any mammalian heart, most studies involving this apparatus use small animal models (e.g., mouse, rat, and rabbit) due to the increased complexity of systems for larger mammals1,3,11. One major difficulty is ensuring a constant coronary perfusion pressure over a range of different heart sizes &#8211; a key component of any experiment utilizing this device1,11. By replacing the classic hydrostatic afterload column with a centrifugal pump, the Langendorff working heart apparatus described below allows for easy adjustment and tight regulation of perfusion pressures, meaning the same set-up can be used for various species or heart sizes. Furthermore, this configuration can also seamlessly switch between constant pressure or constant flow during reperfusion, depending on the user&#8217;s preferences. The open nature of this setup, despite making temperature regulation more difficult than other designs, allows for easy collection of effluent and ventricular pressure-volume data.

Most studies involving the Langendorff apparatus use small animal models due to the increased complexity of systems for larger mammals. We describe a Langendorff system for large animal models that allows for use across a range of species, including humans, and relatively easy data acquisition.

Eine isolierte Arbeits Herz-System für Großtiermodelle

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart ...

Surgical Approach for Middle Cerebral Artery Occlusion and Reperfusion Induced Stroke in Mice

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ischemic in origin and occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA). Currently the only Food and Drug Administration (FDA) approved drug for the treatment of this devastating disease is tissue plasminogen activator (tPA). However, tPA has a small therapeutic window for administration (3 - 6 hr), and is only effective in 4% of the patients who actually receive it. Current research focuses on understanding the pathophysiology of stroke in order to find potential therapeutic targets. Thus, reliable models are crucial, and the MCA occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) is deemed to be the most clinically relevant surgical model of ischemic stroke, and is fairly non-invasive and easily reproducible. Typically the MCAo model is used with rodents, especially with mice due to all the genetic variations available for this species. Here we describe (and present in the video) how to successfully perform the MCAo model (with reperfusion) in mice to generate reliable and reproducible data.

In order to understand the pathophysiology of stroke, it is important to use reliable models. This paper will describe one of the most frequently used stroke models in mice, termed the middle cerebral artery occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) with reperfusion.

Chirurgische Ansatz für Arteria cerebri media Occlusion und Reperfusion fokaler zerebraler Ischämie bei Mäusen

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ...

Middle Cerebral Artery Occlusion Allowing Reperfusion via Common Carotid Artery Repair in Mice

The ischemic stroke is a major cause of adult long-term disability and death worldwide. The current treatments available are limited, with only tissue plasminogen activator (tPA) as an approved drug treatment to target ischemic strokes. Current research in the field of ischemic stroke focuses on better understanding the pathophysiology of stroke, to develop and investigate novel pharmaceutical targets. Reliable experimental stroke models are crucial for the progression of potential treatments. The middle cerebral artery occlusion (MCAO) model is clinically relevant and the most frequently used surgical model of ischemic stroke in rodents. However, the outcomes of this model, such as lesion volume, are associated with high levels of variability, particularly in mice. The alternative MCAO model described here allows the reperfusion of the common carotid artery (CCA) and the increased perfusion of the middle cerebral artery (MCA) territory, using a tissue pad with fibrinogen-based sealant to repair the vessel, and the improved welfare of the mice by avoiding external carotid artery (ECA) ligation. This reduces the reliance on the Circle of Willis, which is known to be highly anatomically variable in mice. Representative data show that using this alternative surgical approach decreases the variability in lesion volumes between the traditional MCAO approach and the alternative approach described here.

Intraluminal filament occlusion of the middle cerebral artery is the most frequently used in vivo model of experimental stroke in rodents. An alternative surgical approach to allow common carotid artery repair is performed here, which allows the reperfusion of the common carotid artery and a full reperfusion to the middle cerebral artery territory.

Mittlere zerebrale Arterie Okklusion so dass Reperfusion über gemeinsame Halsschlagader Reparatur bei Mäusen

The ischemic stroke is a major cause of adult long-term disability and death worldwide. The current treatments available are limited, with only tissue ...

A Modified Two Kidney One Clip Mouse Model of Renin Regulation in Renal Artery Stenosis

Renal artery stenosis is a common condition in patients with coronary or peripheral vascular disease where the renin angiotensin aldosterone system (RAAS) is overactivated. In this context, there is a narrowing of the renal arteries that stimulate an increase in the expression and release of renin, the rate-limiting protease in RAAS. The resulting rise in renin expression is a known driver of renovascular hypertension, frequently associated with kidney injury and end organ damage. Thus, there is a great interest in developing novel treatments for this condition. The molecular and cellular mechanism of renin control in renal artery stenosis is not fully understood and warrants further investigation. To induce renal artery stenosis in mice, a modified 2 kidney 1 clip (2K1C) Goldblatt mouse model was developed. The right kidney was stenosed in wild type mice and sham operated mice were used as control. After renal artery stenosis, we determined renin expression and kidney injury. Kidneys were harvested, and fresh cortices were used to determine protein and mRNA expression of renin. This animal model is reproducible and can be used to study pathophysiological responses, molecular and cellular pathways involved in renovascular hypertension and kidney injury.

A modified 2 kidney 1 clip (2K1C) Goldblatt mouse model was developed using polyurethane tubing to initiate renal artery stenosis, inducing an increase in renin expression and kidney injury. Here, we describe a detailed procedure of preparing and placing the cuff onto the renal artery to generate a reproducible and consistent 2K1C mouse model.

Ein modifiziertes Zwei-Nieren-One-Clip-Mausmodell der Reninregulation bei Nierenarterienstenose

Renal artery stenosis is a common condition in patients with coronary or peripheral vascular disease where the renin angiotensin aldosterone system (RAAS) ...