ZHP was supported by the Marie-Curie project: NephroTools.

ניסויי צורך לפתח את הפרוטוקול בוצעו על פי תקנות לאומיות ואושרו על ידי ועדת המדע האתית המקומית (Regierungspräsidium קרלסרוהה). 1. הכנת פתרון הזרקת FITC-sinistrin <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממסי FITC-sinistrin מלוח פיסיולוגי להכין פתרון מניות. המינון המומלץ בעכברים הוא משקל הגוף 7.5 מ&quot;ג / 100 גרם (BW), ואילו אצל חולדות 5 מ&quot;ג / 100 גרם BW FITC-sinistrin עדיפה. עבור עכברים, להכין פתרון של פתרון המניות FITC-sinistrin ב 15 מ&quot;ג / מ&quot;ל, ואילו עבור חולדות להכין בריכוז של 40 מ&quot;ג / מ&quot;ל. הערה: פתרון המניות FITC-sinistrin ניתן להכין מראש ולאחסן ב -20 ° C מוגן מפני אור. </li></ol> 2. הכנת בעלי חיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאקלם בעלי חיים לפחות שבוע לפני כניסתה שלהם בכל ניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את החיה באמצעות isoflurane 5% לאחר 5 L / min O 2 </sub&gt; לזרום למשך 2 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא החיה הוא מורדם כראוי על ידי התבוננות בנשימה שלה, אשר הופך איטי יותר ויותר, ולאמת חוסר תגובה עם חוסר תגובה הבוהן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שהחיה היא ישנה, ​​להפחית את ההרדמה isoflurane 2.5% ב 2 ליטר / דקה O 2 קצב משלוח ולקחת את BW. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הפרווה מן האגף של החלק האחורי של החיה באמצעות מכונת גילוח חשמלית. לגלח שטח מעט גדול יותר באזור זה יהיה תפוס על ידי התיקון דבק דו-צדדי, אשר יש ממדים של 3 ס&quot;מ x 6 ס&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהמשך להחיל קרם להסרת שיער לתקופה קצרה (2-3 דקות) כדי להסיר את הפרווה הנותרת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את האזור ביסודיות עד השמנת הוסרה לחלוטין, כמו השמנת עצמו עשויה להיות פלורסנט. הערה: הימנע מגרד את העור של החיה כפי שהוא יכול לייצר / בצקת גירוי. אם האזור המקולף מראה פיגמנטציה על העור, לגלח אזור גדול עד נקודה הלא פיגמנט עבורחלק אופטי של המכשיר נמצא. מומלץ לגלח 24 שעות מראש על מנת למזער את חשיפת הרדמה. </li></ol> 3. התקן כנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את המכשיר האופטי למדידת תפקוד כליות על צד אחד של התיקון הדבק דו-צדדי, מיצוב החלק האופטי מעל החלון השקוף (איור 1) לעזוב את החלק השני עם רדיד מגן. הערה: כשעובדים עם מכרסמים קטנים, להקטין את הגודל של התיקון כפי שמוצג באיור 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף חתיכת תיקון דבק דו-צדדי של גודל התאמת לסוללה כפי שמוצג באיור 3. </li></ol> קיבוע 4. של ההתקן על בעלי החיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשבתי את הנפח המתאים של הזרקה מבוססת על משקל הגוף החי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את החיה עם isoflurane כפי שצוין בעבר על סעיפים 2.1-2.3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים חתיכה של o תחבושת גזה צינורי אלסטיf על 1 ס&quot;מ יותר מאשר רוחב של תיקון דבק דו צדדית כדי לשמש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משוך את תחבושת גזה אלסטי על הראש של החיה ומניחים על גבו, עוזב את האזור מגולח חשוף. הערה: לחילופין, לתקן את המכשיר באמצעות סרט דביק, אלא להיות מודע לחץ מיותר על המכשיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הסוללה למכשיר באמצעות חיבור מחבר לסוללה לנמל המתאים בהתקן. לאחר מכן מורידים את נייר הכסף מגן מן היצירה של תיקון ו הר הסוללה על פני השטח העליונים של המכשיר (איור 4 א). ודא כי הסוללה מחוברת כמו שצריך על ידי סימון כי המכשיר מתחיל להבהב. הערה: חולדות, הסוללה יכולה להיות גם מחוברת ישירות על התיקון הדבק, לצד ההתקן (האיור 4B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כיסוי המגן מן התיקון עם המכשיר פועל ומניח אותו על האזור המגולח על גב החיה מחזיק אותוs קצוות עד שהוא קבוע כראוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכסה את המכשיר עם תחבושת גזת צינורי אלסטי הדבקה אותה אל פני השטח הדבקים של התיקון (איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כראוי למתוח את התחבושת צינורי על הבטן של החיה, על מנת להבטיח כי הגפיים יכולים לנוע בחופשיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור קיבעון הגנה טוב יותר של המכשיר, להחיל פיסת נייר דבק בעקבות הצורה של המכשיר ומכסה את החוטים של הסוללה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד הרקע 1 עד 3 דקות, ללא הפעלת לחץ על התקן </li></ol> מינהל 5. FITC-sinistrin ונוהל מדידה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במידת הצורך, לחמם את הזנב של החיה באמצעות מים חמים לפני הזריקה או צלחת חימום בטמפרטורה מבוקרת לאורך כל ההליך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להזריק דרך זנב וריד הנפח המתאים של פתרון מניות FITC-sinistrin. היקף ההזרקה תלוי BW חיה ולכן יש לחשב לכל וחסרונות פרטidering מינון הריכוז הרצוי של פתרון מניות, כאמור בסעיף 1.1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי כל פתרון FITC-sinistrin ניתנת בהזרקה לווריד ולא תת-עורית. הערה: לחילופין, FITC-sinistrin יכול להינתן באמצעות קטטר תוך ורידי מראש מושתל יצאו לעבר העורף במכרסמים או באמצעות זריקה מסלולית רטרו בעכברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בזהירות, ולהחזיר את בעל החיים לכלוב בבית שלו הימנעות תנועות חזקות וכל הלחץ על המכשיר, כפי שהוא היה צריך להכניס חפצים התנועה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את הכלוב הביתה במקום רגוע להימנע שהחיה מופרת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את המדידה במהלך לפחות שעה 1 אם עובד עם עכברים 2 hr בעת שימוש חולדות. באותה תקופה, ההתקן האופטי ימדוד דרך העור את הקרינה הנפלטת FITC-sinistrin. הערה: בתקופת הקלטת החיה חייבת להתארח לבד. יתר על כן אספקת מים, כמו גם בולטמבנים כגון מכסי החוט, יש להסיר כדי למנוע ניזק של חפצי מכשיר ותנועה האלקטרוניים בשל השפעות בחפצים. </li></ol> הסרת התקן 6. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר תקופת ההקלטה נגמרה, הסר את ההתקן ללא הרדמה; עם זאת, אם יש צורך בכך, להרדים את החיה לזמן קצר תחת isoflurane 5% לאחר 5 L / min שיעור משלוח O 2 במהלך 2 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בזהירות, לשלוף את הסרט הדביק תחילה, ואחר כך את התחבושת צינורי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעדינות לנתק את התיקון דבק דו-צדדי מן העור ולהחזיר את בעל החיים לכלוב בבית הרגיל שלו. </li></ol> 7. קראו מתוך נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתק את הסוללה מהמכשיר להסיר את התיקון דבק. הערה: הנתונים מאוחסנים על המכשיר עד מדידה חדשה מתחילה. כאשר הסוללה מחוברת הנתונים המאוחסנים הם מוחלפים עם ההקלטות החדשות. לכן, לא מחדש את הסוללה לפני הורדת נתונים מןהֶתקֵן. יש תקופת חסד 10 שניות מיועד חיבורים מחדש בשוגג של הסוללה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המכשיר למחשב באמצעות כבל USB מיקרו ולהוריד את הנתונים באמצעות התוכנה המצורפת. קובץ הפלט הוא קובץ csv שניתן לפתוח ולשנות באמצעות תוכנת גיליונות אלקטרוניים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את קובץ נתונים עם התוכנה הספציפית עבור המכשיר האופטי וליצור עקומת קינטיקה חיסול באמצעות פרוטוקולי תוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח העקום ידי ביצוע ההוראות שסופקו עם המכשיר האופטי. זמן קצר, לצורך הערכת הנתונים, להגדיר את אות הרקע אשר נמדדה לפני ממשל FITC-sinistrin ולסמן את תחילת שלב הפרשת המעריכים של הסמן, אשר מתרחש בדרך כלל 15 דקות ו -45 דקות לאחר הזרקת בולוס, עכברים וחולדות בהתאמה . הערה: התוכנה תציג אוטומטית את FITC-sinistrin מחצית החיים (t 1/2) יחד עם ערך 2 R, נקבע על ידי 1-comparמודל tment. t 1/2 יכול להיות מנוצל כדי לחשב GFR באמצעות מקדם המרה 9,10. </li></ol>

<ol>
	<li>Stevens, L. A., Levey, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measured+GFR+as+a+confirmatory+test+for+estimated+GFR.">Measured GFR as a confirmatory test for estimated GFR.</a> J Am Soc Nephrol. 20, 2305-2313 (2009).</li><li>Katayama, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calculation+of+glomerular+filtration+rate+in+conscious+rats+by+the+use+of+a+bolus+injection+of+iodixanol+and+a+single+blood+sample.">Calculation of glomerular filtration rate in conscious rats by the use of a bolus injection of iodixanol and a single blood sample.</a> J Pharmacol Toxicol Methods. 61, 59-64 (2010).</li><li>Reinhardt, C. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+immunoassay+technology+(FIT),+a+new+approach+for+measuring+physiological+functions:+application+of+FIT+to+measure+glomerular+filtration+rate+(GFR).">Functional immunoassay technology (FIT), a new approach for measuring physiological functions: application of FIT to measure glomerular filtration rate (GFR).</a> Am J Physiol Renal Physiol. 295, F1583-F1588 (2008).</li><li>Rieg, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high-throughput+method+for+measurement+of+glomerular+filtration+rate+in+conscious+mice.">A high-throughput method for measurement of glomerular filtration rate in conscious mice.</a> J Vis Exp. , e50330 (2013).</li><li>Yu, W., Sandoval, R. M., Molitoris, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+determination+of+renal+filtration+function+using+an+optical+ratiometric+imaging+approach.">Rapid determination of renal filtration function using an optical ratiometric imaging approach.</a> Am J Physiol Renal Physiol. 292, F1873-F1880 (2007).</li><li>Wang, E., Sandoval, R. M., Campos, S. B., Molitoris, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+diagnosis+and+quantification+of+acute+kidney+injury+using+fluorescent+ratio-metric+determination+of+glomerular+filtration+rate+in+the+rat.">Rapid diagnosis and quantification of acute kidney injury using fluorescent ratio-metric determination of glomerular filtration rate in the rat.</a> Am J Physiol Renal Physiol. 299, F1048-F1055 (2010).</li><li>Colson, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+choice+of+the+anesthetic+influence+renal+function+during+infrarenal+aortic+surgery?.">Does choice of the anesthetic influence renal function during infrarenal aortic surgery?.</a> Anesth Analg. 74, 481-485 (1992).</li><li>Fusellier, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+three+anesthetic+protocols+on+glomerular+filtration+rate+in+dogs.">Influence of three anesthetic protocols on glomerular filtration rate in dogs.</a> Am J Vet Res. 68, 807-811 (2007).</li><li>Schreiber, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcutaneous+measurement+of+renal+function+in+conscious+mice.">Transcutaneous measurement of renal function in conscious mice.</a> Am J Physiol Renal Physiol. 303, F783-F788 (2012).</li><li>Schock-Kusch, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcutaneous+measurement+of+glomerular+filtration+rate+using+FITC-sinistrin+in+rats.">Transcutaneous measurement of glomerular filtration rate using FITC-sinistrin in rats.</a> Nephrol Dial Transplant. 24, 2997-3001 (2009).</li><li>Schock-Kusch, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcutaneous+assessment+of+renal+function+in+conscious+rats+with+a+device+for+measuring+FITC-sinistrin+disappearance+curves.">Transcutaneous assessment of renal function in conscious rats with a device for measuring FITC-sinistrin disappearance curves.</a> Kidney Int. 79, 1254-1258 (2011).</li><li>Steinbach, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pilot+study+to+assess+the+feasibility+of+transcutaneous+glomerular+filtration+rate+measurement+using+fluorescence-labelled+sinistrin+in+dogs+and+cats.">A pilot study to assess the feasibility of transcutaneous glomerular filtration rate measurement using fluorescence-labelled sinistrin in dogs and cats.</a> PLoS One. 9, e111734 (2014).</li><li>Schock-Kusch, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+of+transcutaneous+measurement+of+renal+function+in+various+strains+of+conscious+mice.">Reliability of transcutaneous measurement of renal function in various strains of conscious mice.</a> PLoS One. 8, e71519 (2013).</li><li>Cowley, A. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progression+of+glomerular+filtration+rate+reduction+determined+in+conscious+Dahl+salt-sensitive+hypertensive+rats.">Progression of glomerular filtration rate reduction determined in conscious Dahl salt-sensitive hypertensive rats.</a> Hypertension. 62, 85-90 (2013).</li><li>Giani, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Renal+angiotensin-converting+enzyme+is+essential+for+the+hypertension+induced+by+nitric+oxide+synthesis+inhibition.">Renal angiotensin-converting enzyme is essential for the hypertension induced by nitric oxide synthesis inhibition.</a> J Am Soc Nephrol. 25, 2752-2763 (2014).</li><li>Sadick, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+non-invasive+GFR-estimation+methods+in+rat+models+of+polycystic+kidney+disease:+3.0+Tesla+dynamic+contrast-enhanced+MRI+and+optical+imaging.">Two non-invasive GFR-estimation methods in rat models of polycystic kidney disease: 3.0 Tesla dynamic contrast-enhanced MRI and optical imaging.</a> Nephrol Dial Transplant. 26, 3101-3108 (2011).</li><li>Trudu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Common+noncoding+UMOD+gene+variants+induce+salt-sensitive+hypertension+and+kidney+damage+by+increasing+uromodulin+expression.">Common noncoding UMOD gene variants induce salt-sensitive hypertension and kidney damage by increasing uromodulin expression.</a> Nat Med. 19, 1655-1660 (2013).</li><li>Zollner, F. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+measurement+of+kidney+function+by+dynamic+contrast+enhanced+MRI+and+FITC-sinistrin+clearance+in+rats+at+3+tesla:+initial+results.">Simultaneous measurement of kidney function by dynamic contrast enhanced MRI and FITC-sinistrin clearance in rats at 3 tesla: initial results.</a> PLoS One. 8, e79992 (2013).</li></ol>

NG מחזיקה בפטנט על ייצור של FITC-sinistrin.

העיתון הנוכחי מתאר את ההליך כדי לקבוע תפקוד כליות אצל מכרסמים מודעים באמצעות מכשיר מיניאטורי ואת FITC-sinistrin סמן כליות אקסוגניים. כפי שנאמר קודם, יש בשיטה זו מספר יתרונות בהשוואה לנהלים המסורתיים של פינוי שתן פלזמה. אחד מהם הוא העצמאות מדגימת הדם ושתן אשר מובילה לחסכון רב במונחים של מוצרים צריכים, זמן, כמובן, מתח חיה. כפי שניתן לראות בטבלה 2, סמן כליות אקסוגניים FITC-sinistrin ומדידת קינטיקה לחיסולה דרך העור לאפשר את ההשפעה של פתולוגיות כליות על תפקוד הכליות להיחקר 9,10,14-18. אוסף סדרה של דגימות דם נדרשו להעריך אישור פלזמה או סמנים ביולוגיים של מחלות כליה הן מלחיצים עבור החיה, מסורבלים ונדרש זמן רב עבור החוקרים. לכן, מדידות סדרתיות בתוך אותה החיה כבר הגוited ידי לרווחת החיות והסיבות מתודולוגית. שחזור בתוך-החיה הוכיחה מדידת transcutaneous 13 עושה את זה שיטה אידיאלית עבור גילוי שינויים בתפקוד כליות עקב התקדמות מחלה או הזדקנות. מאותה הסיבה, זה גם יכול להיות מאוד שימושי כדי ללמוד את האפקטיביות של גישות טיפוליות. שני צעדים קריטיים עבור יישום מוצלח של טכנולוגיה זו הם הקיבוע של המכשיר האופטי על החיה והממשל הנכון של הסמן. המכשיר חייב להיות קבוע כראוי כדי למנוע חפצי תנועה. לשם כך, מניעת ההתקשרות והניתוק של התיקון הדבק דו צדדי חיונית כפי שהוא יכול להוביל לאובדן של התכונות הדבקות שלה ובסופו של דבר קיבעון הולם על החיה. כאמור בפרוטוקול, חוסר תנועה והגנה על מכשיר אופטי על ידי כיסוי אותו עם נייר דבק הוא גישה יעילה כדי להבטיח adequatקיבעון דואר. בעת ביצוע FITC-sinistrin הזרקת בולוס זה הוא חיוני כדי לנהל את כל החומר לווריד ולא תת-עורית. השחרור של הסמן בתוך הרקמה התת עורית ניתן לזהות בקלות על ידי טבעת צהובה מקיפה את הזנב של החיה המיוצר על ידי הצבע משלו של FITC-sinistrin. הזרקה תת עורית בדרך כלל באה לידי הביטוי עקום להחמיא זמן הפרשת סמן ממושך. המגבלה האפשרית של שיטה זו היא מפתח נוסף הקשורות למערכת הסמן בשימוש מאשר עם הטכנולוגיה כשלעצמה. כאשר בצקת קיימת בעור של חיה, הערכת transcutaneous של תפקוד כלייתי לא תהיה מומלצת, כפי שיש תא נוסף אשר יכול לשנות את דינמיקת הפרשת FITC-sinistrin. בדומה לכך, עור פיגמנט יכול להגביל את השימוש בטכניקה בשל ספקטרום העירור ופליטה החופף של FITC-sinistrin ו מלנין. עם זאת, אצל בעלי חיים עם פיגמנטציה בעור בטלאים, הבעיה נפתרת על ידי הנחת אופטיחלק של המכשיר באזור חסר צבע. אפשר לשנות היבטים שונים של הערכה transcutaneous של התפקוד הכלייתי על-מנת להתאים את ההליך מיני בעלי חיים שונים ו / או גישות. לדוגמא, מינון FITC-sinistrin המומלץ או אורך המדידה יכול להיות מותאם בהתאם המטרה של הניסוי, כמו גם עבור מינים שונים או במודלים של בעלי חיים. הסתגלות זו של השיטה כבר אושרה על ידי היישום המוצלח שלה במינים שונים של מכרסמים וכמה סוגים של זנים עם מצבים בריאותיים מגוונים. בנוסף, הערכת transcutaneous של תפקוד כלייתי תאומת לאחרונה בכלבים וחתולים 12 עם תוצאות מצוינות. עקב ההבדלים שאינו מוטל בספק בין חיות ומכרסמים אלה, מחקר זה קבע את המינון המתאים של FITC-sinistrin עבור שניהם, כלבים וחתולים, והוא ביצע מחזיקים מעמד זמן רב מדידה, 4 שעות במקום השימוש 1 או 2 שעותד במכרסמים. יחדיו, השימוש בטכניקה זו יכולה לעזור לנו לקבל תובנות מדויקות יותר נפרולוגיה, ובכלל זה הבנה טובה יותר של התקדמות מחלת כליות והשפעת טיפולים. המאפיינים של ערכת transcutaneous של תפקוד כלייתי ממקמים אותו כטכניקה מתאימה להיות מיושמת בתחומים קליניים בבני אדם ולשימוש וטרינרים בעתיד, ואת צריך להיחשב טכנולוגיה מבטיחה להחליף את הגישות המסורתיות.

קצב הסינון הגלומרולרי (GFR) הוא הפרמטר הטוב ביותר כדי להעריך את תפקוד הכליות הכוללת. תקן הזהב לקבוע GFR מסתמך על אישור שתן או פלזמה של סמני כליות אקסוגניים, כגון אינולין 1. עם זאת, נהלים אלה הם זמן רב ומורכב, המחייב את האוסף של דם סדרתי ו / או דגימות שתנו מבחני מעבדה אחוריות לניתוח שלה. בנוסף, שיטות אלה הנן פולשניות מלחיצות עבור בעלי החיים, הגבלה מספר פעמים ובאיזו תדירות המדידות ניתן לחזור. מספר גישות חלופיות פותחו כדי לפשט את ההליכים הקלסיים לקבוע GFR, אבל הם עדיין מסתמכים על דגימה שתן פלזמת 2-4 ו / או לדרוש הרדמה עמוקה 5,6, אשר ידוע להשפיע ופרמטרים המודינמיים כליות ותפקוד 7, 8. תוצרים של חילוף חומרים, כגון קריאטינין, גם נמצאים בשימוש נרחב כדי להעריך את תפקוד כליות. עם זאת, ידוע כי accurACY של סמנים אנדוגני אלה אינו אופטימלי, ויתרה מזאת, לנתח אותם, שתן או דגימת דם הוא גם הכרחי. כאן אנו מתארים מתודולוגיה transcutaneous להעריך תפקוד כלייתי בחיות מודעות. שיטה זו היא פשוטה ומהירה מאשר שיטות מסורתיות כמו גם רק פולשנית. בעזרת טכניקה זו, באמצעות מכשיר אופטי מיניאטורי ואת isothiocyanate והעמסת סמן כליות אקסוגניים (FITC) -sinistrin, אפשר לקבוע תפקוד הכליות כמעט בזמן אמת ללא צורך פלזמה או דגימה שתן ללא צנתור כירורגית לניהול חומר. בשל תכונותיו אלה, השיטה מתאימה לביצוע מדידות סדרתיות באותה חיה. FITC-sinistrin הוא סמן כליות מסוננים באופן חופשי על ידי glomerulus, ללא ספיגה חוזרת או הפרשת צינורי. החלק האופטי של המכשיר מיניאטורי מורכב משני דיודות פולטות אור (LED), בהן לרגשדה מרקר מנוהל פוטודיודה כדי לזהות את הקרינה הנפלטת דרך העור. הנתונים נרשמו מאוחסנים בזיכרון הפנימי המשולב במכשיר והם יכולים לשמש כדי ליצור עקומת קינטיקה חיסול FITC-sinistrin. חשמל מסופק על ידי סוללת ליתיום נטענת קטנה. לקבלת מידע מפורט יותר על מכשיר הרכיבים הבודדים שלה מתייחס שרייבר והאח &#39;. 9. המכשיר מותקן בקלות על הגוף החי באמצעות תיקון דבק דו צדדי נושאת חלון שקוף עבור הרכיבים האופטיים. התוצאות זמינות לאחר תקופת ההקלטה נגמרה. בשיטה והפרוטוקול הניתן כאן, אנו מציגים טכנולוגיה מבטיחה אשר יכול להחליף את תקן הזהב הנוכחי כדי לקבוע GFR, לא רק במחקר אלא גם בתחום הקליני.

<table><tbody><tr><td>NIC-Kidney device</td><td>Mannheim Pharma &amp;amp; Diagnostics GmbH</td><td></td><td>Software, batteries and chargers are provided together with the device/s. Orderings should be done through info@mapdiagnostics.com</td></tr><tr><td>FITC-sinistrin</td><td>Mannheim Pharma &amp;amp; Diagnostics GmbH</td><td></td><td>Orderings should be done through info@mapdiagnostics.com</td></tr><tr><td>Double-sided adhesive patch</td><td>Mannheim Pharma &amp;amp; Diagnostics GmbH</td><td></td><td>Orderings should be done through info@mapdiagnostics.com</td></tr><tr><td>Isis Rodent electric shaver</td><td>Braun Aesculap&amp;nbsp;</td><td>GT420</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Abbott GmbH&amp;nbsp;</td><td>PZN4831850</td><td></td></tr><tr><td>Leukosilk adhesive tape</td><td>BSN medical</td><td>102200</td><td></td></tr><tr><td>Tubular elastic gauze bandage&amp;nbsp;</td><td>MaiMed Medical GmbH</td><td>73012</td><td>There are different sizes available. Size 1 is recommended for mice.</td></tr><tr><td>Veet depilation cream</td><td>Reckitt Benckiser</td><td>PZN7768307</td><td>Sensitive skin formulation is recommended as is more gentle with the skin of the animals</td></tr><tr><td>Micro USB cable</td><td>Samsung</td><td>APCBU10BBE</td><td></td></tr><tr><td>Deltajonin Physiologic solution</td><td>AlleMan Pharma GmbH</td><td>3366954</td><td>Alternatively, it can be used saline or PBS&amp;nbsp;</td></tr></tbody></table>

transcutaneous assessment of renal function in conscious rodents

Glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional methods to evaluate GFR are cumbersome and time-consuming. In addition, serial blood or urine samples are required, with the associated stress for the experimental animals. A recent technique significantly reduces the investment in time and resources, minimizing the invasiveness and the animal stress, but being equally valid as the traditional approaches. The method measures transcutaneously renal function. Using an optical device and the exogenous renal marker fluorescein isothiocyanate (FITC)-sinistrin, this technique is capable of measuring the elimination kinetics of the marker through the skin. With neither blood nor urine samples nor the associated laboratory assays needed, the results of the transcutaneous measurement are almost instantaneously available. The method has been already validated in different species and successfully applied in several models of renal pathology. Moreover, due to its minimally invasive characteristics, it is suitable for sequential measurements within the same animal. Here is provided a detailed protocol to carry out the transcutaneous assessment of renal function in rodents.

ההתקנה של מדידת transcutaneous היא מאוד פשוטה ומהירה: המכשיר ממוקם על התיקון הדבק דו-צדדי (איור 1) ומותאם בגודלם במידת צורך (איור 2), הסוללה מוכנה (איור 3) ומחוברת (איור 4). שיטה זו כדי להעריך את תפקוד כליות תאומת כבר במינים שונים על ידי השוואה עם הגישה המסורתית של פינוי פלזמת 9,11,12. בעקבות הפרוטוקול נחשף כאן, שרייבר ואח &#39;. הדגימו את תוקפו של טכניקה במודלים של עכברים שונים, מראה תוצאות דומות מאוד בקרב אישור המדידה פלזמה transcutaneous לכל הקבוצות שנחקרו (טבלה 1) 9. בעבודה זו לא השיגה 1/2 הוסב GFR באמצעות עכבר ספציפי למחצה אמפירי מרהגורם. העקביות של ערכת transcutaneous של תפקוד כלייתי הוכחה גם באמצעות זנים שונים של עכברים. מדידות רצופות בתוך 3 ימים באותה החיה הראו מקדם של סטיות של 3.0-6.2% 13. במחקר זה לא היה מרת GFR אך התוצאות התבטאו ופרשו ישירות במונחים של t 1/2. האפשרות לקבל את התוצאות כמעט בזמן אמת היא אחד היתרונות הגדולים של שיטה זו. לאחר תקופת ההקלטה, התוצאות זמינות מיידית לניתוח התוכנה המצורפת מציגה את עקומת הפרשת FITC-sinistrin מיידי (איור 6). בתוך אותה תוכנה יישומים ט 1/2 של FITC-sinistrin ניתן להשיג, אשר ניתן להשתמש בהם ישירות כפרמטר להעריך תפקוד כלייתי של המרה מבחינת GFR. איור 7 </stרונג&gt; שמראה איך זה נראה עקום הפרשת FITC-sinistrin נמדד transcutaneously בבעל חיים עם אי ספיקה כלייתית. כאשר תפקוד כלייתי מושפע, FITC-sinistrin t 1/2 עליות בשל ההפרשה המופחתת של חומר ואת המראה של השינויים העקומים. בדרך כלל, העקומה נמדדת לא תחזור לרמת רקע ומציג שטח מוגבר מתחת לעקומה. באותה החיה, מדידות מראש כדי לאחר פציעה יכולות לחוות גידול בעוצמת הקרינה המרבית עקב הצטברות של הסמן נגרם על ידי ההפרשה המופחתת שלה. בנוכחותו של אי ספיקת כליות, העקומה נמדדת transcutaneously של sinistrin FITC יכול להראות למצב יציב בשל פגיעה בתפקוד קשה (איור 7). השימוש במכשיר הזעיר בתוך מספר זנים של מכרסמים עם מצב בריאותי שונה הראה כי טכניקה זו מתאימה ורגישה מספיק כדי לזהות שינויי דue על מחלות כליה והזדקנות. טבלה 2 מציגה תמצית המודלים בעכברים למדו עד כה בשיטה זו. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53767/53767fig1.jpg" /> באיור 1. מיקום של המכשיר על המדבקה הדבקה דו-צדדית. המכשיר הוא רכוב על מיצובה התיקון הדבק חלק האופטי שלה בחלון השקוף. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53767/53767fig2.jpg" /> איור 2. התאמת התיקון הדבק מכרסמים קטנים. לשימוש בבעלי חיים קטנים מומלץ להקטין את הגודל של התיקון. ת: השתמש במכשיר כמדריך לחתוך את התיקון כראוי. B: לאחר לגודל הרצוי הושג, המכשיר יכול להיות ממוקם על פני השטח הדביקים של התיקון. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53767/53767fig2large.jpg" target="_blank">P</a>לחכור לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53767/53767fig3.jpg" /> הכנה איור 3. של הסוללה. כדי לצרף את הסוללה למכשיר, לחתוך חתיכה קטנה של תיקון דבק דו-צדדי (A ו- B) ומניחים אותו על פני השטח של הסוללה (C). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53767/53767fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/53767/53767fig4.jpg" /> חיבור איור 4. ומיקום של הסוללה במהלך המדידה. (א) מכרסמים קטנים כגון עכברים, בשל השטח המופחת, הסוללה חייבת להיות ממוקמת על גבי המכשיר. (ב) בעלי חיים גדולים יותר ג הסוללהלהציב ליד המכשיר. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53767/53767fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/53767/53767fig5.jpg" /> איור 5. מיקום של תחבושת גזת צינורי אלסטי חולדה. תחבושת צינורי צריכה לכסות את התיקון הדבק דו-צדדי מבלי להפריע לתנועה החופשית של הגפיים עבור הנוחות של החיה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53767/53767fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.</a> <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/53767/53767fig6.jpg" /> תמונת נציג איור 6. עקומת חיסול FITC-sinistrin. האות שנוצרה על ידי FITC-sinistrin מזוהה transcuבו-זמנית ומאוחסן בזיכרון הפנימי של המכשיר. כאשר הנתונים שנרשמו הורדו על מחשב, התוכנה יוצרת עקומה דומה לזו שהוצגה בתמונה. ציר ה- Y מציג את עוצמת הקרינה רשמה [AU], נפלטת סמן FITC-sinistrin המוזרק, ואילו ציר ה- X מייצג את משך המדידה בזמן [דקות]. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53767/53767fig6large.jpg" target="_blank">נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 7" src="/files/ftp_upload/53767/53767fig7.jpg" /> תמונת נציג איור 7. בעקום חיסול FITC-sinistrin בחיות עם הפרעות בתפקוד הכליתי. (א) עקום חיסול FITC-sinistrin בחיות עם תפקוד כלייתי מופחת בדרך כלל מראה על שטח גדל מתחת לעקומה וחוסר היכולת להגיע לרמת הבסיס בתוך בתקופת מדידה נורמלית<html> . (ב) בעלי חיים נפגעים קשה עקום נמדד transcutaneously יכול להראות למצב יציב אשר מצביע על כשל כליות. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53767/53767fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="שולחן 1" src="/files/ftp_upload/53767/53767table1.jpg" /> טבלת 1. אימות של מדידת transcutaneous ידי השוואה עם אישור הפלזמה המסורתי. מדידת transcutaneous של תפקוד כלייתי תאומתנה במודלים של עכברים שונים (בריא nephrectomized באופן חד-צדדי (UNX) C57BL / 6-129 SV עכברים במודל עכבר של nephronophthisis ( PCY)) על ידי השוואה עם אישור פלזמה. ערכים הם אמצעי ± SD. GFR, קצב הסינון הגלומרולרי 9. /53767/53767table2.jpg &quot;/&gt; מודלים טבלה 2. Murine ללמוד באמצעות מדידת transcutaneous UNX, באופן חד-צדדי nephrectomized.; ACE, אנזים המרת-אנגיוטנסין; T gumodwt / WT, בנוקאאוט uromodulin מהונדס, SD, עכברוש ספראג Dawley; PKD, מחלת כליות פוליציסטיות.

Watch this Scientific Journal Video about Transcutaneous Assessment of Renal Function in Conscious Rodents at JoVE.com

Transcutaneous Assessment of Renal Function in Conscious Rodents

Determination of glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional procedures to measure this parameter are cumbersome and require a large investment of time. Here we describe a faster and minimally invasive method to determinate GFR transcutaneously.

הערכת Transcutaneous של תפקוד כלייתי במכרסמי Conscious

Glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional methods to evaluate GFR are cumbersome and ...

transcutaneous-assessment-of-renal-function-in-conscious-rodents

Research

JoVE Journal

Medicine

12.3K Views.  Medical Faculty Mannheim, University of Heidelberg. Determination of glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional procedures to measure this parameter are cumbersome and require a large investment of time. Here we describe a faster and minimally invasive method to determinate GFR transcutaneously.

Video: Transcutaneous Assessment of Renal Function in Conscious Rodents

Quantifying Glomerular Permeability of Fluorescent Macromolecules Using 2-Photon Microscopy in Munich Wistar Rats

Kidney diseases involving urinary loss of large essential macromolecules, such as serum albumin, have long been thought to be caused by alterations in the permeability barrier comprised of podocytes, vascular endothelial cells, and a basement membrane working in unison. Data from our laboratory using intravital 2-photon microscopy revealed a more permeable glomerular filtration barrier (GFB) than previously thought under physiologic conditions, with retrieval of filtered albumin occurring in an early subset of cells called proximal tubule cells (PTC)1,2,3.
Previous techniques used to study renal filtration and establishing the characteristic of the filtration barrier involved micropuncture of the lumen of these early tubular segments with sampling of the fluid content and analysis4. These studies determined albumin concentration in the luminal fluid to be virtually non-existent; corresponding closely to what is normally detected in the urine. However, characterization of dextran polymers with defined sizes by this technique revealed those of a size similar to serum albumin had higher levels in the tubular lumen and urine; suggesting increased permeability5.
Herein is a detailed outline of the technique used to directly visualize and quantify glomerular fluorescent albumin permeability in vivo. This method allows for detection of filtered albumin across the filtration barrier into Bowman's space (the initial chamber of urinary filtration); and also allows quantification of albumin reabsorption by proximal tubules and visualization of subsequent albumin transcytosis6. The absence of fluorescent albumin along later tubular segments en route to the bladder highlights the efficiency of the retrieval pathway in the earlier proximal tubule segments. Moreover, when this technique was applied to determine permeability of dextrans having a similar size to albumin virtually identical permeability values were reported2. These observations directly support the need to expand the focus of many proteinuric renal diseases to included alterations in proximal tubule cell reclamation.

A technique utilizing high resolution intavital 2-photon microscopy to directly visualize and quantify gloemrular filtration in surface glomeruli. This method allows for direct determination of permeability characteristics of macromolecules in both normal and diseased states.

כימות חדירות גלומרולרי של מקרומולקולות פלורסנט באמצעות מיקרוסקופ 2-פוטון בחולדות Wistar מינכן

Kidney  diseases involving urinary loss of large essential macromolecules, such as  serum albumin, have long been thought to be caused by alterations in ...

Early Detection of Drug-Induced Renal Hemodynamic Dysfunction Using Sonographic Technology in Rats

The kidney normally functions to maintain hemodynamic homeostasis and is a major site of damage caused by drug toxicity. Drug-induced nephrotoxicity is estimated to contribute to 19- 25% of all clinical cases of acute kidney injury (AKI) in critically ill patients. AKI detection has historically relied on metrics such as serum creatinine (sCr) or blood urea nitrogen (BUN) which are demonstrably inadequate in full assessment of nephrotoxicity in the early phase of renal dysfunction. Currently, there is no robust diagnostic method to accurately detect hemodynamic alteration in the early phase of AKI while such alterations might actually precede the rise in serum biomarker levels. Such early detection can help clinicians make an accurate diagnosis and help in in decision making for therapeutic strategy. Rats were treated with Cisplatin to induce AKI. Nephrotoxicity was assessed for six days using high-frequency sonography, sCr measurement and upon histopathology of kidney. Hemodynamic evaluation using 2D and Color-Doppler images were used to serially study nephrotoxicity in rats, using the sonography. Our data showed successful drug-induced kidney injury in adult rats by histological examination. Color-Doppler based sonographic assessment of AKI indicated that resistive-index (RI) and pulsatile-index (PI) were increased in the treatment group; and peak-systolic velocity (mm/s), end-diastolic velocity (mm/s) and velocity-time integral (VTI, mm) were decreased in renal arteries in the same group. Importantly, these hemodynamic changes evaluated by sonography preceded the rise of sCr levels. Sonography-based indices such as RI or PI can thus be useful predictive markers of declining renal function in rodents. From our sonography-based observations in the kidneys of rats that underwent AKI, we showed that these noninvasive hemodynamic measurements may consider as an accurate, sensitive and robust method in detecting early stage kidney dysfunction. This study also underscores the importance of ethical issues associated with animal use in research.

Early stage hemodynamic dysfunction is critical to the development of kidney disease. Yet, detection methodologies are limited. Recent advances in sonography provide a noninvasive, accurate option for early detection of kidney injury. This study outlines a step-by-step, sonographic methodology for detecting kidney dysfunction using a drug-induced nephrotoxicity rat model.

גילוי מוקדם של הפרעות בתפקוד הכליות המודינמי סמים באמצעות טכנולוגיה Sonographic בחולדות

The kidney normally functions to maintain hemodynamic homeostasis and is a major site of damage caused by drug toxicity. Drug-induced nephrotoxicity is ...

Novel Approach for Simultaneous Recording of Renal Sympathetic Nerve Activity and Blood Pressure with Intravenous Infusion in Conscious, Unrestrained Mice.

Renal sympathetic nerves contribute significantly to both physiological and pathophysiological phenomena. Evaluating renal sympathetic nerve activity (RSNA) is of great interest in many areas of research such as chronic kidney disease, hypertension, heart failure, diabetes and obesity. Unequivocal assessment of the role of the sympathetic nervous system is thus imperative for proper interpretation of experimental results and understanding of disease processes. RSNA has been traditionally measured in anesthetized rodents, including mice. However, mice usually exhibit very low systemic blood pressure and hemodynamic instability for several hours during anesthesia and surgery. Meaningful interpretation of RSNA is confounded by this non-physiological state, given the intimate relationship between sympathetic nervous tone and cardiovascular status. To address this limitation of traditional approaches, we developed a new method for measuring RSNA in conscious, freely-moving mice. Mice were chronically instrumented with radio-telemeters for continuous monitoring of blood pressure as well as a jugular venous infusion catheter and custom-designed bipolar electrode for direct recording of RSNA. Following a 48-72 hour recovery period, survival rate was 100% and all mice behaved normally. At this time-point, RSNA was successfully recorded in 80% of mice, with viable signals acquired up to 4 and 5 days post-surgery in 70% and 50% of mice, respectively. Physiological blood pressures were recorded in all mice (116&plusmn;2 mmHg; n=10). Recorded RSNA increased with eating and grooming, as well-established in the literature. Furthermore, RSNA was validated by ganglionic blockade and modulation of blood pressure with pharmacological agents. Herein, an effective and manageable method for clear recording of RSNA in conscious, freely-moving mice is described.

Anesthetized mice exhibit non-physiological systemic blood pressure, which precludes meaningful assessment of autonomic tone given the intimate relationship between blood pressure and the autonomic nervous system. Thus, a novel method to simultaneously record renal sympathetic nerve activity and blood pressure with intravenous infusion in conscious mice is outlined.

בגישה חדשנית עבור הקלטה בו זמנית של פעילות העצבים הסימפתטית כליות, לחץ דם עם עירוי תוך ורידי, בהכרה, עכברים ערככם.

Renal sympathetic nerves contribute significantly to both physiological and pathophysiological phenomena. Evaluating renal sympathetic nerve activity ...

A High-throughput Method for Measurement of Glomerular Filtration Rate in Conscious Mice

The measurement of glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard in kidney function assessment. Currently, investigators determine GFR by measuring the level of the endogenous biomarker creatinine or exogenously applied radioactive labeled inulin (3H or 14C). Creatinine has the substantial drawback that proximal tubular secretion accounts for ~50% of total renal creatinine excretion and therefore creatinine is not a reliable GFR marker. Depending on the experiment performed, inulin clearance can be determined by an intravenous single bolus injection or continuous infusion (intravenous or osmotic minipump). Both approaches require the collection of plasma or plasma and urine, respectively. Other drawbacks of radioactive labeled inulin include usage of isotopes, time consuming surgical preparation of the animals, and the requirement of a terminal experiment. Here we describe a method which uses a single bolus injection of fluorescein isothiocyanate-(FITC) labeled inulin and the measurement of its fluorescence in 1-2 &mu;l of diluted plasma. By applying a two-compartment model, with 8 blood collections per mouse, it is possible to measure GFR in up to 24 mice per day using a special work-flow protocol. This method only requires brief isoflurane anesthesia with all the blood samples being collected in a non-restrained and awake mouse. Another advantage is that it is possible to follow mice over a period of several months and treatments (i.e. doing paired experiments with dietary changes or drug applications). We hope that this technique of measuring GFR is useful to other investigators studying mouse kidney function and will replace less accurate methods of estimating kidney function, such as plasma creatinine and blood urea nitrogen.

Measurement of glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard for kidney function assessment. Here we describe a high-throughput method which allows the determination of GFR in conscious mice by using a single bolus injection, determination of fluorescein isothiocyanate (FITC)-inulin in plasma and calculation of GFR by a two-phase exponential decay model.

שיטת תפוקה גבוהה למדידה של קצב סינון הגלומרולרי בעכברים בהכרה

The measurement of  glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard in kidney function  assessment. Currently, investigators determine GFR by ...

Biology

Transdermal Measurement of Glomerular Filtration Rate in Mice

Transdermal analysis of glomerular filtration rate (GFR) is an established technique that is used to assess renal function in mouse and rat models of acute kidney injury and chronic kidney disease. The measurement system consists of a miniaturized fluorescence detector that is directly attached to the skin on the back of conscious, freely moving animals, and measures the excretion kinetics of the exogenous GFR tracer, fluorescein-isothiocyanate (FITC) conjugated sinistrin (an inulin analog). This system has been described in detail in rats. However, because of their smaller size, measurement of transcutaneous GFR in mice presents additional technical challenges. In this paper we therefore provide the first detailed practical guide to the use of transdermal GFR monitors in mice based on the combined experience of three different investigators who have been performing this assay in mice over a number of years.

Here we describe a protocol to measure glomerular filtration rate (GFR) in conscious, freely moving mice using a transdermal GFR monitor.

Transdermal מדידה של קצב הסינון Glomerular בעכברים

Transdermal analysis of glomerular filtration rate (GFR) is an established technique that is used to assess renal function in mouse and rat models of ...

Physiology Lab Demonstration: Glomerular Filtration Rate in a Rat

Measurements of glomerular filtration rate (GFR), and the fractional excretion of sodium (Na) and potassium (K) are critical in assessing renal function in health and disease. GFR is measured as the steady state renal clearance of inulin which is filtered at the glomerulus, but not secreted or reabsorbed along the nephron. The fractional excretion of Na and K can be determined from the concentration of Na and K in plasma and urine. The renal clearance of inulin can be demonstrated in an anesthetized animal which has catheters in the femoral artery, femoral vein and bladder. The equipment and supplies used for this procedure are those commonly available in a research core facility, and thus makes this procedure a practical means for measuring renal function. The purpose of this video is to demonstrate the procedures required to perform a lab demonstration in which renal function is assessed before and after a diuretic drug. The presented technique can be utilized to assess renal function in rat models of renal disease.

The purpose of this protocol is to demonstrate the principles and techniques for measuring and calculating glomerular filtration rate, urine flow rate, and excretion of sodium and potassium in a rat. This demonstration can be used to provide students with an overall conceptual understanding of how to measure renal function.

הפגנת מעבדה לפיזיולוגיה: גלומרולרי סינון שיעור בחולדה

Measurements of glomerular filtration rate (GFR), and the fractional excretion of sodium (Na) and potassium (K) are critical in assessing renal function ...

Use of Enzymatic Biosensors to Quantify Endogenous ATP or H2O2 in the Kidney

Enzymatic microelectrode biosensors have been widely used to measure extracellular signaling in real-time. Most of their use has been limited to brain slices and neuronal cell cultures. Recently, this technology has been applied to the whole organs. Advances in sensor design have made &#160;possible the measuring of&#160;cell signaling in blood-perfused in vivo kidneys. The present protocols list the steps needed to measure ATP and H2O2 signaling in the rat kidney interstitium. Two separate sensor designs are used for the ex vivo and in vivo protocols. Both types of sensor&#160;are coated with&#160;a thin enzymatic biolayer on top of a permselectivity layer to give fast responding, sensitive and selective biosensors. The permselectivity layer protects the signal from the interferents in biological tissue, and the enzymatic layer utilizes&#160;the sequential catalytic reaction of glycerol kinase and glycerol-3-phosphate oxidase in the presence of ATP to produce H2O2. The set of sensors used for the ex vivo studies further detected analyte by oxidation of H2O2 on a platinum/iridium (Pt-Ir) wire electrode. The sensors for the&#160;in vivo studies are instead based on the reduction of H2O2 on a mediator coated gold electrode designed for blood-perfused tissue. Final concentration changes&#160;are detected by real-time amperometry followed by calibration to known concentrations of analyte. Additionally, the specificity of the amperometric signal can be confirmed by the addition of enzymes such as catalase and apyrase that break down H2O2 and ATP correspondingly. These sensors also rely heavily on accurate calibrations before and after each experiment. The following two protocols establish the study of real-time detection of ATP and H2O2 in kidney tissues, and can be further modified to extend the described method for use in other biological preparations or whole organs.

Use of Enzymatic Biosensors to Quantify Endogenous ATP or H2O2 in the Kidney

Enzymatic microelectrode biosensors enable real-time measurements of extracellular cell signaling in biologically-relevant concentrations. The following protocols extend the applications of biosensors to the ex vivo and in vivo detection of ATP and H2O2 in the kidney.

שימוש באנזימתי Biosensors לכמת אנדוגני ATP או H<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 2</sub&gt; בכליות

Enzymatic microelectrode biosensors have been widely used to measure extracellular signaling in real-time. Most of their use has been limited to brain ...

Long-Term Continuous Measurement of Renal Blood Flow in Conscious Rats

The kidneys play a crucial role in maintaining the homeostasis of body fluids. The regulation of renal blood flow (RBF) is essential to the vital functions of filtration and metabolism in kidney function. Many acute studies have been carried out in anesthetized animals to measure RBF under various conditions to determine mechanisms responsible for the regulation of kidney perfusion. However, for technical reasons, it has not been possible to measure RBF continuously (24 h/day) in unrestrained unanesthetized rats over prolonged periods. These methods allow the continuous determination of RBF over many weeks while also simultaneously recording blood pressure (BP) with implanted catheters (fluid-filled or by telemetry). RBF monitoring is carried out with rats placed in a circular servo-controlled rat cage that enables the unrestrained movement of the rat throughout the study. At the same time, the tangling of cables from the flow probe and arterial catheters is prevented. Rats are first instrumented with an ultrasonic flow probe placement on the left renal artery and an arterial catheter implanted in the right femoral artery. These are routed subcutaneously to the nape of the neck, and connected to the flowmeter and pressure transducer, respectively, to measure RBF and BP. Following surgical implantation, rats are immediately placed in the cage to recover for at least one week and stabilize the ultrasonic probe recordings. Urine collection is also feasible in this system. The surgical and post-surgical procedures for continuous monitoring are demonstrated in this protocol.

The present protocol describes a long-term continuous measurement of renal blood flow in conscious rats and simultaneously recording blood pressure with implanted catheters (fluid-filled or by telemetry).

מדידה מתמשכת ארוכת טווח של זרימת הדם הכלייתית בחולדות מודעות

The kidneys play a crucial role in maintaining the homeostasis of body fluids. The regulation of renal blood flow (RBF) is essential to the vital ...

Transdermal Measurement of Glomerular Filtration Rate in Mechanically Ventilated Piglets

Transdermal measurement of glomerular filtration rate (GFR) has been used to evaluate kidney function in conscious animals. This technique is well established in rodents to study acute kidney injury and chronic kidney disease. However, GFR measurement using the transdermal system has not been validated in pigs, a species with a similar renal system to humans. Hence, we investigated the effect of sepsis on transdermal GFR in anesthetized and mechanically ventilated neonatal pigs. Polymicrobial sepsis was induced by cecal ligation and puncture (CLP). The transdermal GFR measurement system consisting of a miniaturized fluorescence sensor was attached to the pig's shaved skin to determine the clearance of fluorescein-isothiocyanate (FITC) conjugated sinistrin, an intravenously injected GFR tracer. Our results show that at 12 h post-CLP, serum creatinine increased with a decrease in GFR. This study demonstrates, for the first time, the utility of the transdermal GFR approach in determining renal function in mechanically ventilated, neonatal pigs.

Glomerular filtration rate (GFR) is the ideal marker for assessing kidney function. However, the standard measurement method using inulin injection with serial blood and urine analysis is impractical. This article delineates a practical method to measure GFR transdermally in piglets.

מדידה טרנסדרמלית של קצב סינון גלומרולרי בחזירונים מאווררים מכנית

Transdermal measurement of glomerular filtration rate (GFR) has been used to evaluate kidney function in conscious animals. This technique is well ...

Cystometric and External Urethral Sphincter Measurements in Awake Rats with Implanted Catheter and Electrodes Allowing for Repeated Measurements

Lower urinary tract function is mainly assessed by means of cystometric bladder function analysis in rodents. Conventional cystometries are usually performed as terminal analysis under urethane anesthesia. It is well known that anesthetic drugs can influence bladder function. Hence, the aim of this technique is to perform cystometric measurements of the urinary bladder and external urethral sphincter in lightly restrained awake rats. For this purpose, a bladder catheter is implanted into the bladder dome. Subsequently, two electrodes are implanted bilateral to the external urethral sphincter and a ground electrode is sutured to a non-responsive skeletal muscle. The bladder catheter and the three electrodes are finally tunneled subcutaneously to the neck region and affixed to a harness. With this technique, the lower urinary tract can be measured at multiple time points in the same animal to assess lower urinary tract function. The main application of this technique is the follow-up of simultaneous urinary bladder and external urethral sphincter function in awake healthy rats and after induction of a disease or injury. Moreover, subsequent lower urinary tract monitoring can be performed during evaluation of the disease/injury and to monitor treatment efficacy.

This protocol first describes the surgical procedure of the permanent implantation of a urinary bladder catheter combined with external urethral sphincter electrodes, and second, the measurement of the function of the urinary bladder and external urethral sphincter in implanted awake animals.

מדידות סוגר השופכה Cystometric או חיצוני בחולדות ער עם קטטר מושתל ואלקטרודות ומאפשר למדידות חוזרות

Lower urinary tract function is mainly assessed by means of cystometric bladder function analysis in rodents. Conventional cystometries are usually ...