Name: transdermal measurement of glomerular filtration rate in mice
Uploaded: 2018-10-21T15:00:00
Duration: 7 min 25 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Transdermal Measurement of Glomerular Filtration Rate in Mice at JoVE.com

Эта работа была поддержана в центре Vanderbilt болезни почек (VCKD) и частично финансируется следующие гранты: DOD PR161028 и R01DK112688 (Марк де Caestecker)
Мы признаем поддержку LS, вечера и BW MRC, EPSRC и финансируемых СИББН Великобритании регенеративной медицины платформы «Безопасность и эффективность, акцентом на Imaging технологии хаб» (MR/K026739/1).

Все эксперименты на животных были проведены в соответствии с местным требованиям в Великобритании и США. Эксперименты в Университете Ливерпуля были выполнены под лицензией в соответствии с законом о животных (научные процедуры) Великобритании 1986 и были утверждены Комитетом по этике Ливерпульского университета. Всех животных экспериментов, проведенных в медицинском центре Университета Вандербильта были утверждены Вандербильта институциональных животное уход и использование Комитета.
1. Подготовка FITC-sinistrin
<ol><li>Подготовьте 40 мг/мл FITC-sinistrin в-фосфатный буфер (PBS). Примечание: Аликвоты может храниться при температуре-20 ° C в течение нескольких месяцев без заметного снижения качества; Однако следует избегать несколько циклов замораживания оттаивания. FITC-sinistrin является светочувствительный - держите трубку, защищенном от света.</li>
	<li>Рассчитайте объем FITC-sinistrin, необходимых для каждой мыши:<ol>
<li>Вес каждой мыши на каждый день измерений.</li>
		<li>Рекомендуемая доза-0,15 мг FITC-sinistrin за грамм веса тела.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Подготовка мыши
<ol><li>Подготовьте отдельные клетки мышей во время прохождения ГБР измерений. Обеспечивают бумажные полотенца и несколько гранул пищи.</li>
</ol>3. Удаление волос с помощью мыши (1-2 дня до измерения ГБР)
<ol><li>Анестезировать мышь с 3% изофлюрановая и как только мышь спит, поддержания анестезии с изофлюрановая 1.5-2%, в зависимости от частоты дыхания мыши. Поместите курсор мыши подверженных на площадку тепла.</li>
	<li>Используйте электробритвы, идя против направления меха, чтобы удалить большую часть мех с одной стороны мыши обратно. Бритья от верхней части задних ног до шеи и через ребра.</li>
	<li>Нанесите тонкий слой крема для депиляции в область побрился, с помощью ватной палочкой (рис. 1A). Переместите ватную против направления меха, чтобы обеспечить, что крем применяется как можно ближе к коже, как можно.</li>
	<li>Удалите крем после 1-3 минут, смыть теплой водой с ватные тампоны. Не выполняйте измерения, если кожа выглядит очень красный и раздраженную после измерений и не повторять депиляция в течение 72 ч, чтобы избежать повреждения кожи.</li>
</ol>4. Подготовка трансдермальных ГБР монитор
<ol><li>Используйте один из двух размеров патчей, которые доступны. Первый 2,5 х 3 см2 в размер и может использоваться для измерений в мышах непосредственно. Другие патчи 6 x 3 см2 в размер и предназначены для использования в крыс или более крупных животных, но могут быть сокращены до меньшего размера для использования в мышей.</li>
	<li>Снимите защитную пленку с одной стороны патч и придерживаться ГБР устройства на клейкой стороне, позиционирование светодиоды точно над окном ясно.</li>
	<li>Отрежьте избыток клей патч к размеру батареи и придерживаться одной стороне патч к аккумуляторной батарее.</li>
</ol>5. Прикрепление трансдермальных ГБР монитор
<ol><li>Обезболивают мыши с изофлюрановая, как описано в пункте 3.1 и поместите курсор мыши подверженных на площадку тепла. Анестезировать мышей только для размещения монитора ГБР трансдермальных и инъекции FITC-sinistrin; позволяют оправиться от анестезии для измерения FITC распада.</li>
	<li>Очистите предварительно бритой кожи с 70% этиловом спирте. Место примерно 12 см гипоаллергенный шелковые ленты под указателем мыши (рис. 1B; ширина ленты следует уменьшена до 1,5 – 2 см, так что это не слишком широк для мыши).</li>
	<li>Расположите ленту так, что только примерно 2 см находится на правой стороне мыши, и остальные находится на левой. Сложите за один край с правой стороны ленты легко размещения и удаления после измерения. Слева направо инструкции для шагов 5.3 и 5.6 для размещения устройства на правой стороне животного и может местами для размещения устройства на левой стороне животного, если требуется.</li>
	<li>Подключите батарею к устройству, удалить поддержку от батареи и надежно наложить его на устройство. Устройство готово к использованию и сбор данных начинается, когда синий светоиспускающие диоды (СИД) начинают мигать.</li>
	<li>Удалить поддержку из устройства и место на бритой кожи. Расположите устройство таким образом, чтобы окно подвергая светодиоды находится над ребер – не было слишком близко для позвоночника и конечностей (рис. 1 c).</li>
	<li>Закрепите устройство в корзине с белой лентой. Обеспечения с правой стороны первого (рис. 1 d), плотно завернув вокруг всех краев устройства, а затем обернуть левой вокруг мыши и устройства (Рисунок 1E). В идеале с левой стороны ленты охватывает только устройство, и с правой стороны заканчивается под мышь живота.</li>
	<li>Прикрепите ленты, нажав рядом с окружностью мыши тела. Ленту необходимо прикрепить твердо, но не плотно. Если он слишком свободно, то устройство будет двигаться вокруг слишком много и вызвать артефакты движения. Однако оно не должно быть настолько плотный, что он ограничивает дыхание или движения или ставит слишком много давления на коже.</li>
	<li>Оставьте устройство нетронутой 3 минуты перед инъекцией FITC-sinistrin, чтобы позволить стабильный фон чтения должны быть приняты. В это время теплый хвост с pad тепла или перчатки заполнены с теплой водой, чтобы подготовиться к инъекции Вену хвост (если используется этот маршрут).</li>
</ol>6. FITC-sinistrin инъекции
<ol><li>Подготовьте шприц инсулина с расчетного количества FITC-sinistrin для инъекций (это может округляться до ближайшей 10 мкл).</li>
	<li>Администрировать FITC-sinistrin, хвост вен или ретро орбиталь инъекции. FITC-sinistrin должны управляться в один гладкий, но быстрое болюс избежать несколько пиков на кривой распродажа. Это лучше управлять только частичное дозы чем иметь несколько попыток управляющей FITC-sinistrin.</li>
</ol>7. измеряя Федеративная Республика Германия
<ol><li>Поместите указатель мыши в клетке на свои собственные, чтобы оправиться от изофлюрановая анестезии и в течение всего периода измерения.</li>
	<li>Наблюдать за мышь в клетке для 1,5 h, а затем удалить устройство. Удаление устройства из сознательного мыши быстрый, эффективный и обычно хорошо переносится, мышью, но новые пользователи могут предпочесть обезболивают мышь для этого шага.<ol>
<li>Как один из вариантов обезболивают мыши с изофлюрановая.</li>
		<li>Как другой вариант поместите курсор мыши на решетку поверх клетке, позволяя мыши, чтобы захватить металлическими прутьями, пока устройство удаляется.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Стянуть штукатурку белая лента от под живот в один быстрый, плавное движение и удалите устройство и черный штукатурки из кожи. Будьте осторожны, что батарея не отключите устройство от пока.</li>
	<li>Вернуть его домой клетку мыши.</li>
</ol>8. чтение и анализ данных
<ol><li>Аккуратно отсоедините аккумулятор от устройства</li>
	<li>Подключите устройство к USB-кабеля и затем подключите кабель к компьютеру</li>
	<li>Откройте программу чтения (Sensor_ctrl_app.exe)</li>
	<li>В порядке нажмите кнопку «подключиться», «чтение», «повторно имя» и «сохранить», затем закройте программу</li>
	<li>Обрабатывать и оценивать данные в анализ программного обеспечения, как описано в соответствующей инструкции</li>
</ol>

<ol>
	<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> American Journal of Physiology - Renal Physiology. 303 (5), F783-F788 (2012).</li><li>Friedemann, J., 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=Improved+kinetic+model+for+the+transcutaneous+measurement+of+glomerular+filtration+rate+in+experimental+animals.">Improved kinetic model for the transcutaneous measurement of glomerular filtration rate in experimental animals.</a> Kidney International. 90 (6), 1377-1385 (2016).</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 (8), e71519 (2013).</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 International. 79 (11), 1254-1258 (2011).</li><li>Herrera P&#233;rez, Z., Weinfurter, S., Gretz, N. <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+Rodents.">Transcutaneous Assessment of Renal Function in Conscious Rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (109), 53767 (2016).</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 (1), 85-90 (2013).</li><li>Scarfe, L., 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=Measures+of+kidney+function+by+minimally+invasive+techniques+correlate+with+histological+glomerular+damage+in+SCID+mice+with+adriamycin-induced+nephropathy.">Measures of kidney function by minimally invasive techniques correlate with histological glomerular damage in SCID mice with adriamycin-induced nephropathy.</a> Scientific Reports. 5, 13601 (2015).</li><li>Lazzeri, E., 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=Endocycle-related+tubular+cell+hypertrophy+and+progenitor+proliferation+recover+renal+function+after+acute+kidney+injury.">Endocycle-related tubular cell hypertrophy and progenitor proliferation recover renal function after acute kidney injury.</a> Nature Communications. 9 (1), 1344 (2018).</li><li>Street, J. 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=The+role+of+adenosine+1a+receptor+signaling+on+GFR+early+after+the+induction+of+sepsis.">The role of adenosine 1a receptor signaling on GFR early after the induction of sepsis.</a> American Journal of Physiology - Renal Physiology. 314 (5), F788-F797 (2018).</li><li>Skrypnyk, N. I., Harris, R. C., de Caestecker, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemia-reperfusion+model+of+acute+kidney+injury+and+post+injury+fibrosis+in+mice.">Ischemia-reperfusion model of acute kidney injury and post injury fibrosis in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (78), (2013).</li><li>Wang, 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=Endotoxemic+acute+renal+failure+is+attenuated+in+caspase-1-deficient+mice.">Endotoxemic acute renal failure is attenuated in caspase-1-deficient mice.</a> American Journal of Physiology - Renal Physiology. 288 (5), F997-F1004 (2005).</li><li>Eisner, C., 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=Major+contribution+of+tubular+secretion+to+creatinine+clearance+in+mice.">Major contribution of tubular secretion to creatinine clearance in mice.</a> Kidney International. 77 (6), 519-526 (2010).</li><li>Bankir, L., Yang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+insights+into+urea+and+glucose+handling+by+the+kidney,+and+the+urine+concentrating+mechanism.">New insights into urea and glucose handling by the kidney, and the urine concentrating mechanism.</a> Kidney International. 81 (12), 1179-1198 (2012).</li><li>Qi, Z., 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=Serial+determination+of+glomerular+filtration+rate+in+conscious+mice+using+FITC-inulin+clearance.">Serial determination of glomerular filtration rate in conscious mice using FITC-inulin clearance.</a> American Journal of Physiology - Renal Physiology. 286 (3), F590-F596 (2004).</li><li>Peters, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+kinetic+basis+of+glomerular+filtration+rate+measurement+and+new+concepts+of+indexation+to+body+size.">The kinetic basis of glomerular filtration rate measurement and new concepts of indexation to body size.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 31 (1), 137-149 (2004).</li><li>Chapman, M. E., Hu, L., Plato, C. F., Kohan, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioimpedance+spectroscopy+for+the+estimation+of+body+fluid+volumes+in+mice.">Bioimpedance spectroscopy for the estimation of body fluid volumes in mice.</a> American Journal of Physiology - Renal Physiology. 299 (1), F280-F283 (2010).</li></ol>

D S-K, JF и YS являются сотрудниками на MediBeacon GmbH производитель и дистрибьютор трансдермальных ГБР монитора. D S-K и JF изобретателей на патентов и патентных заявок на представленные технологии.

Эта рукопись и сопровождающие видео обучение обеспечивают практические руководящие принципы для использования трансдермального ГБР мониторов у мышей. Наиболее важные шаги в процедуре являются правильное вложение устройства на спине животного и надежно упаковочная лента вокруг живота. Лучшие позиции либо слегка влево или вправо от средней линии, над грудной клетки. Патч и устройства должны быть прочно прикреплены к коже, но они не должны быть настолько плотно, что они ограничивают дыхание, движение, или влияют на циркуляцию крови в коже под устройство, поскольку это приведет к неисправности/неточным измерениям. Кроме того поскольку мониторинг происходит сознательное мышей после того, как они оправились от наркоза, исправьте размещения устройства со стороны тела с низкие помехи от движения результаты измерения трансдермальных с маленькой артефакты движения. По этой причине, важно, чтобы прибор не находился слишком близко к верхних конечностей, так что мышей можно свободно перемещать их плечи.
Важно депилировать мышей одного-двух дней до ГБР измерения, как депиляция влияет на измерение зазора FITC-sinistrin, с предварительные данные, свидетельствующие о что депиляция непосредственно перед измерением трансдермальных ГБР увеличивает очевидной half-life FITC-sinistrin. Механизм для этого неизвестна. Таким образом для получения надежных результатов измерений, над несколькими моментами времени и между эксперименты, желательно депилировать мышей заранее, чтобы позволить коже оправиться от этого процесса, прежде чем продолжить с ГБР измерения. Крем для депиляции не должны применяться к той же области кожи в течение 72 ч, предварительного приложения, чтобы избежать химического повреждения кожи. Во многих случаях мех ре роста занимает несколько дней или неделю, и так можно легко избежать повторного применения депиляции кремом в течение 72 ч.
Потому что до 50% сыворотки креатинина экскретируется трубчатой секции в мышей13, и потому, что есть повышение реабсорбции мочевины из почечных канальцев, когда мышей обезвоженной14, креатинина сыворотки и булочка бедных маркеры функции почек. Однако из-за их удобства, эти анализы по-прежнему использоваться в качестве основной мерой почечной функции в доклинических исследованиях Аки и CKD мышей. Однако в соответствии с крупным вкладом трубчатых секреции экскреция креатинина у мышей с нормальной или рядом с нормальной функцией почек13, креатинина сыворотки показали мало корреляция с FITC-sinistrin Распродажа ставкам высокий просвет (низкая Период полураспада FITC-sinistrin), указав, что креатинина является нечувствительным мерой функции почек у мышей с мягким почек травмы. Напротив в то время как булочка хорошо коррелирует с FITC-sinistrin Распродажа в мышах с мягкой почечной недостаточностью, существует бедных корреляция между Бун и FITC-sinistrin Распродажа в мышах с более тяжелой травмы почек (высокая half-life FITC-sinistrin). Вероятно, это вызвано эффектов мочевины реабсорбции, связанные с обезвоживанием в больных животных с тяжелой почечной травмы.
Основным преимуществом трансдермальных ГБР измерения, по сравнению с другими болюс Распродажа или постоянной инфузии методы для измерения ГБР, является, что она не требует тщательно просчитано крови или мочи коллекций. Это может быть особенно сложным в мышей, как они имеют томов низкий общий анализ крови и мочи вывода по сравнению с крысами. Кроме того мышей необходимо обрабатывать только для крепления устройства и инъекции, но не для нескольких венепункции, как это требуется для классических болюс Распродажа эксперименты15. Кроме того Продолжительность анестезии составляет короткий, и таким образом это можно выполнять повторные измерения в отдельных мышей с течением времени. Частота, на которой измерения могут быть выполнены главным образом зависит от состояния здоровья мышей, исследователь способностей для внутривенных инъекций и местные институциональные правила о неоднократных анестезии сессий. В здоровых, ранен мышей Трансдермальные ГБР измерения может выполняться ежедневно, с минимальными или не неблагоприятные последствия для мыши. Однако раненых мышей, страдает от Аки или CKD вряд ли терпеть неоднократные анестезии сессий, а также здоровых мышей, и таким образом должна уменьшиться частота измерений.
Основным ограничением трансдермальных ГБР измерения, по сравнению с болюсным Распродажа методы измерения ГБР мышей является, что Кинетика выведения измеряются только изменения в интенсивности относительной флуоресценции со временем, а не как абсолютное трассирующими концентрации. Из-за этого это возможно только для измерения константа скорости единого экспоненциального распада экскрецию кинетические, который является очень близко смету ГБР, нормализации объема внеклеточной жидкости16. Выразить ГБР в мл/мин, внеклеточного объема животного должен рассчитываться с использованием коэффициентов, который был создан в предыдущих исследованиях, в которых одновременного измерения концентрации в плазме FITC-sinistrin были выполнены1. Однако, этот фактор преобразования может не правильно оценить внеклеточной жидкости тома одинаково хорошо у всех мышей, поскольку объем жидкости может быть затронут целый ряд внешних факторов, включая возраст, секс, гидрации, (которые могут быть затронуты хирургические вмешательства, а также травмы почек) и вес17. Однако в отличие от Болус, дозирование метод оценки ГБР в мышей, транскутанное ГБР измерение подлежит изменчивость меньше зависит от оператора как не подвержен дозирования ошибки или ошибки в сроках крови коллекции.
Еще одним ограничением чрескожной методика измерения ГБР является, что базовый сигнал смены может произойти в ходе измерения благодаря отбеливанию кожи флуорофоров и анестезии, необходимые для устройства привязанность и трассирующими инъекций. Это ограничение было направлено Фридеман и коллеги путем реализации алгоритма коррекции3. Реализация этого алгоритма, привело к повышению точности метода трансдермальных сопоставимы с постоянной инфузии техника ГБР оценки.
Часто задаваемые вопрос, влияет ли пигментации кожи в различных мыши штаммов трансдермальных FITC-sinistrin распродажа. Пигментация кожи уменьшает интенсивность сигнала FITC-sinistrin, так как темные пигменты поглощает синий возбуждения и зеленый выбросов сигналы из FITC-sinistrin измерений. Однако, скорость экскреции FITC-sinistrin независимо от общей интенсивности сигнала. Кроме того в то время как измеряемый сигнал ниже, фонового сигнала также ниже в пигментированные мышей. Потому что фонового сигнала представляет собой смесь аутофлюоресценция кожи флуорофоров и отражение света возбуждения, мы нашли, что отношение фон максимальный сигнал сопоставимых, или даже более, в пигментированных животных. Кроме того движение артефакты, которые вызваны воздействием окружающей кожи для отраженного света, сокращаются пигментированные мышей, поскольку отраженный свет поглощается пигментированной кожи.
В заключение техника, которую мы представили позволяет точное измерение ГБР в сознании, свободно перемещающихся мышей всех типов кожи. Как метод независимо от забора крови, он может использоваться неоднократно на то же самое животное для продольной наблюдений в CKD моделей, а также для измерения быстрых изменений ГБР, которые происходят после индукции Аки.

Использование чрескожной ГБР мониторов в мышах впервые сообщили Шрайбер и коллегами в 2012 году и была проверена путем сравнения ГБР измерения, полученные с помощью этого метода, с результатами получены путем прямого измерения FITC-sinistrin болюс распродажа от серийный крови образцов1. На сегодняшний день, было 35 рецензируемых изданий, в которых были использованы чрескожной ГБР мониторов у крыс и мышей (регулярно обновляемый список журнальных статей и тезисов конференции, в которых был использован доклинические ГБР монитор можно найти на MediBeacon сайт2). Трансдермальные ГБР измерения у крыс и мышей был описан в ряде публикаций1,3,4,5, и видео-учебник демонстрирует его использование в крыс были опубликованы6. Однако измерения в мышах представляет дополнительные технические проблемы. Здесь мы предлагаем первый подробный путеводитель для использования трансдермального ГБР мониторов мышей.
Существует целый ряд причин, почему следователи начинают в пользу использования трансдермального ГБР мониторов для оценки функции почек в грызунов моделей. Трансдермальные измерения зазора FITC-sinistrin было показано, предоставить более чувствительным и точным мера почечной функции, по сравнению с традиционными параметрами почечной функции, например сывороточного креатинина и крови мочевины азота (БУЛОЧКИ)7, 8. Путем реализации алгоритма совершенствование оценки, Фридеман и коллеги показали, что система достигает точности, сопоставимые с золотой стандарт, постоянной инфузии техника для измерения ГБР3. Недавние исследования также показали, что последовательный анализ с помощью чрескожной ГБР мониторов может использоваться для изучения ранние изменения функции почек, а также функциональное восстановление после индукции острой почечной травмы (АКИ) без мешать с кровью животных объем или гемодинамики, так как assay не требует последовательного крови выборки9,10. Возможность измерения ГБР с высокой точностью и чувствительностью неоднократно в то же самое животное делает этот метод привлекательным для целого ряда различных исследовательских дисциплин. Трансдермальные ГБР мониторов используются фармацевтическими компаниями для оценки токсичности Роман соединений, а также в университетах для базовых и трансляционная исследований.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Transdermal GFR monitor (comes with 1 device, 2 batteries and 1 charger)</td>
			<td>MediBeacon GmbH</td>
			<td>TDM-MH001</td>
			<td>Reading software: MPD Lab; Analysis software: MPD Studio</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Additional Batteries</td>
			<td>MediBeacon GmBH</td>
			<td>PWR-BT0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Attachment patches</td>
			<td>MediBeacon GmbH</td>
			<td>small: PTC-SM001; large: PTC-LG001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FITC-sinistrin</td>
			<td>MediBeacon GmbH</td>
			<td>FTC-FS001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypoallergenic silk tape</td>
			<td>e.g. Durapore (1538-2), or Kendall (7138C), or Leukosilk (01032-00)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anaesthesia chamber, isoflurane, oxygen</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat pad</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric shaver</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Depilatory (hair removal) cream</td>
			<td>e.g. Veet or Nair</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton buds</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Timer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scales</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% ethanol wipes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

transdermal measurement of glomerular filtration rate in mice

Трансдермальные анализ скорости клубочковой фильтрации (ГБР) является установленным технику, которая используется для оценки функции почек крыс и мышей модели травмы почек в острой и хронической болезнью почек. Система измерения состоит из миниатюрных флуоресценции детектор, который подключен непосредственно к коже на задней части сознательно, свободно движущихся животных и измеряет экскрецию кинетика экзогенных ГБР трассирующими, флуоресцеин Изотиоцианаты (FITC) Конъюгированные sinistrin (инулин аналоговый). Эта система была подробно в крыс. Однако из-за их меньшего размера, измерение чрескожной ГБР мышей представляет дополнительные технические проблемы. В этой статье мы поэтому предоставить первый подробный путеводитель для использования трансдермального ГБР мониторов мышей, на основе комбинированной опыт трех разных исследователей, выполняя этот assay мышей течение целого ряда лет.

В этом разделе мы представляем представитель результаты использования трансдермального ГБР монитора. Трансдермальные монитор был использован в различных штаммов мыши и модели Аки и CKD2.
Рисунок 2 показывает представитель FITC-sinistrin Распродажа кривых в самцов мышей BALB/c до и после ишемии реперфузионных повреждений (IRI) с одновременным контралатеральной почки. FITC-sinistrin быстро очищается от циркуляции в здоровых мышей (рисунок 2A), но Специальные акции резко задерживается в мышах с Аки (Рисунок 2Б, C). В мышах с очень тяжелыми Аки не может быть каких-либо изменений в флуоресцировании FITC-sinistrin во время измерения 90-минутного периода, указав полное отсутствие клубочковой фильтрации (рис. 2 c).
Трансдермальные ГБР измерения минимально инвазивных и может использоваться для отслеживания изменений в функции почек в же мышей над несколькими моментами времени. На рисунке 3 изображена изменения в ГБР, определяются измерения Распродажа последовательных трансдермальных FITC-sinistrin на базовом и 1, 2 и 4 дней после вызывая IRI (одностороннее ишемии с одновременным контралатеральной почки). Данные, отображаемые включает FITC-sinistrin Распродажа half-life (Рисунок 3А), и Федеративная Республика Германия (рис. 3B) рассчитывается из измеренных half-life Распродажа FITC-sinistrin, как описано на Шрайбер et al1.
На рисунке 4хронические заболевания почек (CKD) вызывали самцов мышей BALB/c, выполняя длительное одностороннее ИРИ, следуют задержки контралатеральной почки, как описано11. Федеративная Республика Германия оценивали трансдермальных FITC-sinistrin Распродажа на день 26 после первоначального ИРИ. Увеличение half-life FITC-sinistrin (рис. 4A) и, следовательно, уменьшение в ГБР (рис. 4B), указывает на нарушение почечной функции в этих мышей. Эти данные показывают, что чрезкожная ГБР измерения может использоваться для измерения изменений в функции почек у мышей с CKD.
Рисунок 5A показывает, что half-life FITC-sinistrin тесно коррелирует с полу количественной оценки гистологических трубчатых травмы за полный спектр ГБР измерения в ранен мышей и мышей с различных важностей ИРИ индуцированной Аки. В отличие от сывороточного креатинина и крови азота мочевины (БУЛОЧКИ) показали положительный, но слабые корреляции с FITC-sinistrin зазор (Рисунок 5B, C), указав, что чрезкожная ГБР измерения дают более надежной мерой почечной травмы (трубчатые травмы баллов) после ИРИ индуцированной Аки чем либо креатинина сыворотки или ПУЧОК.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58520/58520fig1.jpg"> Рисунок 1: подключение монитора ГБР трансдермальных. Фотографии удаления волос (A), размещение ленты под указателем мыши (B), размещение устройства на мыши кожи (C) и обеспечение безопасности устройства, завернув ленту вокруг мыши и устройства (D-E) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58520/58520fig1large.jpg" target="_blank">пожалуйста нажмите здесь, чтобы Увеличенная версия этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58520/58520fig2.jpg"> Рисунок 2: пример FITC-sinistrin Распродажа кривых в самцов мышей BALB/c до и после ишемии реперфузионных повреждений (IRI) с одновременным контралатеральной почки. Распродажа кривых на базовых (A) и один день после того, как ИРИ хирургии (B) в том же мышь, указывающее нарушениями почечной функции в этой мыши. (C) Распродажа кривой от более серьезно раненых мыши один день после операции IRI. Там был не Распродажа FITC-sinistrin в течение периода измерения, указывающее почечной недостаточности. Точек черный данных представляют собой необработанные данные, синие линии представляют 3-купе подходят, а зеленые линии 95% доверительных интервалов. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58520/58520fig2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58520/58520fig3.jpg"> Рисунок 3: мужской BALB/c мышей, возраст 8-10 недель прошли односторонних ишемии с одновременным контралатеральной почки (n = 5). Федеративная Республика Германия была начисленных на базовом и дни 1, 2 и 4 после операции и по сравнению с Шам-управления мышей (n = 5). FITC-sinistrin период полураспада в (A) был использован, наряду с веса тела мышей, для вычисления ГБР (B). Точки данных представляют отдельных животных, а погрешностей среднее и стандартная ошибка. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58520/58520fig3large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58520/58520fig4.jpg"> Рисунок 4: мужской BALB/c мышей возраст 8-10 недель прошли односторонних ишемии с задержкой контралатеральной почки на 8 день (n = 5). Федеративная Республика Германия был оценен на день 26 и был по сравнению с соответствием возраста здорового управления мышей (n = 5). FITC-sinistrin период полураспада в (A) был использован, наряду с веса тела мышей, для вычисления ГБР (B). Точки данных представляют отдельных животных, а погрешностей среднее и стандартное отклонение. Трубчатые травмы забил 0-50, основанные на степени некроза и приведение формирования ослепленный наблюдатель (л.р.) на участках периодической кислоты Шифф окрашенных почек. Этот метод был адаптирован от12Ванг и его коллеги. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58520/58520fig4large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58520/58520fig5.jpg"> Рисунок 5: соотношение трех показателей функции почек (гистологическая Оценка трубчатых травмы (n = 39), креатинина сыворотки (n = 30) и крови азота мочевины (БУЛОЧКИ) (n = 30)) с FITC-sinistrin зазор (half-life). Самцов мышей BALB/c прошли различные периоды одностороннее почечная ножке зажима (25 – 45 мин.) или фиктивный хирургии, с одновременным контралатеральной почки побудить различные степени тяжести Аки, и параметры функции почек и гистопатологии были оценены в день 4 После ИРИ. Трубчатые травмы Оценка показала сильная положительная корреляция с FITC-sinistrin зазор (A; R2 = 0,88), тогда как креатинина сыворотки (B) и БУЛОЧКИ (C) оба показали положительный, но слабые корреляции с зазором FITC-sinistrin (R2 = 0,64 и 0,52, соответственно). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58520/58520fig5large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Transdermal Measurement of Glomerular Filtration Rate in Mice at JoVE.com

Transdermal Measurement of Glomerular Filtration Rate in Mice

Трансдермальные измерение скорости клубочковой фильтрации в мышей

Здесь мы описываем протокол для измерения скорости клубочковой фильтрации (ГБР) в сознании, свободно перемещающихся мышей с использованием трансдермальных ГБР монитора.

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

Сегодня мы будем демонстрировать технику трансдермального измерения гломерулярной фильтрации или tGFR у мышей. Есть ряд особенностей этого метода, который я думаю, стоит упомянуть. Прежде всего, в настоящее время tGFR является наиболее точным способом оценки функции почек у мышей.Во-вторых, tGFR выполняется в сознательных, свободно движущихся мышей, чтобы избежать осложнений анестезии. В-третьих, как только вы освоили технику, разумно иметь возможность выполнять от 30 до 40 измерений tGFR в течение одного дня. Наконец, измерения tGFR могут быть выполнены повторно в пробирке мышей.Это означает, что мы можем проводить серийные измерения функции почек в острых и хронических заболеваниях. Основным преимуществом этого метода является то, что он позволяет исследователям измерять скорость гломерулярной фильтрации или GFR в сознательных, свободно движущихся мышей с высокой точностью и чувствительностью. За один-два дня до измерения tGFR, после подтверждения отсутствия реакции на щепотку ноша, поместите анестезированую мышь в положение, подверженное жаре.Используя электрическую бритву, обрезать против направления роста, чтобы удалить большую часть меха с одной стороны спины мыши от верхней части задних ног до шеи и через ребра. Используйте ватный тампон, чтобы применить тонкий слой крема для депиляции к открытой коже против направления роста, чтобы гарантировать, что крем наносится как можно ближе к коже, как это возможно, и удалить крем через одну-три минуты с чистыми ватными тампонами и теплой водой. В день процедуры, обрезать шесть на три сантиметра клей патч размером с устройство GFR, прежде чем отслаиваться задней части патча и прилипания устройства к клейкой стороне патча с светоизлучающих диодов расположен непосредственно над ясным окном.Затем приклеить небольшой кусочек патча к батарее. Чтобы прикрепить монитор, с анестезией мыши в положении склонны, очистить предварительно бритая кожа с 70% этанола и настроить ширину примерно 12 сантиметров кусок ленты, разрывая его вдоль. Поместите ленту под мышь с двумя сантиметрами на одной стороне животного, складывая через один край правой стороны ленты для легкого размещения и удаления после измерения.Затем подключите батарею к устройству, удалив поддержку от батареи и надежно поместив батарею на устройство. Устройство готово к использованию, и сбор данных начинается, когда синие светодиоды начинают мигать. Удалите поддержку из патча на устройстве и поместите устройство на бритую кожу так, что окно, обнажающее светодиоды, находится над ребрами, обеспечивающими правую сторону устройства лентой.Важно обеспечить надежное крепление устройства, не ограничивая подвижность мыши и не при давление слишком сильного давления на кожу. Затем твердо оберните левую сторону ленты вокруг мыши и устройства. Разрешить устройству записывать устойчивое фоновое чтение в течение трех минут.А пока разогрейте хвост головной подушечки и загрузите инсулиновый шприц с соответствующим экспериментальным объемом FITC-синистрана для инъекции округлых до ближайших 10 микролитров. Администрирование FITC-синистрана внутривенно в одном гладком, но быстром болюсе. Важно, чтобы пользователю было комфортно с IV инъекциями, так как необходимо успешно администрировать FITC-синистран в одном болюсе, а не в течение нескольких попыток, которые приведут к нескольким пикам в кривой зазора.Чтобы измерить tGFR, поместите мышь в свою собственную клетку с мониторингом до полного упокоителя и позвольте зазору FITC-sinistrin быть зарегистрированным в течение 1,5 часов. В конце периода измерения поместите мышь на проволочную стойку поверх клетки и позволив мыши схватить металлические прутья, вытащите ленту из-под живота одним быстрым плавным движением. Затем удалите любую ленту с устройства и патч с кожи, заботясь о том, чтобы батарея не отключаться от устройства и вернуть мышь в клетку.Для оценки данных тщательно отключите батарею и используйте USB-кабель для подключения устройства к компьютеру. Откройте программное обеспечение для чтения и нажмите Connect, Read, Rename and Save. Затем закройте программу и обработать и оцените данные в программном обеспечении анализа в соответствии с инструкциями производителя.В то время как FITC-синистран быстро очищается от кровообращения у здоровых мышей, этот клиренс резко задерживается у мышей с острой травмой почек. У мышей с очень тяжелой острой травмой почек, может быть очень мало или в отсутствие очистки FITC-синистрана флуоресценции в течение всего 90-минутного периода измерения, что свидетельствует о полном отсутствии гломерулярной фильтрации. Трансдермальные измерения GFR является минимально инвазивным и поэтому могут быть использованы для мониторинга изменений функции почек у отдельных животных в течение нескольких точек времени.Действительно, в этом репрезентативном эксперименте последовательные измерения продемонстрировали изменения функции почек при нуле, один, два и четыре дня после травмы ишемии. В этой модели хронических заболеваний почек мыши обратная связь полуинсистории FITC-sinistrin с GFR может быть напрямую коррелирована с нарушенной функцией почек, наблюдаемой у этих животных. Действительно, FITC-sinistrin полурасход тесно коррелирует с полуколичной гистологической оценки трубчатой травмы в течение всего спектра измерений GFR у невредимых мышей и у мышей с различными разрывами ишемии реперфузии травмы индуцированной острой травмы почек.В отличие от этого, креатинин сыворотки и азот мочевины в крови демонстрируют положительную, но более слабую корреляцию с зазором FITC-sinistrin, указывающим на транскотановые измерения GFR, обеспечивают более надежную меру почечного повреждения, чем креатинин сыворотки или азот мочевины в крови. Трансдермальные измерения GFR является более чувствительным показателем функции почек, чем традиционные биомаркеры, такие как креатинин и BUN. Это обеспечивает более точную оценку эффективности новых методов лечения заболеваний почек в доклинических исследованиях.Наиболее важными шагами в этом методе являются правильное прикрепление устройства к спине мыши и успешное IV администрирование FITC-синистрана. Эти шаги необходимы для получения точной оценки GFR у мышей.

Research

JoVE Journal

Medicine

Implantation of Radiotelemetry Transmitters Yielding Data on ECG, Heart Rate, Core Body Temperature and Activity in Free-moving Laboratory Mice

Имплантация радиотелеметрии Передатчики Уступая данных на ЭКГ, частоты пульса, температуры тела и деятельности в свободных движущихся лабораторных мышей

The laboratory mouse is the animal species of choice for most biomedical research, in both the academic sphere and the pharmaceutical industry. Mice are a ...

The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

Измерение и лечение в борьбе с амблиопией

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current ...

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

Количественная клубочковой проницаемости Флуоресцентные макромолекул Используя 2-фотонной микроскопии в Мюнхене крыс Wistar

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

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

Внутриутробное Измерение пульса у мышей с помощью неинвазивной М-режиме эхокардиографии

Congenital heart disease (CHD) is the most frequent noninfectious cause of death at birth. The incidence of CHD ranges from 4 to 50/1,000 births (Disease ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

Сонной артерии Настои для Фармакокинетические и фармакодинамические анализ Таксаны в мышах

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Automated Measurement of Pulmonary Emphysema and Small Airway Remodeling in Cigarette Smoke-exposed Mice

Автоматическое измерение эмфиземы легких и малых дыхательных путей Ремоделирование в сигаретном дыме, подвергшихся воздействию мышей

COPD is projected to be the third most common cause of mortality world-wide by 2020(1).  Animal models of COPD are used to identify molecules that ...

Measurement of the Pressure-volume Curve in Mouse Lungs

Измерение давления объема Curve в мышиных легких

In recent decades the mouse has become the primary animal model of a variety of lung diseases. In models of emphysema or fibrosis, the essential ...

Long-term Blood Pressure Measurement in Freely Moving Mice Using Telemetry

Долгосрочный Измерение артериального давления у свободно передвигающихся мышей с использованием Телеметрия

During the development of new vasoactive agents, arterial blood pressure monitoring is crucial for evaluating the efficacy of the new proposed drugs. ...

Assessment of Kidney Function in Mouse Models of Glomerular Disease

Оценка функции почек в моделях мыши клубочковых болезни

The use of murine models to mimic human kidney disease is becoming increasingly common. Our research is focused on the assessment of glomerular function ...

Highly Sensitive Measurement of Glomerular Permeability in Mice with Fluorescein Isothiocyanate-polysucrose 70

Высокочувствительная измерение гломерулярной проницаемости у мышей с флуоресцеином изотиоцианат-полисукроз 70

The loss of albumin in urine (albuminuria) predicts cardiovascular outcome. Under physiological conditions, small amounts of albumin are filtered by the ...