JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Bu çalışma, akut böbrek hasarı araştırmaları için bilateral renal iskemi-reperfüzyonun bir fare modelinin teknik olarak iyileştirilmesine odaklanan bir protokol oluşturdu.

Özet

Kardiyak arrest büyük bir halk sağlığı yükü oluşturmaktadır. Akut böbrek hasarı (ABH), başarılı kardiyopulmoner resüsitasyondan sonra spontan dolaşımın (ROSC) geri dönmesini takiben kardiyak arrestten kurtulanlarda olumsuz bir belirteçtir. Tersine, böbrek fonksiyonunun ABH'den geri kazanılması, olumlu nörolojik sonuçların ve hastaneden taburcu olmanın bir göstergesidir. Bununla birlikte, ROSC'den sonra kardiyak arrestin neden olduğu böbrek hasarını önlemek için etkili bir müdahale eksiktir, bu da ek terapötik stratejilerin gerekli olduğunu düşündürmektedir. Renal hipoperfüzyon ve reperfüzyon, kardiyak arrest sonrası ABH'ye neden olan iki patofizyolojik mekanizmadır. Her iki böbreğin iskemi-reperfüzyona bağlı AKI'SININ (IR-AKI) hayvan modelleri, klinik ortamda ROSC'yi takiben ABH'li hastalarla karşılaştırılabilir. Bununla birlikte, her iki böbreğin IR-AKI'sini analiz etmek teknik olarak zordur, çünkü model yüksek mortalite ve böbrek hasarında geniş varyasyon ile ilişkilidir ve bu da analizi etkileyebilir. Hafif fareler seçildi, izofluran ile genel anestezi altına alındı, dorsolateral yaklaşımla cerrahiye tabi tutuldu ve operasyon sırasında vücut sıcaklıkları korundu, böylece doku hasarı azaltıldı ve tekrarlanabilir bir akut renal IR-ABH araştırma protokolü oluşturuldu.

Giriş

Kardiyak arrest, Amerika Birleşik Devletleri'nde yılda 80.000'den fazla kez meydana gelir 1,2. Kardiyak arrest mortalite oranı son derece yüksektir 3,4,5,6. ABH, ROSC 7,8,9,10,11,12,13 sonrası kardiyak arrest geçiren hastalarda yüksek mortalite ve kötü nörolojik sonuçlarla ilişkili majör bir risk faktörüdür. ABH'den iyileşme, olumlu nörolojik sonuçların ve hastaneden taburculuğun iyi bir göstergesidir14,15,16. Bununla birlikte, İİR-ABH için etkili tedaviler hala eksiktir 15,16,17,18,19. Hastalığın klinik sonuçlarını daha da iyileştirmek için ek terapötik stratejiler gereklidir.

Bilateral renal iskemi yaklaşımlı İR-ABH, ABH araştırmaları için kullanılan hayvan modellerinden biridir 20,21,22,23,24,25,26. Renal IR-ABH hayvan modelleri, ROSC6,27,28,29,30'u takiben ani kardiyak arrest geçiren hastalarda ABH çalışması için tüm vücut IR yaralanma modelinden daha az karmaşıktır. Bu, deneylerde daha az kafa karıştırıcı faktörün varlığı nedeniyle bir renal IR-ABH hayvan modelinden tutarlı sonuçların elde edilmesinin daha kolay olduğu anlamına gelir. Ayrıca, renal IR-ABH protokolleri sıklıkla tek taraflı veya iki taraflı renal pedikül tıkanıklığını içerir. Bilateral renal IR-ABH ile ilgili deneylerdeki koşullar, başarılı kardiyopulmoner resüsitasyondan sonra ani kardiyak arrest geçiren hastalarda ROSC'yi takiben ABH için klinik koşullarla karşılaştırılabilir. Her iki modelde de böbreklerin patolojik özellikleri insan renal IR hasarının patolojik özelliklerini yansıtsada 31,32,33, bilateral renal iskemi yaklaşımı, kalp yetmezliği, vazokonstriksiyon ve septik şok gibi insan patolojik koşulları altında ABH ile daha ilgilidir 35. Bilateral renal IR-ABH hayvan modelleri, ROSC'yi takiben kardiyak arrestte renal IR yaralanmalarına odaklanan çalışmalar için uygundur.

Bilateral renal IR-ABH modelleri teknik zorluklar, deneysel karmaşıklık ve uzun cerrahi süreile ilişkilidir 23,26,32,33,35,36. Bu teknik zorlukların üstesinden gelmek için, bu çalışma bazı teknik değişiklikler yaparak farelerde güvenilir bir bilateral IR-ABH araştırma protokolü oluşturmuştur. Önerilen protokol, daha az cerrahi komplikasyon, daha az doku hasarı ve ameliyat sırasında daha düşük mortalite olasılığı ile sonuçlandı. Bu nedenle, renal hipoperfüzyon ve reperfüzyon hasarına karşı yeni terapötik stratejiler geliştirmek için ROSC sonrası ABH'nin patofizyolojik süreçlerini araştırmak için kullanılabilir37,38,39.

Protokol

Tüm hayvan deneyleri, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yayınlanan Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na uygun olarak gerçekleştirilmiştir (NIH yayın no. 85-23, 1996'da revize edilmiştir). Çalışma protokolü, Fu-Jen Katolik Üniversitesi'ndeki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından ve yönergelerine uygun olarak onaylandı. Bu protokolde kullanılan tüm malzemeler ve aletler hakkında ayrıntılı bilgi için Malzeme Tablosuna bakınız.

1. Farelerin hazırlanması

  1. 21-23 g ağırlığında 8 haftalık C57BL/6 erkek fareleri seçin.
  2. Fareleri, gıdaya, standart fare maması peletlerine ve musluk suyuna serbest erişim ile kontrollü bir sıcaklıkta (21 ± 2 °C) 12 saatlik aydınlık ve karanlık döngüsü altında barındırın ve bakımını yapın.

2. Anestezi

  1. Cerrahi maske ve steril eldiven giyin.
  2. Fareleri, indüksiyon odasında 1 L / dk'da oksijenle karıştırılmış% 2 izofluran ile anestezi altına alın.
  3. Anestezi seviyesini pedal refleksi ile değerlendirin.
    NOT: Pedal refleksi, sert bir ayak parmağı sıkışmasına yanıt olarak arka pençenin geri çekilmesidir. Pedal refleksi kaybolduğunda anestezi tamamlanır.
  4. Anestezi tamamlandıktan sonra vücut ısısını korumak için her fareyi elektrikli battaniye ile bir ameliyat platformuna yüzüstü pozisyonda hareket ettirin ve yerleştirin. Ameliyattan önce vücut ısısını stabilize edin ve rektal sıcaklık probları ile izleyin. Kuruluğu önlemek için her iki göze de oftalmik merhem sürün.
  5. Farelerin pençelerini tahtaya bantlayın.
  6. Sabit bir %1 izofluran ve 1 L/dk oksijen sağlamak için farelerin yüzüne bir maske takın
  7. Anestezi seviyesini düzenli olarak pedal refleksi ile değerlendirin ve ameliyat sırasında anestezik uygulamayı buna göre ayarlayın.

3. Bilateral renal IR-ABH cerrahisi

  1. Arkaya dokunun ve farelerin bel omurgasını manuel olarak bulun. Omurga boyunca sefalal olarak hareket edin ve farelerin son kaburgasının her iki tarafının altındaki costovertebral açıları arayın.
  2. Costovertebral açı bölgesinin her iki tarafına yaklaşık 30 saniye boyunca epilasyon losyonu uygulayın ve ardından kürkü tuzlu su ile çıkarın.
  3. Tıraşlı cildi üç tur betadin solüsyonu ve pamuk topları kullanarak% 75 alkol ile dezenfekte edin.
    NOT: Prosedür boyunca ameliyat için steril bir alan sağlamak çok önemlidir. Cerrahi örtü uygulayın ve steril aletler kullanın.
  4. Cildi sol kosovertebral açının altına nazikçe kaldırmak için ince uçlu forseps kullanın ve ardından sol kanattaki lomber orta hattan cilt gerginlik çizgileri boyunca 1 cm'lik eğik dorsolateral bir kesi oluşturmak için makas kullanın. Sol böbreği görselleştirmek için makas kullanarak sol kanadın kas duvarını kesin.
  5. Sağ böbreği görselleştirmek için yukarıda belirtilen cerrahi prosedürleri tekrarlayın. İşlem sırasında üretilen az miktarda kanı steril pamuklu çubuklarla alın.
  6. Sol böbreği forseps ile çevre dokudan dikkatlice itin ve ayırın. Sol böbrek açığa çıktıktan sonra renal pedikülü tanımlayın.
    NOT: Böbreküstü bezine ve çevresindeki kan damarlarına zarar vermemeye dikkat edin.
  7. Sol renal pedikülün üzerine 25 dakika boyunca mikrovasküler klipsle kelepçeleyin. Böbrek renginde pembeden koyu kırmızıya gözle görülür bir değişiklikle iskemiyi doğrulayın.
  8. Sol renal pedikül klemplemesi sırasında kurumayı önlemek için klemplenmiş böbreği steril salin ıslak pamuk topları ile örtün.
  9. Sağ renal pedikülü 25 dakika boyunca mikrovasküler bir klipsle klemplemek için yukarıda belirtilen cerrahi prosedürleri tekrarlayın.
  10. Sağ renal pedikül klemplemesi sırasında kurumayı önlemek için klemplenmiş böbreği steril salin ıslak pamuk topları ile örtün.
  11. Steril salin ıslak pamuk toplarının anestezi derinliğini ve nemini periyodik olarak izleyin.
  12. Sol böbreğin reperfüzyonunu başlatmak için sol mikrovasküler klipsi açın. Sol böbreğin koyu kırmızıdan pembeye gözle görülür bir renk değişikliği ile reperfüzyonu onaylayın.
  13. Sağ böbreğin reperfüzyonunu başlatmak için sağ mikrovasküler klipsi açın.
  14. Böbrek rengi değişikliği doğrulandıktan sonra, böbreği karın boşluğuna geri koyun.
  15. Karın boşluğunu ve cildi 6-0 emilebilir dikiş materyalleri ile kapatın.
  16. Yarayı bir betadin çözeltisi ve% 75 alkol ile pamuk topları kullanarak dezenfekte etmek için fırçalayın.
  17. Serbestçe hareket etmeye ve beslenmeye başlayana kadar hayvanı dikkatlice gözlemleyin.
    NOT: Sternal yaslanmayı sürdürmek için yeterli bilinci yeniden kazanana kadar hayvanlara çok dikkat edin.
  18. Ameliyat sonrası ağrıyı önlemek için 2-3 gün boyunca carprofen (0.2 mL'de 5 mg / kg, deri altından uygulanır) uygulayın.

Sonuçlar

Bilateral renal IR-ABH cerrahisinin kalitesi, daha fazla mikroskobik veya moleküler analizden önce değerlendirilmelidir. Cerrahi sırasında, renal pedikül mikrovasküler klips ile klemplendikten hemen sonra böbreğin pembeden koyu kırmızıya renk değiştirip değiştirmediğine bakılarak renal iskemi doğrulanmalıdır (Şekil 1). Ameliyattan sonra, IR-ABH cerrahisinin neden olduğu böbrek hasarı, sonuçların başlangıçtan itibaren kan üre nitrojeni ve kreatinin seviyesinde b...

Tartışmalar

Önerilen bilateral İR-ABH protokolü, her iki böbreğin hipoperfüzyon ve reperfüzyon hasarı mekanizmasını araştırmak için uygundur. Protokol, hafif farelerin, izofluran ile genel anestezinin, cerrahiye dorsolateral bir yaklaşımın ve operasyon sırasında vücut ısısının korunmasının, ilişkili teknik zorlukları hafiflettiğini, ameliyat süresini kısalttığını ve akut bilateral renal IR-ABH araştırması için prosedürün tutarlılığını artırdığını göstermektedir.

Açıklamalar

Yazarlar bu makalenin yayınlanması ile ilgili herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

Teşekkürler

Bu model, Tayvan Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'nın (MOST 109-2320-B-030-006-MY3) mali desteğiyle geliştirilmiştir. Bu makale Wallace Academic Editing tarafından düzenlenmiştir.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
Absorbable Suture, 6-0EthiconJ510G-BX
Betadine solutionShineteh Istrument
CarprofenSigmaPHR1452
Cotton ballsShineteh Istrument
Graefe ForcepsFine Science Tools11051-10
Heating padShineteh Istrument
IsofluranePiramal Critical Care Inc.26675-46-7
Moria Vessel ClampFine Science Tools18320-11
Olsen-Hegar needle holderFine Science Tools12002 - 12
SalineShineteh Istrument
Scalpel bladesShinvas2646
Small Animal Anesthesia MachineSheng-Cing Instruments Co.STEP AS-01
Tissue scissorsFine Science Tools14072 - 10

Referanslar

  1. Holmberg, M. J., et al. Annual incidence of adult and pediatric in-hospital cardiac arrest in the United States. Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes. 12 (7), 005580 (2019).
  2. Benjamin, E. J., et al. Heart disease and stroke statistics-2018 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 137 (12), 67 (2018).
  3. Lascarrou, J. B., et al. Targeted temperature management for cardiac arrest with nonshockable rhythm. The New England Journal of Medicine. 381 (24), 2327-2337 (2019).
  4. Chang, H. C., et al. Factors affecting outcomes in patients with cardiac arrest who receive target temperature management: The multi-center TIMECARD registry. Journal of the Formosan Medical Association. 121 (1), 294-303 (2022).
  5. Yu, G., et al. Comparison of the survival and neurological outcomes in OHCA based on smoking status: investigation of the existence of the smoker's paradox. Signa Vitae. 18 (2), 121-129 (2022).
  6. Chen, Y. C., et al. Major interventions are associated with survival of out of hospital cardiac arrest patients - a population based survey. Signa Vitae. 13 (2), 108-115 (2017).
  7. Sandroni, C., et al. Acute kidney injury after cardiac arrest: a systematic review and meta-analysis of clinical studies. Minerva Anestesiologica. 82 (9), 989-999 (2016).
  8. Patyna, S., et al. Acute kidney injury after in-hospital cardiac arrest in a predominant internal medicine and cardiology patient population: incidence, risk factors, and impact on survival. Renal Failure. 43 (1), 1163-1169 (2021).
  9. Storm, C., et al. Impact of acute kidney injury on neurological outcome and long-term survival after cardiac arrest - A 10 year observational follow up. Journal of Critical Care. 47, 254-259 (2018).
  10. Geri, G., et al. Acute kidney injury after out-of-hospital cardiac arrest: risk factors and prognosis in a large cohort. Intensive Care Medicine. 41 (7), 1273-1280 (2015).
  11. Guo, Q. Y., Xu, J., Shi, Q. D. Gasping as a predictor of short- and long-term outcomes in patients with cardiac arrest: a systematic review and meta-analysis. Signa Vitae. 17 (2), 208-213 (2021).
  12. Chen, P. C., et al. Prognostic factors for adults with cardiac arrest in the emergency department: a retrospective cohort study. Signa Vitae. 18 (3), 56-64 (2022).
  13. Lee, M. J., et al. Predictors of survival and good neurological outcomes after in-hospital cardiac arrest. Signa Vitae. 17 (2), 67-76 (2021).
  14. Deakin, C. D., et al. European Resuscitation Council guidelines for resuscitation 2010 section 4. adult advanced life support. Resuscitation. 81 (10), 1305-1352 (2010).
  15. Cha, K. C., et al. Recovery from acute kidney injury is an independent predictor of survival at 30 days only after out-of-hospital cardiac arrest who were treated by targeted temperature management. Signa Vitae. 17 (2), 119-126 (2021).
  16. Park, Y. S., et al. Recovery from acute kidney injury as a potent predictor of survival and good neurological outcome at discharge after out-of-hospital cardiac arrest. Critical Care. 23 (1), 256 (2019).
  17. Mah, K. E., et al. Acute kidney injury after in-hospital cardiac arrest. Resuscitation. 160, 49-58 (2021).
  18. Pelkey, T. J., et al. Minimal physiologic temperature variations during renal ischemia alter functional and morphologic outcome. Journal of Vascular Surgery. 15 (4), 619-625 (1992).
  19. Kim, H., et al. Effect of different combinations of initial body temperature and target temperature on neurological outcomes in out-of-hospital cardiac arrest patients treated with targeted temperature management. Signa Vitae. , 1-7 (2022).
  20. Wyss, J. C., et al. Differential effects of the mitochondria-active tetrapeptide SS-31 (D-Arg-dimethylTyr-Lys-Phe-NH2) and its peptidase-targeted prodrugs in experimental acute kidney injury. Frontiers in Pharmacology. 10, 1209 (2019).
  21. Wang, Y., Wang, B., Qi, X., Zhang, X., Ren, K. Resveratrol protects against post-contrast acute kidney injury in rabbits with diabetic nephropathy. Frontiers in Pharmacology. 10, 833 (2019).
  22. Li, S., Yu, L., He, A., Liu, Q. Klotho inhibits unilateral ureteral obstruction-induced endothelial-to-mesenchymal transition via TGF-beta1/Smad2/Snail1 signaling in mice. Frontiers in Pharmacology. 10, 348 (2019).
  23. Godoy, J. R., Watson, G., Raspante, C., Illanes, O. An effective mouse model of unilateral renal ischemia-reperfusion injury. Journal of Visualized Experiments. (173), e62749 (2021).
  24. Chen, Q., et al. SIRT1 mediates effects of FGF21 to ameliorate cisplatin-induced acute kidney injury. Frontiers in Pharmacology. 11, 241 (2020).
  25. Li, H. D., et al. Application of herbal traditional Chinese medicine in the treatment of acute kidney injury. Frontiers in Pharmacology. 10, 376 (2019).
  26. Grenz, A., et al. Use of a hanging-weight system for isolated renal artery occlusion during ischemic preconditioning in mice. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 292, 475-485 (2007).
  27. Gao, Q., et al. Accumulated epinephrine dose is associated with acute kidney injury following resuscitation in adult cardiac arrest patients. Frontiers in Pharmacology. 13, 806592 (2022).
  28. Oh, Y. T., et al. Vasoactive-inotropic score as a predictor of in-hospital mortality in out-of-hospital cardiac arrest. Signa Vitae. 15 (2), 40-44 (2019).
  29. Burne-Taney, M. J., et al. Acute renal failure after whole body ischemia is characterized by inflammation and T cell-mediated injury. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 285 (1), 87-94 (2003).
  30. Adams, J. A., et al. Periodic acceleration (pGz) prior to whole body ischemia reperfusion injury provides early cardioprotective preconditioning. Life Sciences. 86 (19-20), 707-715 (2010).
  31. Gaut, J. P., Liapis, H. Acute kidney injury pathology and pathophysiology: a retrospective review. Clinical Kidney Journal. 14 (2), 526-536 (2021).
  32. Hesketh, E. E., et al. Renal ischaemia reperfusion injury: a mouse model of injury and regeneration. Journal of Visualized Experiments. (88), e51816 (2014).
  33. Wei, Q., Dong, Z. Mouse model of ischemic acute kidney injury: technical notes and tricks. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 303 (11), 1487-1494 (2012).
  34. Wei, Q., Dong, Z. Regulation and pathological role of bid in ischemic acute kidney injury. Renal Failure. 29 (8), 935-940 (2007).
  35. Grenz, A., et al. Use of a hanging-weight system for isolated renal artery occlusion. Journal of Visualized Experiments. (53), e2549 (2011).
  36. Skrypnyk, N. I., Harris, R. C., de Caestecker, M. P. Ischemia-reperfusion model of acute kidney injury and post injury fibrosis in mice. Journal of Visualized Experiments. (78), e50495 (2013).
  37. Han, S. J., Lee, H. T. Mechanisms and therapeutic targets of ischemic acute kidney injury. Kidney Research and Clinical Practice. 38 (4), 427-440 (2019).
  38. Huang, C. W., et al. A novel caffeic acid derivative prevents renal remodeling after ischemia/reperfusion injury. Biomedicine & Pharmacotherapy. 142, 112028 (2021).
  39. Spoelstra-de Man, A. M. E., Oudemans-van Straaten, H. M. Acute kidney injury after cardiac arrest: the role of coronary angiography and temperature management. Critical Care. 23 (1), 193 (2019).
  40. Burne, M. J., Haq, M., Matsuse, H., Mohapatra, S., Rabb, H. Genetic susceptibility to renal ischemia reperfusion injury revealed in a murine model. Transplantation. 69 (5), 1023-1025 (2000).
  41. Muller, V., et al. Sexual dimorphism in renal ischemia-reperfusion injury in rats: possible role of endothelin. Kidney International. 62 (4), 1364-1371 (2002).
  42. Schmitt, R., Marlier, A., Cantley, L. G. Zag expression during aging suppresses proliferation after kidney injury. Journal of the American Society of Nephrology. 19 (12), 2375-2383 (2008).
  43. Oxburgh, L., de Caestecker, M. P. Ischemia-reperfusion injury of the mouse kidney. Methods in Molecular Biology. 886, 363-379 (2012).
  44. Delbridge, M. S., Shrestha, B. M., Raftery, A. T., El Nahas, A. M., Haylor, J. L. The effect of body temperature in a rat model of renal ischemia-reperfusion injury. Transplantation Proceedings. 39 (10), 2983-2985 (2007).
  45. IBM Micromedx, I. Phenobarbital sodium. IBM Corporation Available from: https://www-micromedexsolutions-com.autorpa.mmh.org.tw/micromedex2/librarian/CS/53C834/ND_PR/evidencexpert/ND_P/evidencexpert/DUPLICATIONSHIELDSYNC/51EFF0/ND_PG/evidencexpert/ND_B/evidencexpert/ND_AppProduct/evidencexpert/ND_T/evidencexpert/PFActionId/evidencexpert.DoIntegratedSearch?SearchTerm=Phenobarbital+Sodium&fromInterSaltBase=true&UserMdxSearchTerm=%24userMdxSearchTerm&false=null&=null (2022)
  46. IBM Micromedx, Isoflurane. IBM Corporation Available from: https://www-micromedexsolutions-com.autorpa.mmh.org.tw/micromedex2/librarian/PFDefaultActionId/evidencexpert.DoIntegratedSearch?navitem=headerLogout (2022)

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

JoVE de Bu AySay 201

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır