The authors would like to thank Hans-Joachim Schurek for invaluable scientific advice. The authors would like to thank Monique Carrel and Mich&#232;le Heidemeyer for excellent technical assistance, David Penton Ribas and Nourdine Faresse for a critical reading of the manuscript and Carsten Wagner and J&#252;rg Biber for the NaPi-2a antibody. This work was supported by the Swiss National Centre for Competence in Research "Kidney.CH" and by a project grant (310030_143929/1) from the Swiss National Science Foundation.

この原稿に記載された動物に関わるすべての手順は、スイスの法律に基づいて行われ、チューリッヒ、スイスのカントンの動物への投与によって承認されました。 1.バッファの準備<ol><li> 4および抗利尿ホルモン（ADH）溶液（ 表1） -ソリューション1を準備します。 </li><li>透析緩衝液（ 表1）を準備します。 注：これは、灌流中に透析緩衝液として使用されるバッファです。その後、赤血球は、最終的な灌流液を形成するために、この緩衝液で希釈されます。 </li><li>赤血球製剤。 <ol><li>透析緩衝液で500ミリリットルにヒト赤血球濃厚液（ローカル血液バンクから得られた試​​験した材料）の250ミリリットルを希釈します。 8分間、2000×gで遠心分離します。任意の赤血球を除去しないように注意して、バッファを削除してください。 3回繰り返します。 </li></ol></li><li>バッファ;アルブミン（BSAウシ血清アルブミン）を準備します。 <ol><li> dialysiの200ミリリットルでバッファ、攪拌棒を用いてBSA 44gのを溶かします。ろ紙を用いて溶液をフィルタリングします。 </li></ol></li><li>灌流液を準備します。 <ol><li> BSA緩衝液に濾紙ステップ1.3.1から赤血球をフィルタリングします。透析緩衝液で800ミリリットルの全容量まで記入してください。 注：これは、最終的な灌流液です。ヘマトクリットは現在8と12％の間であるべきです。灌流液は4℃で最大12時間保存することができます。 </li></ol></li></ol> 2.開始透析と酸素化<ol><li>より大きなバッファ容器、小さいバッファ容器、及び湿室を37℃に（小、二重壁チャンバは後で腎臓を保持するために37℃、湿度100％にした）周囲の水浴をオンにします（ 図2） 。 </li><li>透析緩衝液と灌流液と小さい容器と、より大きなバッファ容器を埋めます。 </li><li>透析緩衝液に5％CO 2/95％O 2ガス流入をオンにします。 </li><li>透析緩衝液に対して灌流液の連続透析に切り替えます。低フラックス透析チューブを使用するように注意してください。ステップ3に進みます。 </li></ol><img alt="図2" src="/files/ftp_upload/54712/54712fig2.jpg" /> 図2：灌流回路の模式図。スキームは、灌流回路の主要な構成要素とバッファフローの方向を示しています。濃い青で囲まれたすべてのコンポーネントは、水浴/サーモスタットで37℃に維持されています。 1：灌流バッファーの少なくとも3倍容量の透析バッファーを連続的に95％O 2/5％CO 2でバブリングします。 2：透析緩衝液および灌流緩衝液を連続的にローラーポンプにより透析チューブに互いに対して透析します。 3：これにより透析に、灌流バッファはO 2/5％CO 2および電解質のレベルを一定にthroughoを維持している9％に濃縮されていますutの灌流。 4：ローラーポンプは、腎臓に向かって灌流バッファを推進します。 5：ウインドケッセルは蠕動波を除去し、気泡トラップとして機能します。 6：（自由に交互の流れを可能にしながら、連続的な圧力を維持するために4（ローラーポンプ）に接続された）圧力トランスデューサ。 7：灌流を通して、腎臓は100％の空気湿度および37℃の腎臓温度のために湿ったチャンバ内に残っています。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54712/54712fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> 3.外科的手順パート1（すべての合字の図については、図3を参照してください） 注：5-0手術用糸を使用して、すべての合字を実行します。 <ol><li>腹腔内注射によってマウス（0.9％のNaClに溶解した体重の20mg / mlのケタミンおよび1mg / mlのキシラジンの10μL/ g）を麻酔。 anesthの十分な深さを確認リア足の反射の欠如のためにテストすることによりESIA。 </li><li>湿室中仰臥位でマウスを修正しました。獣医軟膏で目を保護します。腰椎血管を上昇させるために背骨の下に1ミリリットル注射器を置きます。 </li><li>はさみで、その後、腹部の筋肉、胸骨開口最初の皮膚に恥骨稜から正中開腹術を行います。 </li><li>腸を削除し、腹部からのマウスの横方向の左側に配置します。 </li><li>結合組織から膀胱を解放し、尿管及び尿道の両方を探ります。 </li><li>左尿管（リガチャーI）の周りの合字を置きます。それを閉じます。 </li><li>尿道（リガチャーII）の周りの合字を置きます。それを閉じます。 </li><li>全膀胱（リガチャーIII）の周りに「投げ縄」リガチャーを置きます。 </li><li>膀胱に1ミリメートルを切開。 </li><li> 2cmのPE 50チューブを開口部にカニューレを挿入。 </li><li>チューブの周りに閉じるリガチャーIII。 </li><li>合字から左尿管及び尿道の先端をカットします。宣伝ちらしデルは、今だけ、自由に移動し、右尿管に取り付けられています。 </li><li>結合組織および脂肪の腹部大動脈をクリアします。 </li><li>腹半ば大動脈結紮（リガチャーIV）を配置します。 </li><li>上腸間膜動脈および腹腔動脈（リガチャーV）との間に横隔膜下の大動脈の周りに結紮糸を配置します。 </li><li>上腸間膜動脈（リガチャーVI）の周りの合字を置きます。 </li><li>直接右下のと左腎動脈（リガチャーVII）上記の大動脈結紮糸を配置します。 </li><li>尾静脈パッケージ（カヴァ）（リガチャーVIII）の周りの合字を置きます。ステップ4に進みます。 </li></ol><img alt="図3" src="/files/ftp_upload/54712/54712fig3.jpg" /> 図3：手術中に配置された合字の模式図。開腹手術後の開いた腹部のビュー。腸を左に出て移動されます。 L及びRは 、左右の腎臓を示します。ザ黒い線は、それぞれの合字の区域を示します。合字は、最初に配置し、テキストに与えられた順序で、閉じています。 Xは、大動脈カニューレ挿入のための切開の位置をマークします。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54712/54712fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> 灌流回路の4プライミング<ol><li>ロータリーポンプを起動し、灌流液でチューブを埋めます。それから、すべての気泡を空にするように注意してください。 </li><li>灌流液とのほぼ中間のレベルにウインドケッセルデバイスを記入してください。 </li><li>すべてのチューブは充填され、フローがこの時間の間に腎臓レベルで灌流針を保管してください0であるときに0ミリメートルHgまで圧力変換器を校正。 </li><li>一定の最低レベル（0.6ミリリットル/分）で流れを維持し、ステップ5に進んでください。 </li></ol> 5.外科的手順パート2 <ol><li>リガチャーIVおよび左レナの分岐の間にクランプを置きリットル動脈。 </li><li>背壁を切らないように注意しながら、リガチャーIVの大動脈尾側に小さな切開を行います。 </li><li>血管拡張器と大動脈の開口部を拡張。 </li><li>針で大動脈にカニューレを挿入（長さ2cm、PE 50を引っ張って）、ちょうどクランプに先端をプッシュ。 </li><li>クランプを開きます。 </li><li>それは右腎動脈と大動脈の接合部に到達するまで頭側針の先端を押してください。 </li><li>閉じる結紮VII。 </li><li>合字IVを閉じます。 </li><li>ダイアフラムを解剖することによりハサミで胸を開きます。シングルカットでは、大動脈、大静脈、心臓や栄養神経を分離します。このステップでは、動物は、連続深麻酔下での急速な失血を経て犠牲になります。 </li><li>灌流ポンプの圧力制御を開始します。 80と100 mmHgの間の平均圧力を維持します。 </li><li>閉じるリガチャーV. </li><li>閉じるリガチャーVI。 </li><li>閉じるリガチャーVIII。 </li><li>結合TISSUから無料右の腎臓eとはさみで脂肪カプセル内への埋め込み。 </li><li>リガチャーVに近位大動脈をカット</li><li> VIを結紮糸遠位に上腸間膜動脈をカット。 </li><li>容器に身を切らないように注意しながら、腎臓支持維管束を切り出します。 </li><li>腎臓への接続時に肝臓をカットします。腎臓を解放するように注意してください、しかし、大静脈は、それによって開いたままにされるように、それに肝付着の小さな部分を残します。 </li><li>マウスのうち、腎臓バンドルしてください。湿ったチャンバーからマウスを外します。 </li><li>肝臓と腎臓（リガチャーIX）の接続の周りに「投げ縄」リガチャーを置きます。 </li><li>静脈ライン（2cmのPE 50）との大静脈にカニューレを挿入。 </li><li>閉じるリガチャーのIX。静脈ラインを通る静脈流出はすぐに開始する必要があります。 </li><li>モイストチャンバーを閉じます。 </li></ol> 6.ダウンストリーム分析<ol><li>以下の時間の間、継続的に血流とintravasculを監視Ar圧力15。分析のために使用することができる静脈流出、例えば、腎臓のレニン放出7を集めます。電解質濃度と糸球体濾過率14の分析のための尿を収集します。灌流の1時間後、腎臓をウェスタンブロッティングのためにスナップ凍結させることができるか、イメージングのために固定することが16に近づきます。 </li></ol>

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<li>Poosti, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precision-cut+kidney+slices+%28PCKS%29+to+study+development+of+renal+fibrosis+and+efficacy+of+drug+targeting+ex+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Dis+Model+Mech%22%5BJournal%5D)">Precision-cut kidney slices (PCKS) to study development of renal fibrosis and efficacy of drug targeting ex vivo.</a> Dis Model Mech. 8 (10), 1227-1236 (2015).</li>
<li>Rahgozar, M., Guan, Z., Matthias, A., Gobé, G. C., Endre, Z. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Angiotensin+II+facilitates+autoregulation+in+the+perfused+mouse+kidney%3A+An+optimized+in+vitro+model+for+assessment+of+renal+vascular+and+tubular+function%5BTitle%5D)+AND+%22Nephrology%22%5BJournal%5D)">Angiotensin II facilitates autoregulation in the perfused mouse kidney: An optimized in vitro model for assessment of renal vascular and tubular function.</a> Nephrology. 9 (5), 288-296 (2004).</li>
</ol>

The authors have no competing financial interests and nothing else to disclose.

灌流腎臓単離されたマウスは、多数の全身要因の影響により欠陥があることがあり、無傷の動物におけるin vivo実験、の間のギャップを埋める、1時間にわたって制御された環境のex vivoで腎機能を研究するためのツールであり、in vitroの実験で必ずしも機能上の無傷の臓器構造の影響を無視孤立ネフロンセグメントまたは培養細胞、。この特定のタスクを実行すると?...

臓器の孤立した灌流は、何十年もの間1のための生理学者の間で継続的な努力の対象となっています。技術は、血圧、ホルモン、又は神経のような全身的影響を受けず、臓器の機能を可能にし、検討することができます。カール・エドゥアルドLoebellは、1849年2に、孤立した腎臓の正常灌流を記載した最初であると考えられています。それ以来、灌流装置は、かなりの洗練を受けました。フレイとグルーバーは、連続灌流2のために酸素や拍動ポンプの人工肺を導入しました。初期の研究者は、主に大型哺乳動物、すなわち、豚2と犬3ワイスらによるラット腎臓の使用の-the最初の報告、の腎臓を研究している間。小哺乳類臓器灌流4の研究において画期的な出来事でした。 Schurek ら。十分な尿細管場合は灌流液に、哺乳動物の赤血球を追加することの必要性を報告酸素は5を達成されることになっていました。長期的な実験のためのクリティカルは、同じ研究グループ6によるバッファの連続透析を導入しました。 2003年には、Schweda ら。後でRahgozar らによって洗練機能マウス単離された灌流腎臓（MIPK）7を 、初めて報告しました。 18とリンデルら。 14。 ラット単離された灌流腎臓よりも技術的にはより困難ながら、MIPKの使用は、遺伝的に改変したマウスの広い配列の使用を可能にするという利点を有します。本論文では、1時間単離したマウスの腎臓を灌流するための本手法の詳細を提示しています。この方法は、腎臓の流量、血管抵抗、ホルモン放出、血液ガス分析、尿分析、および薬物の適用の継続的な評価を可能にします。手順の後、腎臓は、分子および生化学的解析のために処理することができる顕微鏡用に固定され、またはレシピエントマウスに移植した （ 図1）。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/54712/54712fig1.jpg" /> 図1：単離された灌流腎臓に対する可能な入力/出力の概要。 BGA：血液ガス分析。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54712/54712fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> この技術は、おそらく多くの革新的なアプリケーションは、移植前に長期の正常体温腎臓灌流の夜明けで議論されているように10、9、8（抗拒絶またはゲノム編集薬の適用の有無にかかわらず）、今後数年間で関心が高まっ受け取ります、11、脱細胞化スカフォールド12から全体腎臓の生体工学、および多光子イメージング13のための蛍光色素の高用量の適用</sup&gt;。また、急性腎障害14中に特定の遺伝子の役割を研究するための理想的なモデルです。 ステップバイステップのプロトコルは、他の研究室が正常に単離したマウス腎臓灌流を行うことができるように与えられています。まず、緩衝液の組成および調製は、指定されています。そして、手術は、詳細に記載されており、重要なステップが示されています。第三に、データが成功した準備を代表するものであり、その提示されている：腎臓の血流量、血管抵抗、糸球体濾過率、およびフラクショナル電解質排泄-すべて灌流腎臓の異なるネフロンセグメントの形態の生存能および透過型電子顕微鏡写真のような官能測定灌流の1時間後に固定。

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Perfusion Circuit:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Moist chamber 834/8</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-2901</td><td></td></tr><tr><td>Cannular with basket and side port</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-2947</td><td></td></tr><tr><td>Thermostat TC120-ST5&amp;nbsp;</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-4544</td><td></td></tr><tr><td>ISM 827/230V Roller Pump Reglo Analogue</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-0114</td><td></td></tr><tr><td>Reservoir jacketed for buffer solution 1 L</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-3438</td><td></td></tr><tr><td>Reservoir jacketed for buffer solution 0.5 L</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-3436</td><td></td></tr><tr><td>Pressure Transducer APT300&amp;nbsp;</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-3862</td><td></td></tr><tr><td>TAM-D Plugsys Transducer</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-1793</td><td></td></tr><tr><td>SCP Plugsys servo controller</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-2806</td><td></td></tr><tr><td>Windkessel&amp;nbsp;</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-3717</td><td></td></tr><tr><td>HSE-USB data acquisition</td><td>Harvard Apparatus/Hugo Sachs Elektronik GmbH</td><td>73-3330</td><td></td></tr><tr><td>Low-Flux Dialysator Diacap Polysulfone</td><td>B.Braun</td><td>7203525</td><td></td></tr><tr><td>PE-Tubing for aorta cannulation 1.19 mm I.D. x 1.70 mm O.D.</td><td>Scientific Commodities Inc.</td><td>BB31695-PE/8</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Buffer reagents:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aminoplasmal 10%</td><td>B.Braun</td><td>134518064</td><td></td></tr><tr><td>Sodium pyruvate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2256-25G</td><td></td></tr><tr><td>L-Glutamic acid monosodium salt hydrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G1626-100G</td><td></td></tr><tr><td>L-(-)-Malic acid sodium salt</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M1125-25G</td><td></td></tr><tr><td>Sodium-L-Lactate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L7022-10G</td><td></td></tr><tr><td>alpha-Ketoglutaric acid sodium salt</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>K1875-25G</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>31434-1KG-R</td><td></td></tr><tr><td>NaHCO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5761-5KG</td><td></td></tr><tr><td>KCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>60130-1KG</td><td></td></tr><tr><td>Urea</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>U5378-500G</td><td></td></tr><tr><td>Creatinine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C4255-10G</td><td></td></tr><tr><td>Ampicillin</td><td>Roche</td><td>10835242001</td><td></td></tr><tr><td>MgCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; * 6H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M2393-500G</td><td></td></tr><tr><td>D-Glucose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G8270-1KG</td><td></td></tr><tr><td>CaCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; * 6H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&amp;nbsp;</td><td>Riedel-de-Ha&amp;euml;n</td><td>12074</td><td></td></tr><tr><td>NaH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9638-500G</td><td></td></tr><tr><td>Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;HPO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S0876-500G</td><td></td></tr><tr><td>Antidiuretic Hormone dDAVP</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>V2013-1MG</td><td></td></tr><tr><td>FITC-Inulin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Filter used for erythrocyte filtration</td><td>Macherey-Nagel</td><td>MN 615</td><td></td></tr><tr><td>BGA Analysis:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ABL 80 flex</td><td>Radiometer Medical ApS</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Electron Microscope:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Philips CM100 TEM</td><td>FEI</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

the mouse isolated perfused kidney technique

マウス単離された灌流腎臓（MIPK）が1時間灌流し、機能的なex vivoでの条件の下でのマウスの腎臓を維持するための技術です。これは、摘出された臓器の灌流腎生物工学のための脱細胞化または抗拒絶またはプライム腎臓に高用量におけるゲノム編集する薬剤の投与を含む、将来的には可能かもしれない多くの革新的なアプリケーションのための生理学を研究するための前提条件であります移植のため。灌流の時間の間、腎臓の腎機能を評価することができる、操作、および種々の医薬品を投与することができます。処置後、腎臓を移植することができ、または分子生物学、生化学分析、または顕微鏡検査のために処理しました。 本論文では、灌流液およびマウスの腎臓のex vivo灌流のために必要な外科的技術が記載されています。灌流装置の詳細が与えられ、データは、Vを示して提示されています形態学的読み出しとして異なるネフロンセグメントの機能、透過型電子顕微鏡写真、及び分子の読み出しなどの異なるネフロンセグメントの輸送タンパク質のウェスタンブロットのような腎臓の血流、血管抵抗、及び尿データ：腎臓の調製のiability。

方法について説明すると、単離したマウスの腎臓は、少なくとも1時間生存したまますることができます。我々は、機能（腎血流及び血管抵抗、静脈流出の血液ガス分析、糸球体濾過率、尿中分別のNa +及びK +排泄、および尿浸透圧）で連続灌流の1時間後の組織の生存率をテストし、形態学（透過電子野生型C57BL / 6マウスの4腎臓における顕微鏡、TEM）?...

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The Mouse Isolated Perfused Kidney Technique

マウス単離された灌流腎臓（MIPK）が1時間灌流し、機能的なex vivoでの条件の下でのマウスの腎臓を維持するための技術です。緩衝液および外科技術を詳細に説明します。

マウス単離された灌流腎臓テクニック

The mouse isolated perfused kidney (MIPK) is a technique for keeping a mouse kidney under ex vivo conditions perfused and functional for 1 hr. This is a ...

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Research

JoVE Journal

Biology

21.7K ビュー.  University of Zürich. マウス単離された灌流腎臓（MIPK）が1時間灌流し、機能的なex vivoでの条件の下でのマウスの腎臓を維持するための技術です。緩衝液および外科技術を詳細に説明します。 

ビデオ: The Mouse Isolated Perfused Kidney Technique

Use of a Hanging-weight System for Isolated Renal Artery 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 revealed that only a mild increase in serum creatinine levels (0.3 to 0.4 mg/dl) is associated with a 70% greater risk of death than in persons without any increase 1. Along these lines, surgical procedures requiring cross-clamping of the aorta and renal vessels are associated with a renal failure rates of up to 30% 4. Similarly, AKI after cardiac surgery occurs in over 10% of patients under normal circumstances and is associated with dramatic increases in mortality. AKI are also common complications after liver transplantation. At least 8-17% of patients end up requiring renal replacement therapy 5. Moreover, delayed graft function due to tubule cell injury during kidney transplantation is frequently related to ischemia-associated AKI 6. Moreover, AKI occurs in approximately 20% of patients suffering from sepsis 6.The occurrence of AKI is associated with dramatic increases of morbidity and mortality 1. Therapeutic approaches are very limited and the majority of interventional trials in AKI have failed in humans. Therefore, additional therapeutic modalities to prevent renal injury from ischemia are urgently needed 3, 7-9. 
To elucidate mechanisms of renal injury due to ischemia and possible therapeutic strategies murine models are intensively required 7-13. Mouse models provide the possibility of utilizing different genetic models including gene-targeted mice and tissue specific gene-targeted mice (cre-flox system). However, murine renal ischemia is technically challenging and experimental details significantly influence results. We performed a systematic evaluation of a novel model for isolated renal artery occlusion in mice, which specifically avoids the use of clamping or suturing the renal pedicle 14. This model requires a nephrectomy of the right kidney since ischemia can be only performed in one kidney due to the experimental setting. In fact, by using a hanging-weight system, the renal artery is only instrumented once throughout the surgical procedure. In addition, no venous or urethral obstruction occurs with this technique. We could demonstrate time-dose-dependent and highly reproducible renal injury with ischemia by measuring serum creatinine. Moreover, when comparing this new model with conventional clamping of the whole pedicle, renal protection by ischemic preconditioning is more profound and more reliable. Therefore his new technique might be useful for other researchers who are working in the field of acute kidney injury.

A precise murine model for acute kidney injury (AKI) due to ischemia is an important tool to investigate acute kidney injury and possibly find therapeutic tools to treat renal injury. The hanging weight system offers a tool for immediate and reliable renal artery occlusion and reperfusion without causing renal congestion.

隔離された腎動脈閉塞のためのハンギングウェイトシステムの利用

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 ...

医学

Isolation of Glomeruli and In Vivo Labeling of Glomerular Cell Surface Proteins

Proteinuria results from the disruption of the glomerular filter that is composed of the fenestrated endothelium, glomerular basement membrane, and podocytes with their slit diaphragms. The delicate structure of the glomerular filter, especially the slit diaphragm, relies on the interplay of diverse cell surface proteins. Studying these cell surface proteins has so far been limited to in vitro studies or histologic analysis. Here, we present a murine in vivo biotinylation labeling method, which enables the study of glomerular cell surface proteins under physiologic and pathophysiologic conditions. This protocol contains information on how to perfuse mouse kidneys, isolate glomeruli, and perform endogenous immunoprecipitation of a protein of interest. Semi-quantitation of glomerular cell surface abundance is readily available with this novel method, and all proteins accessible to biotin perfusion and immunoprecipitation can be studied. In addition, isolation of glomeruli with or without biotinylation enables further analysis of glomerular RNA and protein as well as primary glomerular cell culture (i.e., primary podocyte cell culture).

Isolation of Glomeruli and In Vivo Labeling of Glomerular Cell Surface Proteins

Here we present a protocol for murine in vivo labeling of glomerular cell surface proteins with biotin. This protocol contains information on how to perfuse mouse kidneys, isolate glomeruli, and perform endogenous immunoprecipitation of the protein of interest.

腎糸球体と腎糸球体細胞表面タンパク質の標識体内の分離

Proteinuria results from the disruption of the glomerular filter that is composed of the fenestrated endothelium, glomerular basement membrane, and ...

生化学

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.

ミュンヘンWistar系ラットにおける2光子顕微鏡を用いた蛍光高分子の糸球体透過性を定量化

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

Reliable and High Efficiency Extraction of Kidney Immune Cells

Immune system activation occurs in multiple kidney diseases and pathophysiological processes. The immune system consists of both adaptive and innate components and multiple cell types. Sometimes, the cell type of interest is present in very low numbers among the large numbers of total cells isolated from the kidney. Hence, reliable and efficient isolation of kidney mononuclear cell populations is important in order to study the immunological problems associated with kidney diseases. Traditionally, tissue isolation of kidney mononuclear cells have been performed via enzymatic digestions using different varieties and strengths of collagenases/DNAses yielding varying numbers of viable immune cells. Recently, with the development of the mechanical tissue disruptors for single cell isolation, the collagenase digestion step is avoided and replaced by a simple mechanical disruption of the kidneys after extraction from the mouse. Herein, we demonstrate a simple yet efficient method for the isolation of kidney mononuclear cells for every day immune cell extractions. We further demonstrate an example of subset analysis of immune cells in the kidney. Importantly, this technique can be adapted to other soft and non-fibrous tissues such as the liver and brain.

Techniques that are reliable and efficient for the isolation of kidney immune cells are needed for downstream applications. This requires surface antibody labeling of a small number of kidney immune cells. Herein, we describe a concise method for isolation of kidney immune cells that seemingly achieves this goal.

腎、免疫細胞の信頼性と高効率抽出

Immune system activation occurs in multiple kidney diseases and pathophysiological processes.  The immune system consists of both adaptive and innate ...

免疫・感染学

Microdissection of Primary Renal Tissue Segments and Incorporation with Novel Scaffold-free Construct Technology

Kidney transplantation is now a mainstream therapy for end-stage renal disease. However, with approximately 96,000 people on the waiting list and only one-fourth of these patients achieving transplantation, there is a dire need for alternatives for those with failing organs. In order to decrease the harmful consequences of dialysis along with the overall healthcare costs it incurs, active investigation is ongoing in search of alternative solutions to organ transplantation. Implantable tissue-engineered renal cellular constructs are one such feasible approach to replacing lost renal functionality. Here, described for the first time, is the microdissection of murine kidneys for isolation of living corticomedullary renal segments. These segments are capable of rapid incorporation within scaffold-free endothelial-fibroblast constructs which may enable rapid connection with host vasculature once implanted. Adult mouse kidneys were procured from living donors, followed by stereoscope microdissection to obtain renal segments 200 - 300 &#181;m in diameter. Multiple renal constructs were fabricated using primary renal segments harvested from only one kidney. This method demonstrates a procedure which could salvage functional renal tissue from organs that would otherwise be discarded.

Tissue-engineered renal constructs provide a solution for the organ shortage and deleterious effects of dialysis. Here, we describe a protocol to micro dissect murine kidneys for isolation of cortico-medullary segments. These segments are implanted into scaffold-free cellular constructs, forming renal organoids.

腎組織のプライマリ セグメントと新規スキャフォールド フリー構造技術と定款の

Kidney transplantation is now a mainstream therapy for end-stage renal disease. However, with approximately 96,000 people on the waiting list and only ...

生物工学

Optical Clearing and Imaging of Immunolabeled Kidney Tissue

Optical clearing techniques render tissue transparent by equilibrating the refractive index throughout a sample for subsequent three-dimensional (3-D) imaging. They have received great attention in all research areas for the potential to analyze microscopic multicellular structures that extend over macroscopic distances. Given that kidney tubules, vasculature, nerves, and glomeruli extend in many directions, which have been only partially captured by traditional two-dimensional techniques so far, tissue clearing also opened up many new areas of kidney research. The list of optical clearing methods is rapidly growing, but it remains difficult for beginners in this field to choose the best method for a given research question. Provided here is a simple method that combines antibody labeling of thick mouse kidney slices; optical clearing with cheap, non-toxic and ready-to-use chemical ethyl cinnamate; and confocal imaging. This protocol describes how to perfuse kidneys and use an antigen-retrieval step to increase antibody- binding without requiring specialized equipment. Its application is presented in imaging different multicellular structures within the kidney, and how to troubleshoot poor antibody penetration into tissue is addressed. We also discuss the potential difficulties of imaging endogenous fluorophores and acquiring very large samples and how to overcome them. This simple protocol provides an easy-to-setup and comprehensive tool to study tissue in three dimensions.

The combination of antibody labeling, optical clearing, and advanced light microscopy allows three-dimensional analysis of complete structures or organs. Described here is a simple method to combine immunolabeling of thick kidney slices, optical clearing with ethyl cinnamate, and confocal imaging that enables visualization and quantification of three-dimensional kidney structures.

免疫標識腎組織の光学クリアリングとイメージング

Optical clearing techniques render tissue transparent by equilibrating the refractive index throughout a sample for subsequent three-dimensional (3-D) ...

A Quantitative Detection Method for MicroRNAs in the Kidney of an Ischemic Kidney Injury Mouse Model

MicroRNAs (miRNAs) are involved in various disease states and are effective biomarkers for the early diagnosis of diseases and treatment in mice. However, standard protocols for the purification of miRNAs and detection of their expression in the kidneys of acute kidney injury (AKI) mice have not been well established. This study developed an effective and simple protocol to purify and quantify miRNAs in the kidneys of an AKI mouse model induced by renal ischemia-reperfusion using quantitative real-time reverse-transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR). This protocol comprises five steps: 1) induction of AKI by renal ischemia-reperfusion, 2) harvesting of kidneys, 3) purification of total RNA, including miRNAs, from kidneys, 4) cDNA synthesis by reverse transcription of miRNA, and 5) qRT-PCR to detect miRNA expression. Using this protocol, the renal ischemia-reperfusion injury model can be generated with mild to severe forms of AKI. Additionally, if the procedure is followed properly, a consistent AKI model with minimal individual differences can be obtained. This qRT-PCR assay shows a very wide dynamic range and enables the discrimination of mature miRNAs, which can be accurately quantified with high specificity. This protocol can be used to study the miRNA expression profile in AKI kidneys.

<meta charset="utf8"></head><body>虚血性腎障害マウスモデルの腎臓内microRNAの定量的検出法

This article presents a protocol for detecting microRNA expression in the kidneys of an acute kidney injury mouse model using quantitative real-time reverse-transcription polymerase chain reaction. This protocol emphasizes an ischemic kidney injury mouse model and the careful extraction of microRNA samples.

虚血性腎障害マウスモデルの腎臓内microRNAの定量的検出法

MicroRNAs (miRNAs) are involved in various disease states and are effective biomarkers for the early diagnosis of diseases and treatment in mice. However, ...

Isolating and Imaging Live, Intact Pacemaker Regions of Mouse Renal Pelvis by Vibratome Sectioning

The renal pelvis (RP) is a funnel-shaped, smooth muscle structure that facilitates normal urine transport from the kidney to the ureter by regular, propulsive contractions. Regular RP contractions rely on pacemaker activity, which originates from the most proximal region of the RP at the pelvis-kidney junction (PKJ). Due to the difficulty in accessing and preserving intact preparations of the PKJ, most investigations on RP pacemaking have focused on single-cell electrophysiology and Ca2+ imaging experiments. Although important revelations on RP pacemaking have emerged from such work, these experiments have several intrinsic limitations, including the inability to accurately determine cellular identity in mixed suspensions and the lack of in situ imaging of RP pacemaker activity. These factors have resulted in a limited understanding of the mechanisms that underlie normal rhythmic RP contractions. In this paper, a protocol is described to prepare intact segments of mouse PKJ using a vibratome sectioning technique. By combining this approach with mice expressing cell-specific reporters and genetically encoded Ca2+ indicators, investigators may be able to more accurately study the specific cell types and mechanisms responsible for peristaltic RP contractions that are vital for normal urine transport.

The goal of this protocol is to isolate intact pacemaker regions of the mouse renal pelvis using vibratome sectioning. These sections can then be used for in situ Ca2+ imaging to elucidate Ca2+ transient properties of pacemaker cells and other interstitial cells in vibratome slices.

ビブラートーム切除によるマウス腎盂の分離とイメージングライブ、無傷のペースメーカー領域

The renal pelvis (RP) is a funnel-shaped, smooth muscle structure that facilitates normal urine transport from the kidney to the ureter by regular, ...

生物学

Glomeruli Isolation: A Technique to Obtain Intact Glomeruli from Murine Kidney

Source: Eymael, J. et al. <a href="https://www.jove.com/video/60324" target="_blank">Glomerular Outgrowth as an Ex Vivo Assay to Analyze Pathways Involved in Parietal Epithelial Cell Activation.</a> J. Vis. Exp. (2020)
This video describes the method to isolate intact glomeruli from mouse kidneys. The encapsulated and decapsulated glomeruli thus obtained can further be used for culturing parietal epithelial cell outgrowths from the murine kidney.

糸球体単離:マウス腎臓から無傷の糸球体を得る技術

Source: Eymael, J. et al. Glomerular Outgrowth as an Ex Vivo Assay to Analyze Pathways Involved in Parietal Epithelial Cell Activation. J. Vis. Exp. ...

マウス単離された灌流腎臓テクニック

要約

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隔離された腎動脈閉塞のためのハンギングウェイトシステムの利用

腎糸球体と腎糸球体細胞表面タンパク質の標識体内の分離

ミュンヘンWistar系ラットにおける2光子顕微鏡を用いた蛍光高分子の糸球体透過性を定量化

腎、免疫細胞の信頼性と高効率抽出

腎組織のプライマリセグメントと新規スキャフォールドフリー構造技術と定款の

免疫標識腎組織の光学クリアリングとイメージング

虚血性腎障害マウスモデルの腎臓内microRNAの定量的検出法

虚血性腎障害マウスモデルの腎臓内microRNAの定量的検出法

ビブラートーム切除によるマウス腎盂の分離とイメージングライブ、無傷のペースメーカー領域

糸球体単離:マウス腎臓から無傷の糸球体を得る技術

マウス単離された灌流腎臓テクニック

要約

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隔離された腎動脈閉塞のためのハンギングウェイトシステムの利用

腎糸球体と腎糸球体細胞表面タンパク質の標識体内の分離

ミュンヘンWistar系ラットにおける2光子顕微鏡を用いた蛍光高分子の糸球体透過性を定量化

腎、免疫細胞の信頼性と高効率抽出

腎組織のプライマリ セグメントと新規スキャフォールド フリー構造技術と定款の

免疫標識腎組織の光学クリアリングとイメージング

虚血性腎障害マウスモデルの腎臓内microRNAの定量的検出法

虚血性腎障害マウスモデルの腎臓内microRNAの定量的検出法

ビブラートーム切除によるマウス腎盂の分離とイメージングライブ、無傷のペースメーカー領域

糸球体単離:マウス腎臓から無傷の糸球体を得る技術

腎組織のプライマリセグメントと新規スキャフォールドフリー構造技術と定款の