A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
מטרת מחקר זה הייתה לקבוע אם ניתוח מעקב חלקיקים (NTA) יכול לזהות ולכמת סידן בדרכי השתן המכיל ננו-קריסטלים ממבוגרים בריאים. הממצאים מהמחקר הנוכחי מצביעים על כך ש-NTA יכול להיות כלי פוטנציאלי להערכת ננו-קריסטלים בדרכי השתן במהלך מחלת אבן כליה.
אבנים בכליות הופכות שכיחות יותר ברחבי העולם אצל מבוגרים וילדים. הסוג הנפוץ ביותר של אבן כליות מורכב מגבישי סידן אוקסלט (CaOx). Crystalluria מתרחשת כאשר שתן הופך רווי עם מינרלים (למשל, סידן, אוקסלט, פוספט) ולפני היווצרות אבן כליה. שיטות סטנדרטיות להערכת קריסטלוריה באבן לשעבר כוללות מיקרוסקופיה, סינון וצנטריפוגה. עם זאת, שיטות אלה בעיקר לזהות microcrystals ולא nanocrystals. Nanocrystals הוצעו להיות מזיקים יותר לתאי אפיתל הכליות מאשר microcrystals במבחנה. כאן, אנו מתארים את היכולת של ניתוח מעקב חלקיקים (NTA) כדי לזהות nanocrystals השתן האנושי. מבוגרים בריאים הוזנו דיאטה אוקסלט מבוקר לפני שתיית עומס oxalate כדי לעורר nanocrystals השתן. שתן נאסף במשך 24 שעות לפני ואחרי עומס oxalate. דגימות עובדו ונשטפו עם אתנול כדי לטהר דגימות. ננו-קריסטלים בדרכי השתן היו מוכתמים בפלואורופור מחייב הסידן, Fluo-4 AM. לאחר הכתמת, הגודל והספירה של nanocrystals נקבעו באמצעות NTA. הממצאים ממחקר זה מראים NTA יכול לזהות ביעילות nanocrystalluria אצל מבוגרים בריאים. ממצאים אלה מראים NTA יכול להיות שיטת גילוי מוקדם בעל ערך של nanocrystalluria בחולים עם מחלת אבן כליות.
גבישי שתן נוצרים כאשר השתן הופך רווי עם מינרלים. זה יכול להתרחש אצל אנשים בריאים אבל הוא נפוץ יותר אצל אנשים עם אבנים בכליות1. נוכחות והצטברות של גבישי שתן יכול להגביר את הסיכון לפתח אבן בכליה. באופן ספציפי, זה קורה כאשר גבישים להיקשר פלאק של רנדל, גרעין, לצבור, ולגדול לאורך זמן2,3,4. Crystalluria מקדים היווצרות אבן כליה והערכה של crystalluria עשוי להיות ערך חזוי לשעבר אבן כליות3,5. באופן ספציפי, קריסטלוריה הוצע להיות שימושי כדי לחזות את הסיכון להישנות אבן בחולים עם היסטוריה של סידן אוקסלט המכיל אבנים6,7.
גבישים דווחו להשפיע לרעה על אפיתל הכליות ואת תפקוד תא החיסון במחזור8,9,10,11,12,13. דווח בעבר כי במחזור מונוציטים מסידן אוקסלט (CaOx) אבן כליה לשעבר דיכאו bioenergetics הסלולר לעומת אנשים בריאים14. בנוסף, גבישי CaOx מפחיתים ביו-אנרגיה תאית ומשבשים הומאוסטזיס של Redox במונוציטים8. צריכת ארוחות עשירות באוקסלט עלולה לגרום לקריסטלוריה שעלולה להוביל לנזק ל tubule הכליות ולשנות את הייצור והתפקוד של מקרומולקולות בדרכי השתן המגנות מפני היווצרות אבן כליות15,16. מספר מחקרים הראו כי גבישי השתן יכולים להשתנות בצורה ובגודל בהתאם ל- pH ולטמפרטורה של השתן17,18,19. יתר על כן, חלבונים בדרכי השתן הוכחו לווסת התנהגות גביש20. Daudon et al.19, הציע כי ניתוח crystalluria יכול להיות מועיל בניהול של חולים עם מחלת אבן כליות בהערכת תגובתם לטיפולים. כמה שיטות קונבנציונליות הזמינות כיום כדי להעריך את נוכחותם של גבישים כוללים מיקרוסקופיה מקוטבת21,22, מיקרוסקופ אלקטרונים23, דלפקי חלקיקים3, סינון שתן24, אידוי3,5 אוצנטריפוגה 21. מחקרים אלה סיפקו תובנה חשובה לשדה אבן הכליה לגבי קריסטלוריה. עם זאת, מגבלה של שיטות אלה כבר חוסר היכולת לדמיין ולכמת גבישים פחות מ 1 מיקרומטר בגודל. גבישים בגודל זה עשויים להשפיע על הצמיחה של אבני CaOx על ידי הצמדה ללוח של רנדל.
Nanocrystals הוכחו לגרום לפציעה נרחבת לתאי הכליה לעומת microcrystals גדול25. נוכחות של nanocrystals דווח בשתן באמצעות מנתח חלקיקים26,27. מחקרים אחרונים השתמשו בבדיקות ביספוספט בעלות תווית פלואורסצנטית (alendronate-fluorescein/alendronate-Cy5) כדי לבחון ננו-קריסטלים באמצעות ציטומטריית זרימה ננומטרית28. המגבלה של צבע זה היא שזה לא ספציפי ייקשר כמעט לכל סוגי האבנים למעט ציסטאין. לכן, הערכה מדויקת של נוכחותם של nanocrystals אצל אנשים עשוי להיות כלי יעיל כדי לאבחן crystalluria ו / או לחזות סיכון אבן. מטרת מחקר זה הייתה לזהות ולכמת סידן המכיל ננו-קריסטלים (גודל של <1 מיקרומטר) באמצעות ניתוח מעקב חלקיקים (NTA). כדי להשיג זאת, נעשה שימוש בטכנולוגיית NTA בשילוב עם פלואורופור מחייב סידן, Fluo-4 AM כדי לזהות ולכמת סידן המכיל nanocrystals בשתן של מבוגרים בריאים.
כל הניסויים המתוארים בעבודה זו אושרו על ידי אוניברסיטת אלבמה ב ברמינגהאם (UAB) הוועדה לבדיקה מוסדית. מבוגרים בריאים (33.6 ± 3.3 שנים; n = 10) נרשמו למחקר אם היה להם פאנל מטבולי מקיף דם נורמלי, משתמשים שאינם טבק, לא בהריון, BMI בין 20-30 ק"ג / מ'2, וללא מצבים רפואיים כרוניים או מחלות חריפות. משתתפים בריאים חתמו על טופס הסכמה מדעת בכתב לפני תחילת המחקר.
1. פרוטוקול קליני ואיסוף שתן
2. עיבוד שתן
הערה: כל החומרים והציוד המשמשים מפורטים בטבלת החומרים.
התראה: יש ללבוש ציוד מגן אישי בכל עת תוך טיפול בדגימות קליניות ובריאגנטים. באופן ספציפי, כפפות, מגיני פנים ועין, הגנה נשימתית ובגדי מגן.
3. ניתוח מעקב חלקיקים (NTA)
הממצאים ממחקר זה מראים NTA יכול לזהות ביעילות את הגודל הממוצע ואת הריכוז של סידן המכיל nanocrystals בדרכי השתן בשתן האנושי. זה הושג באמצעות פלואורופור, Fluo-4 AM, וניתוח מעקב חלקיקים. Fluo-4 AM היה מסוגל להיקשר הן גבישי CaOx ו CaP. כפי שמוצג באיור 3A, גבישי CaOx נקבעו להיות בין 50-270 ננומטר בגודל ויש...
NTA שימש במחקר הנוכחי כדי להעריך nanocrystals בשתן אנושי באמצעות בדיקה מחייב סידן, Fluo-4 AM. אין שיטה סטנדרטית זמינה כדי לזהות nanocrystals בשתן. כמה קבוצות מחקר זיהו nanocrystals בשתן והסתמכו על שימוש בפרוטוקולים נרחבים או שיטות מוגבלות ביכולתם לכמת את הדגימות27,28. מחקר זה מראה ש?...
המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים.
המחברים מודים לכל משתתפי המחקר ולגרעין הביונוטריון UAB CCTS ולמרכז שירות ההדמיה ברזולוציה גבוהה של UAB על תרומתם. עבודה זו נתמכה על ידי NIH מענקים DK106284 ו DK123542 (TM), ו UL1TR003096 (המרכז הלאומי לקידום מדעי התרגום).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Benchtop Centrifuge | Jouan Centrifuge | CR3-12 | |
Calcium Oxalate monohydrate | Synthesized in the lab as previously described29. | Store at RT; Stock 10 mM | |
Calcium Phosphate crystals (hydroxyapatite nanopowder) | Sigma | 677418 | Store at RT; Stock 10 mM |
Ethanol | Fischer Scientific | AC615095000 | Store at RT; Stock 100% |
Fluo-4 AM* | AAT Bioquest, Inc. | 20550 | Store at Freezer (-20°C); Stock 5 mM |
Gold Nanoparticles | Sigma | 742031 | Store at 2-8°C |
NanoSight Instrument | Malvern Instruments, UK | NS300 | |
Syringe pump | Harvard Apparatus | 98-4730 | |
Virkon Disinfectant | LanXESS Energizing Company, Germany | LSP | |
*Fluorescence dyes are light sensitive; stock and aliquots should be stored in the dark at -20°C. |
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