Name: estimation of urinary nanocrystals in humans using calcium fluorophore labeling and nanoparticle tracking analysis
Uploaded: 2021-02-09T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Estimation of Urinary Nanocrystals in Humans using Calcium Fluorophore Labeling and Nanoparticle Tracking Analysis at JoVE.com

Yazarlar tüm çalışma katılımcılarına ve UAB CCTS Bionutrition Core ve UAB Yüksek Çözünürlüklü Görüntüleme Servis Merkezi'ne katkılarından dolayı teşekkür eder. Bu çalışma NIH tarafından DK106284 ve DK123542 (TM) ve UL1TR003096 (Ulusal Çeviri Bilimleri İlerleyen Merkez) hibeleri ile desteklendi.

Bu çalışmada özetlenen tüm deneyler Birmingham'daki Alabama Üniversitesi (UAB) Kurumsal İnceleme Kurulu tarafından onaylanmıştır. Sağlıklı yetişkinler (33,6 ± 3,3 yaşında; n=10) normal kan kapsamlı metabolik paneli, tütün dışı kullanıcıları, hamile olmayanları, 20-30 kg/m2arasında bir VKİ'leri varsa ve kronik tıbbi rahatsızlıkları veya akut hastalıkları yoksa çalışmaya alındı. Sağlıklı katılımcılar, çalışmaya başlamadan önce yazılı bir bilgilendirilmiş ona...

<ol>
	<li>Fogazzi, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystalluria:+a+neglected+aspect+of+urinary+sediment+analysis.">Crystalluria: a neglected aspect of urinary sediment analysis.</a> Nephrology, Dialysis, Transplantation. 11 (2), 379-387 (1996).</li><li>Kuo, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Urine+calcium+and+volume+predict+coverage+of+renal+papilla+by+Randall's+plaque.">Urine calcium and volume predict coverage of renal papilla by Randall's plaque.</a> Kidney International. 64 (6), 2150-2154 (2003).</li><li>Robertson, W. G., Peacock, M., Nordin, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+crystalluria+in+recurrent+renal-stone+formers.">Calcium crystalluria in recurrent renal-stone formers.</a> Lancet. 2 (7610), 21-24 (1969).</li><li>Robertson, W. G., Peacock, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+oxalate+crystalluria+and+inhibitors+of+crystallization+in+recurrent+renal+stone-formers.">Calcium oxalate crystalluria and inhibitors of crystallization in recurrent renal stone-formers.</a> Clinical Science. 43 (4), 499-506 (1972).</li><li>Hallson, P. C., Rose, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+urinary+test+for+stone+"activity".">A new urinary test for stone "activity".</a> British Journal of Urology. 50 (7), 442-448 (1978).</li><li>Daudon, M., Hennequin, C., Boujelben, G., Lacour, B., Jungers, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serial+crystalluria+determination+and+the+risk+of+recurrence+in+calcium+stone+formers.">Serial crystalluria determination and the risk of recurrence in calcium stone formers.</a> Kidney International. 67 (5), 1934-1943 (2005).</li><li>Baumann, J. M., Affolter, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+crystalluria+to+kidney+stones,+some+physicochemical+aspects+of+calcium+nephrolithiasis.">From crystalluria to kidney stones, some physicochemical aspects of calcium nephrolithiasis.</a> World Journal of Nephrology. 3 (4), 256-267 (2014).</li><li>Patel, 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=Oxalate+induces+mitochondrial+dysfunction+and+disrupts+redox+homeostasis+in+a+human+monocyte+derived+cell+line.">Oxalate induces mitochondrial dysfunction and disrupts redox homeostasis in a human monocyte derived cell line.</a> Redox Biology. 15, 207-215 (2018).</li><li>Khan, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+renal+epithelial+cells+in+the+initiation+of+calcium+oxalate+stones.">Role of renal epithelial cells in the initiation of calcium oxalate stones.</a> Nephron Experimental Nephrology. 98 (2), 55-60 (2004).</li><li>Mulay, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+oxalate+crystals+induce+renal+inflammation+by+NLRP3-mediated+IL-1beta+secretion.">Calcium oxalate crystals induce renal inflammation by NLRP3-mediated IL-1beta secretion.</a> Journal of Clinical Investigation. 123 (1), 236-246 (2013).</li><li>Umekawa, T., Chegini, N., Khan, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxalate+ions+and+calcium+oxalate+crystals+stimulate+MCP-1+expression+by+renal+epithelial+cells.">Oxalate ions and calcium oxalate crystals stimulate MCP-1 expression by renal epithelial cells.</a> Kidney International. 61 (1), 105-112 (2002).</li><li>Huang, M. Y., Chaturvedi, L. S., Koul, S., Koul, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxalate+stimulates+IL-6+production+in+HK-2+cells,+a+line+of+human+renal+proximal+tubular+epithelial+cells.">Oxalate stimulates IL-6 production in HK-2 cells, a line of human renal proximal tubular epithelial cells.</a> Kidney International. 68 (2), 497-503 (2005).</li><li>Lu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Renal+tubular+epithelial+cell+injury,+apoptosis+and+inflammation+are+involved+in+melamine-related+kidney+stone+formation.">Renal tubular epithelial cell injury, apoptosis and inflammation are involved in melamine-related kidney stone formation.</a> Urological Research. 40 (6), 717-723 (2012).</li><li>Williams, J., Holmes, R. P., Assimos, D. G., Mitchell, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monocyte+Mitochondrial+Function+in+Calcium+Oxalate+Stone+Formers.">Monocyte Mitochondrial Function in Calcium Oxalate Stone Formers.</a> Urology. 93, 221-226 (2016).</li><li>Balcke, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+hyperoxaluria+after+ingestion+of+chocolate+as+a+high+risk+factor+for+calcium+oxalate+calculi.">Transient hyperoxaluria after ingestion of chocolate as a high risk factor for calcium oxalate calculi.</a> Nephron. 51 (1), 32-34 (1989).</li><li>Khan, S. R., Kok, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulators+of+urinary+stone+formation.">Modulators of urinary stone formation.</a> Frontiers in Bioscience. 9, 1450-1482 (2004).</li><li>Rodgers, A., Allie-Hamdulay, S., Jackson, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+action+of+citrate+in+urolithiasis+explained+by+chemical+speciation:+increase+in+pH+is+the+determinant+factor.">Therapeutic action of citrate in urolithiasis explained by chemical speciation: increase in pH is the determinant factor.</a> Nephrology, Dialysis, Transplantation. 21 (2), 361-369 (2006).</li><li>Verplaetse, H., Verbeeck, R. M., Minnaert, H., Oosterlinck, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solubility+of+inorganic+kidney+stone+components+in+the+presence+of+acid-base+sensitive+complexing+agents.">Solubility of inorganic kidney stone components in the presence of acid-base sensitive complexing agents.</a> European Urology. 11 (1), 44-51 (1985).</li><li>Frochot, V., Daudon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+value+of+crystalluria+and+quantitative+morphoconstitutional+analysis+of+urinary+calculi.">Clinical value of crystalluria and quantitative morphoconstitutional analysis of urinary calculi.</a> International Journal of Surgery. 36, 624-632 (2016).</li><li>Grover, P. K., Thurgood, L. A., Wang, T., Ryall, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+intracrystalline+and+surface-bound+proteins+on+the+attachment+of+calcium+oxalate+monohydrate+crystals+to+renal+cells+in+undiluted+human+urine.">The effects of intracrystalline and surface-bound proteins on the attachment of calcium oxalate monohydrate crystals to renal cells in undiluted human urine.</a> BJU International. 105, 708-715 (2010).</li><li>Bader, C. A., Chevalier, A., Hennequin, C., Jungers, P., Daudon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methodological+aspects+of+spontaneous+crystalluria+studies+in+calcium+stone+formers.">Methodological aspects of spontaneous crystalluria studies in calcium stone formers.</a> Scanning Microscopy. 8 (2), 215-231 (1994).</li><li>Daudon, M., Cohen-Solal, F., Jungers, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Eurolithiasis. 9th European Symposium on Urolithiasis. , 261-263 (2001).</li><li>Werness, P. G., Bergert, J. H., Smith, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystalluria.">Crystalluria.</a> Journal of Crystal Growth. 53 (1), 166-181 (1981).</li><li>Fan, J., Chandhoke, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Examination+of+crystalluria+in+freshly+voided+urines+of+recurrent+calcium+stone+formers+and+normal+individuals+using+a+new+filter+technique.">Examination of crystalluria in freshly voided urines of recurrent calcium stone formers and normal individuals using a new filter technique.</a> Journal of Urology. 161 (5), 1685-1688 (1999).</li><li>Sun, X. Y., Ouyang, J. M., Yu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape-dependent+cellular+toxicity+on+renal+epithelial+cells+and+stone+risk+of+calcium+oxalate+dihydrate+crystals.">Shape-dependent cellular toxicity on renal epithelial cells and stone risk of calcium oxalate dihydrate crystals.</a> Scientific Reports. 7 (1), 7250 (2017).</li><li>He, J. Y., Deng, S. P., Ouyang, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphology,+particle+size+distribution,+aggregation,+and+crystal+phase+of+nanocrystallites+in+the+urine+of+healthy+persons+and+lithogenic+patients.">Morphology, particle size distribution, aggregation, and crystal phase of nanocrystallites in the urine of healthy persons and lithogenic patients.</a> IEEE Trans Nanobioscience. 9 (2), 156-163 (2010).</li><li>Gao, 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=Comparison+of+Physicochemical+Properties+of+Nano-+and+Microsized+Crystals+in+the+Urine+of+Calcium+Oxalate+Stone+Patients+and+Control+Subjects.">Comparison of Physicochemical Properties of Nano- and Microsized Crystals in the Urine of Calcium Oxalate Stone Patients and Control Subjects.</a> Journal of Nanomaterials. 2014, 9 (2014).</li><li>Gavin, C. T., 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=Novel+Methods+of+Determining+Urinary+Calculi+Composition:+Petrographic+Thin+Sectioning+of+Calculi+and+Nanoscale+Flow+Cytometry+Urinalysis.">Novel Methods of Determining Urinary Calculi Composition: Petrographic Thin Sectioning of Calculi and Nanoscale Flow Cytometry Urinalysis.</a> Scientific Reports. 6, 19328 (2016).</li><li>Kumar, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dietary+Oxalate+Induces+Urinary+Nanocrystals+in+Humans.">Dietary Oxalate Induces Urinary Nanocrystals in Humans.</a> Kidney International Reports. 5 (7), 1040-1051 (2020).</li><li>Carr, B., Hole, P., Malloy, A., Nelson, P., Smith, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+nanoparticle+tracking+analysis+in+nanoparticle+research--A+mini-review.">Applications of nanoparticle tracking analysis in nanoparticle research--A mini-review.</a> European Journal of Parenteral Sciences and Pharmaceutical Sciences. 14 (2), 45 (2009).</li><li>Dragovic, R. 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=Sizing+and+phenotyping+of+cellular+vesicles+using+Nanoparticle+Tracking+Analysis.">Sizing and phenotyping of cellular vesicles using Nanoparticle Tracking Analysis.</a> Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine. 7 (6), 780-788 (2011).</li><li>Dragovic, R. 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=Isolation+of+syncytiotrophoblast+microvesicles+and+exosomes+and+their+characterisation+by+multicolour+flow+cytometry+and+fluorescence+Nanoparticle+Tracking+Analysis.">Isolation of syncytiotrophoblast microvesicles and exosomes and their characterisation by multicolour flow cytometry and fluorescence Nanoparticle Tracking Analysis.</a> Methods. 87, 64-74 (2015).</li><li>Gercel-Taylor, C., Atay, S., Tullis, R. H., Kesimer, M., Taylor, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+analysis+of+circulating+cell-derived+vesicles+in+ovarian+cancer+patients.">Nanoparticle analysis of circulating cell-derived vesicles in ovarian cancer patients.</a> Analytical Biochemistry. 428 (1), 44-53 (2012).</li><li>Minta, A., Kao, J. P., Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+indicators+for+cytosolic+calcium+based+on+rhodamine+and+fluorescein+chromophores.">Fluorescent indicators for cytosolic calcium based on rhodamine and fluorescein chromophores.</a> Journal of Biological Chemistry. 264 (14), 8171-8178 (1989).</li><li>Harkins, A. B., Kurebayashi, N., Baylor, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resting+myoplasmic+free+calcium+in+frog+skeletal+muscle+fibers+estimated+with+fluo-3.">Resting myoplasmic free calcium in frog skeletal muscle fibers estimated with fluo-3.</a> Biophysical Journal. 65 (2), 865-881 (1993).</li><li>Hernandez-Santana, A., Yavorskyy, A., Loughran, S. T., McCarthy, G. M., McMahon, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+approaches+in+the+detection+of+calcium-containing+microcrystals+in+synovial+fluid.">New approaches in the detection of calcium-containing microcrystals in synovial fluid.</a> Bioanalysis. 3 (10), 1085-1091 (2011).</li><li>Tong, M., Brown, O. S., Stone, P. R., Cree, L. M., Chamley, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+speed+alters+the+apparent+size+and+concentration+of+particles+measured+using+NanoSight+nanoparticle+tracking+analysis.">Flow speed alters the apparent size and concentration of particles measured using NanoSight nanoparticle tracking analysis.</a> Placenta. 38, 29-32 (2016).</li><li>Maas, S. 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=Possibilities+and+limitations+of+current+technologies+for+quantification+of+biological+extracellular+vesicles+and+synthetic+mimics.">Possibilities and limitations of current technologies for quantification of biological extracellular vesicles and synthetic mimics.</a> Journal of Controlled Release. 200, 87-96 (2015).</li><li>Hole, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interlaboratory+comparison+of+size+measurements+on+nanoparticles+using+nanoparticle+tracking+analysis+(NTA).">Interlaboratory comparison of size measurements on nanoparticles using nanoparticle tracking analysis (NTA).</a> Journal of Nanoparticle Research. 15, 2101 (2013).</li><li>Tomlinson, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+distinct+circulating+exosomes+in+Parkinson's+disease.">Identification of distinct circulating exosomes in Parkinson's disease.</a> Annals of Clinical and Translational Neurology. 2 (4), 353-361 (2015).</li></ol>

NTA, bu çalışmada insan idrarındaki nanokristalleri kalsiyum bağlayıcı bir prob olan Fluo-4 AM kullanarak değerlendirmek için kullanılmıştır. İdrardaki nanokristalleri tespit etmek için standart bir yöntem yoktur. Bazı araştırma grupları idrarda nanokristaller tespit etmiş ve örnekleri ölçme yetenekleri sınırlı olan kapsamlı protokollerin veya yöntemlerin kullanılmasına güvenmektedir27,28. Bu çalışma, yüksek oksalat yükünden ...

İdrar minerallerle doymamış hale geldiğinde idrar kristalleri oluşur. Bu sağlıklı bireylerde ortaya çıkabilir, ancak böbrek taşı olan bireylerde daha yaygındır1. İdrar kristallerinin varlığı ve birikimi, kişinin böbrek taşı geliştirme riskini artırabilir. Özellikle, kristaller Randall'ın plağında bağlandığında, çekirdeklendiğinde, biriktiğinde ve zamanla büyüdüğünde ortaya çıkar2,3,4. Kristalüri böbrek taşı oluşumundan önce gelir ve kristalürinin değerlendirilmesi böbrek taşı eskilerinde tahmin değerine sahip olabilir3,5. Özellikle, kristalürinin taş içeren kalsiyum oksalat öyküsü olan hastalarda taş tekrarlama riskini tahmin etmek için yararlı olduğu öne sürülmemiştir6,7.
Kristallerin renal epitel ve dolaşımdaki immün hücre fonksiyonu8, 9,10,11,12,13'üolumsuz etkilediği bildirilmiştir. Kalsiyum oksalat (CaOx) böbrek taşı eskilerinden dolaşımdaki monositlerin sağlıklı bireylere kıyasla hücresel biyoenergetikleri baskılatıldığı daha önce bildirilmiştir14. Ek olarak, CaOx kristalleri hücresel biyoenergetikleri azaltır ve monositlerde redoks homeostazını bozar8. Oksalat bakımından zengin öğünlerin tüketimi, böbrek tübül hasarına yol açabilecek ve böbrek taşı oluşumuna karşı koruyucu olan üriner makromoleküllerin üretimini ve işlevini değiştirebilecek kristalüre neden olabilir15,16. Çeşitli çalışmalar idrar kristallerinin idrarın pH'ına ve sıcaklığına bağlı olarak şekil ve boyut olarak değişebileceğini göstermiştir17,18,19. Ayrıca, üriner proteinlerin kristal davranışını modüle etmesi gösterilmiştir20. Daudon ve ark.19, kristalüri analizinin böbrek taşı hastalığı olan hastaların yönetiminde ve tedavilere yanıtlarını değerlendirmede yardımcı olabileceğini önerdi. Kristallerin varlığını değerlendirmek için şu anda mevcut olan birkaç geleneksel yöntem polarize mikroskopi21,22,elektron mikroskopisi23, parçacık sayaçları3, idrar filtrasyonu 24 , buharlaşma3,5 veya santrifüjleme21'dir. Bu çalışmalar kristalürür ile ilgili böbrek taşı alanına değerli bilgiler sağlamıştır. Bununla birlikte, bu yöntemlerin bir sınırlaması, 1 μm'den küçük kristallerin görselleştirilememiş ve ölçülememesi olmuştur. Bu büyüklükteki kristaller Randall'ın plaketine bağlanarak CaOx taşlarının büyümesini etkileyebilir.
Nanokristallerin daha büyük mikrokristallere kıyasla renal hücrelerde geniş çaplı yaralanmaya neden olduğu gösterilmiştir25. Nanokristallerin varlığı bir nanopartikül analizörü kullanılarak idrarda bildirilmiştir26,27. Son çalışmalar nano ölçekli akış sitometrisi kullanarak nanokristalleri incelemek için floresan etiketli bifosfat probları (alendronat-floresan/ alendronat-Cy5)kullanmıştır. Bu boyanın sınırlaması, spesifik olmaması ve sistein hariç hemen hemen her tür taşa bağlanacak olmasıdır. Bu nedenle, bireylerde nanokristallerin varlığını doğru bir şekilde değerlendirmek, kristalürür teşhisi koymak ve / veya taş riskini tahmin etmek için etkili bir araç olabilir. Bu çalışmanın amacı nanokristal izleme analizi (NTA) kullanarak nanokristal içeren kalsiyumun (<1 μm boyutunda) tespit ve ölçülmesiydi. Bunu başarmak için, NTA teknolojisi, sağlıklı yetişkinlerin idrarında nanokristal içeren kalsiyumu tespit etmek ve ölçmek için fluo-4 AM kalsiyum bağlayıcı bir florofor ile birlikte kullanılmıştır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Benchtop Centrifuge</td>
			<td>Jouan Centrifuge</td>
			<td>CR3-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Oxalate monohydrate</td>
			<td>Synthesized in the lab as previously described29.</td>
			<td> </td>
			<td>Store at RT; Stock 10 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Phosphate crystals (hydroxyapatite nanopowder)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>677418</td>
			<td>Store at RT; Stock 10 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>AC615095000</td>
			<td>Store at RT; Stock 100%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluo-4 AM*</td>
			<td>AAT Bioquest, Inc.</td>
			<td>20550</td>
			<td>Store at Freezer (-20&#176;C); Stock 5 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold Nanoparticles</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>742031</td>
			<td>Store at 2-8&#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoSight Instrument</td>
			<td>Malvern Instruments, UK</td>
			<td>NS300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>98-4730</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Virkon Disinfectant</td>
			<td>LanXESS Energizing Company, Germany</td>
			<td>LSP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">*Fluorescence dyes are light sensitive; stock and aliquots should be stored in the dark at -20&#176;C.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

estimation of urinary nanocrystals in humans using calcium fluorophore labeling and nanoparticle tracking analysis

Böbrek taşları yetişkinlerde ve çocuklarda dünya çapında daha yaygın hale gelmektedir. En yaygın böbrek taşı türü kalsiyum oksalat (CaOx) kristallerinden oluşur. Kristalüri, idrarın minerallerle (örneğin kalsiyum, oksalat, fosfat) doymamış olması ve böbrek taşı oluşumundan önce gelmesiyle ortaya çıkar. Taş eskilerde kristalürisi değerlendirmek için standart yöntemler mikroskopi, filtrasyon ve santrifüjlemedir. Bununla birlikte, bu yöntemler öncelikle nanokristalleri değil mikrokristalleri tespit eder. Nanokristallerin böbrek epitel hücrelerine mikrokristal in vitrodan daha zararlı olduğu ileri sürülmüştür. Burada Nanopartikül Takip analizinin (NTA) insan üriner nanokristallerini tespit etme yeteneğini açıklıyoruz. Sağlıklı yetişkinler, idrar nanokristallerini uyarmak için oksalat yükü içmeden önce kontrollü bir oksalat diyeti ile beslendi. İdrar, oksalat yükünden önce ve sonra 24 saat boyunca toplandı. Numuneler işlendi ve numuneleri arındırmak için etanol ile yıkandı. Üriner nanokristaller kalsiyum bağlayıcı florofor, Fluo-4 ile boyandı. Lekelemeden sonra NTA kullanılarak nanokristallerin büyüklüğü ve sayısı belirlendi. Bu çalışmadan elde edilen bulgular, NTA'nın sağlıklı yetişkinlerde nanokristalüriyi verimli bir şekilde tespit dürebildiğini göstermektedir. Bu bulgular, böbrek taşı hastalığı olan hastalarda NTA'nın nanokristalürinin değerli bir erken teşhis yöntemi olabileceğini göstermektedir.

Bu çalışmadan elde edilen bulgular, NTA'nın insan idrarında idrar nanokristalleri içeren kalsiyumun ortalama boyutunu ve konsantrasyonu olduğunu verimli bir şekilde tespit edebildiği göstermektedir. Bu, florofor, Fluo-4 ve nanopartikül izleme analizi kullanılarak elde edildi. Fluo-4 hem CaOx hem de CaP kristallerine bağlanabildi. Şekil 3A'dagösterildiği gibi, CaOx kristallerinin 50-270 nm arasında olduğu ve ortalama 1.26 x 109 parçacık/ mL konsantrasyona sahip ...

Watch this Scientific Journal Video about Estimation of Urinary Nanocrystals in Humans using Calcium Fluorophore Labeling and Nanoparticle Tracking Analysis at JoVE.com

Estimation of Urinary Nanocrystals in Humans using Calcium Fluorophore Labeling and Nanoparticle Tracking Analysis

Bu çalışmanın amacı, nanopartikül izleme analizinin (NTA) sağlıklı yetişkinlerden gelen nanokristal içeren üriner kalsiyumu tespit edip ölçemediğini belirlemekti. Mevcut çalışmadan elde edilen bulgular, NTA'nın böbrek taşı hastalığı sırasında idrar nanokristallerini tahmin etmek için potansiyel bir araç olabileceğini göstermektedir.

Kalsiyum Florofor Etiketleme ve Nanopartikül Takip Analizi Kullanılarak İnsanlarda Üriner Nanokristallerin Tahmini

Kidney stones are becoming more prevalent worldwide in adults and children. The most common type of kidney stone is comprised of calcium oxalate (CaOx) ...

Bu protokol özellikle insan idrarında kalsiyum içeren nanokristalleri tespit edebilir. Bu teknik, böbrek taşı oluşumunun erken aşamalarını ve kristal üre ile ilişkili diğer hastalıkları tahmin etmek için potansiyel olarak yararlı olabilir. Prosedürü gösteren dr. Parveen Kumar olacak, laboratuvarımda araştırmacı IV.Katılımcıların üç gün boyunca düşük oksalatlı bir diyet tüketmelerini ve gece boyunca oruç tutmalarını sağla. Daha sonra katılımcılardan oksalat yükü tüketmeden önce 24 saatlik bir idrar örneği toplayın. Katılımcıları yaklaşık sekiz milimol oksalat yüküne sahip meyve ve sebze içeren bir smoothie ile besleyin.Katılımcıların idrarlarını 24 saat oksalat sonrası tüketim için toplamalarını ve ertesi gün iade etmelerini sağla. İşlemeden önce tüm idrar örneklerini oda sıcaklığında muhafaza edin. İdrar pH'ını ve idrar örneklerinin hacmini ölçün ve kaydedin.İyice karıştırın ve etiketli steril 50 mililitre konik tüpe 50 mililitre idrar ekleyin. Numuneyi 1.200 kez G'de oda sıcaklığında 10 dakika boyunca tezgah üstü santrifüj kullanarak santrifüjleyin. Süpernatantı atın, sonra peletin beş mililitre% 100 etanol ile tekrar yıkayın ve yeniden ıslatın.Numuneyi 1.200 kez G'de oda sıcaklığında 10 dakika boyunca tezgah üstü santrifüj kullanarak santrifüjleyin. Süpernatant atın ve peletin%100 etanol mililitresinde yeniden dirildi. Numuneyi daha sonra işlemek için eksi 20 santigrat derecede saklayın veya örnekleri lekeleme işlemine hemen devam edin.Ultra saf suda 100 nanometre büyüklüğündeki altın nanopartikülleri 1:1.000 oranında seyreltin ve cihazdaki ayarları optimize etmek için kullanın. İdrar örneklerini karanlıkta 30 dakika boyunca beş milimoler Fluo-4 AM ile boyamadan önce suda 20 kez seyreltin ve örnekleri NTA kullanarak analiz edin. NTA analizi öncesinde metin elyazmasında açıklandığı gibi kalsiyum oksalat ve kalsiyum fosfat kristalleri hazırlayın.Bilgisayarı ve cihazı açın, sonra yazılımı açın ve kamerayı açın. Yakalama modunu başlatmak için pencerenin sol üst köşesindeki yakalama simgesini tıklatın. Platform temiz görünene kadar önce bir mililitre şırınç kullanarak içine hava pompalayarak platformu temizleyin.Cihaza iki ila üç kez yavaşça su ekleyin ve hava kabarcıklarını çıkarmak için bir mililitre şırınna daha kullanın. Platform temizlendikten sonra, su ekleyin ve kamerayı görüntüleyerek yüzeydeki herhangi bir kirlenme olup olmadığını kontrol edin, ardından cihazı kurmak için numune yükleme pompası enjektörüne kontrol olarak altın nanopartiküller ekleyin. Görüntü renkli pikselleri görüntülemeye başlayana kadar ekrandaki veya düğmedeki kamera düzeyini cihazın sağ tarafındaki şekilde ayarlayın, ardından kamera düzeyini azaltın.Ardından, görüntüyü optimize etmek için ekranı ayarlayın. Video görüntüsündeki fare düğmesini sol tıklatın. Sol fare düğmesini basılı tutun ve tüm görünümü elde etmek için görüntüyü yukarı ve aşağı sürükleyin.İnfüzyon hızını ayarlayın ve altın nanopartiküllerin kamera ekranında görünmesi için kamerayı odakla. Altın nanopartiküllerin algılanmasını sağlamak için ilk kurulum için infüzyon hızını yüksek olarak ayarlayın. Tespit edildikten sonra, altın nanopartikülleri görselleştirmek için hızı dakikada 50 mikrolitreye düşürün.Parçacıkları görselleştirmek için kamera seviyesini ayarlayın. Ulaşılmamış numuneler için, kamera odağına ulaşmak için ekran kazancını beşinci seviyede ayarlayın ve kamera seviyesini sekize ayarlayın. Odak ayarlandıktan sonra örneği kaydedin.Optimizasyondan sonra, borunun temiz olduğundan ve parçacıkların bulunmadığından emin olmak için diğer numuneleri değerlendirmeden önce cihazı tekrar suyla temizleyin. Lekeli numuneleri analiz etmek için, kamerayı uygun floresan filtreyi içeren filtre konumuna ayarlayın ve seyreltilmiş ve lekeli numuneleri numune yükleme pompası enjektörüne yükleyin ve analiz için hızı dakikada 20 mikrolitreye düşürün. Ekran kazancını beşe ve kamera seviyesini 13'e ayarlayın.Her ölçümden sonra verileri kaydedin. Her bir örnek için beş okumanın tümü için ortalama nanopartikül sayısını hesaplayın ve standart sapma veya ortalamanın standart hatasını kullanarak verileri analiz edin. Eşleştirilmiş analiz için T testlerini kullanın.Fluo-4, hem 50 ila 270 nanometre büyüklüğündeki kalsiyum oksalat kristallerine hem de mililitre başına ortalama 1.260 milyon partikül konsantrasyonuna sahip olan ve 30 ila 225 nanometre arasında olan ve mililitre başına ortalama 2.220 milyon parçacık konsantrasyonuna sahip kalsiyum fosfat kristallerine bağlanabildi. Oksalat yükünden önce toplanan 24 saatlik idrar örnekleri, 110 ila 300 nanometre arasında bazı idrar nanokristalleri içeriyordu. Buna karşılık, post-oksalat örneklerinde üriner nanokristallerde önemli bir artış oldu.Yöntemin tekrarlanabilirliğini doğrulamak için, örnekler üç kez ölçüldü ve teknik kopyalarda önemli bir değişiklik olmadı. Bu protokolü denerken, makineye kabarcıksız örnekler eklemekle ilgili bazı zorluklar olabilir. Bunu önlemek için makineye hava ve su ekleyin ve ardından yavaşça numune ekleyin.Ayrıca, numunelerinizi sürekli olarak izlediğinizden ve kabarcık bulunmadığından emin olun. Bu yeni yöntem, hastalığın ilerlemesini izlemek ve/veya böbrek taşı riskini tahmin etmek için kalsiyum oksalat böbrek taşı hastalığı olan bireylerde test edilecektir.

Research

JoVE Journal

Medicine

Evaluation of Nanoparticle Uptake in Tumors in Real Time Using Intravital Imaging

Intravital Görüntüleme Gerçek Zamanlı tümörler Nanopartikül Alımı Değerlendirme

Current technologies for tumor imaging, such as ultrasound, MRI, PET and CT, are unable to yield high-resolution images for the assessment of nanoparticle ...

Labeling Stem Cells with Ferumoxytol, an FDA-Approved Iron Oxide Nanoparticle

Kök Hücreler Ferumoxytol, FDA Onaylı Demir Oksit Nanopartikül Etiketleme

Stem cell based therapies offer significant potential for the field of regenerative medicine. However, much remains to be understood regarding the in vivo ...

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

Hücre Takip için vivo 19 F MRG

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

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

Farelerde Taksanlar Farmakokinetik ve Farmakodinamik Analiz Karotis Arter İnfüzyonlar

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 ...

Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans

İndüksiyon ve İnsanlarda Egzersizde İskelet Kası Hasar değerlendirilmesi

Contraction-induced muscle damage via voluntary eccentric (lengthening) contractions offers an excellent model for studying muscle adaptation and recovery ...

A Model to Simulate Clinically Relevant Hypoxia in Humans

Bir Model İnsanlarda klinik İlgili ününüz Benzet

In case of apnea, arterial partial pressure of oxygen (pO2) decreases, while partial pressure of carbon dioxide (pCO2) increases. To avoid damage to ...

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

Manyetik Rezonans Görüntüleme Kullanarak Deneysel Serebral Sıtma Bir Modelinde Ödem Gelişimi ve Mikrovasküler Patolojinin İn Vivo Takibi

Cerebral malaria is a sign of severe malarial disease and is often a harbinger of death. While aggressive management can be life-saving, the detection of ...

Comparing Bibliometric Analysis Using PubMed, Scopus, and Web of Science Databases

PubMed, Scopus ve Web of Science Veritabanlarını Kullanarak Bibliyometrik Analizlerin Karşılaştırılması

Literature databases (i.e., PubMed, Scopus, and Web of Science) differ in terms of their coverage, focus, and the tool they provide. PubMed focuses mainly ...

Estimation of Nephron Number in Whole Kidney using the Acid Maceration Method

Asit maserasyon yöntemini kullanarak tüm böbrek netron numarasının tahmini

Nephron endowment refers to the total number of nephrons an individual is born with, as nephrogenesis in humans is completed by 36 weeks of gestation and ...

High-Throughput Analysis of Optical Mapping Data Using ElectroMap

Elektromap kullanarak optik haritalama verilerinin yüksek verim Analizi

Optical mapping is an established technique for high spatio-temporal resolution study of cardiac electrophysiology in multi-cellular preparations. Here we ...