Name: delivery of exogenous artificially synthesized mirna mimic to the kidney using polyethylenimine nanoparticles in several kidney disease mouse models
Uploaded: 2022-05-10T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Delivery of Exogenous Artificially Synthesized miRNA Mimic to the Kidney Using Polyethylenimine Nanoparticles in Several Kidney Disease Mouse Models at JoVE.c

تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل JSPS KAKENHI (المنحة رقم 21K08233). نشكر Edanz (https://jp.edanz.com/ac) على تحرير مسودات هذه المخطوطة.

تمت الموافقة على جميع بروتوكولات التجارب على الحيوانات من قبل لجنة أخلاقيات الحيوان بجامعة جيتشي الطبية وتم إجراؤها وفقا لإرشادات استخدام ورعاية التجارب من دليل جامعة جيتشي الطبية لحيوانات المختبر. هنا ، أظهرنا أن miRNA يحاكي التوصيل إلى الكلى مما أدى إلى الإفراط في التعبير باستخدام الفئر...

<ol>
	<li>Mohr, A. M., Mott, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+microRNA+biology.">Overview of microRNA biology.</a> Seminars in Liver Disease. 35 (1), 3-11 (2015).</li><li>Bushati, N., Cohen, 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=microRNA+functions.">microRNA functions.</a> Annual Review of Cell and Developmental Biology. 23, 175-205 (2007).</li><li>Simpson, K., Wonnacott, A., Fraser, D. J., Bowen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=microRNAs+in+diabetic+nephropathy:+From+biomarkers+to+therapy.">microRNAs in diabetic nephropathy: From biomarkers to therapy.</a> Current Diabetes Reports. 16 (3), 35 (2016).</li><li>Yheskel, M., Patel, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+microRNAs+in+polycystic+kidney+disease.">Therapeutic microRNAs in polycystic kidney disease.</a> Current Opinion in Nephrology and Hypertension. 26 (4), 282-289 (2017).</li><li>Lv, 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=Therapeutic+potential+of+microRNAs+for+the+treatment+of+renal+fibrosis+and+CKD.">Therapeutic potential of microRNAs for the treatment of renal fibrosis and CKD.</a> Physiological Genomics. 50 (1), 20-34 (2018).</li><li>Dykxhoorn, D. M., Lieberman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+silent+revolution:+RNA+interference+as+basic+biology,+research+tool,+and+therapeutic.">The silent revolution: RNA interference as basic biology, research tool, and therapeutic.</a> Annual Review of Medicine. 56, 401-423 (2005).</li><li>Dykxhoorn, D. M., Palliser, D., Lieberman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+silent+treatment:+siRNAs+as+small+molecule+drugs.">The silent treatment: siRNAs as small molecule drugs.</a> Gene Therapy. 13 (6), 541-552 (2006).</li><li>Stewart, S. 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=Lentivirus-delivered+stable+gene+silencing+by+RNAi+in+primary+cells.">Lentivirus-delivered stable gene silencing by RNAi in primary cells.</a> RNA. 9 (4), 493-501 (2003).</li><li>Deng, 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=Klotho+gene+delivery+ameliorates+renal+hypertrophy+and+fibrosis+in+streptozotocin-induced+diabetic+rats+by+suppressing+the+Rho-associated+coiled-coil+kinase+signaling+pathway.">Klotho gene delivery ameliorates renal hypertrophy and fibrosis in streptozotocin-induced diabetic rats by suppressing the Rho-associated coiled-coil kinase signaling pathway.</a> Molecular Medicine Reports. 12 (1), 45-54 (2015).</li><li>Zhou, Y., 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=Suppressor+of+cytokine+signaling+(SOCS)+2+attenuates+renal+lesions+in+rats+with+diabetic+nephropathy.">Suppressor of cytokine signaling (SOCS) 2 attenuates renal lesions in rats with diabetic nephropathy.</a> Acta Histochemica. 116 (5), 981-988 (2014).</li><li>Tenenbaum, L., Lehtonen, E., Monahan, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+risks+related+to+the+use+of+adeno-associated+virus-based+vectors.">Evaluation of risks related to the use of adeno-associated virus-based vectors.</a> Current Gene Therapy. 3 (6), 545-565 (2003).</li><li>Lukashev, A. N., Zamyatnin, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viral+vectors+for+gene+therapy:+Current+state+and+clinical+perspectives.">Viral vectors for gene therapy: Current state and clinical perspectives.</a> Biochemistry. Biokhimiia. 81 (7), 700-708 (2016).</li><li>Morishita, Y., 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=Delivery+of+microRNA-146a+with+polyethylenimine+nanoparticles+inhibits+renal+fibrosis+in+vivo.">Delivery of microRNA-146a with polyethylenimine nanoparticles inhibits renal fibrosis in vivo.</a> International Journal of Nanomedicine. 10, 3475-3488 (2015).</li><li>Ishii, H., 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=MicroRNA+expression+profiling+in+diabetic+kidney+disease.">MicroRNA expression profiling in diabetic kidney disease.</a> Translational Research: The Journal of Laboratory and Clinical. 237, 31-52 (2021).</li><li>Aomatsu, 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=MicroRNA+expression+profiling+in+acute+kidney+injury.">MicroRNA expression profiling in acute kidney injury.</a> Translational Research: The Journal of Laboratory and Clinical. (21), 00283-00288 (2021).</li><li>Lungwitz, U., Breunig, M., Blunk, T., Gopferich, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyethylenimine-based+non-viral+gene+delivery+systems.">Polyethylenimine-based non-viral gene delivery systems.</a> European Journal of Pharmceutics and Biopharmaceutics. 60 (2), 247-266 (2005).</li><li>Swami, 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=A+unique+and+highly+efficient+nonviral+DNA/siRNA+delivery+system+based+on+PEI-bisepoxide+nanoparticles.">A unique and highly efficient nonviral DNA/siRNA delivery system based on PEI-bisepoxide nanoparticles.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 362 (4), 835-841 (2007).</li><li>Kaneko, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+microRNA+expression+in+the+kidneys+of+immunoglobulin+a+nephropathic+mice.">Detection of microRNA expression in the kidneys of immunoglobulin a nephropathic mice.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (161), e61535 (2020).</li><li>Yanai, K., 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=Quantitative+real-time+PCR+evaluation+of+microRNA+expressions+in+mouse+kidney+with+unilateral+ureteral+obstruction.">Quantitative real-time PCR evaluation of microRNA expressions in mouse kidney with unilateral ureteral obstruction.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (162), e61383 (2020).</li><li>Aomatsu, 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=A+quantitative+detection+method+for+microRNAs+in+the+kidney+of+an+ischemic+kidney+injury+mouse+model.">A quantitative detection method for microRNAs in the kidney of an ischemic kidney injury mouse model.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (163), e61378 (2020).</li><li>Kushibiki, T., Nagata-Nakajima, N., Sugai, M., Shimizu, A., Tabata, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+anti-fibrotic+activity+of+plasmid+DNA+expressing+small+interference+RNA+for+TGF-beta+type+II+receptor+for+a+mouse+model+of+obstructive+nephropathy+by+cationized+gelatin+prepared+from+different+amine+compounds.">Enhanced anti-fibrotic activity of plasmid DNA expressing small interference RNA for TGF-beta type II receptor for a mouse model of obstructive nephropathy by cationized gelatin prepared from different amine compounds.</a> Journal of Controlled Release: Official Journal of the Controlled Release Society. 110 (3), 610-617 (2006).</li><li>Xia, 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=Suppression+of+renal+tubulointerstitial+fibrosis+by+small+interfering+RNA+targeting+heat+shock+protein+47.">Suppression of renal tubulointerstitial fibrosis by small interfering RNA targeting heat shock protein 47.</a> American Journal of Nephrology. 28 (1), 34-46 (2008).</li><li>Tanaka, 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=In+vivo+gene+transfer+of+hepatocyte+growth+factor+to+skeletal+muscle+prevents+changes+in+rat+kidneys+after+5/6+nephrectomy.">In vivo gene transfer of hepatocyte growth factor to skeletal muscle prevents changes in rat kidneys after 5/6 nephrectomy.</a> American Journal of Transplantation: Official Journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 2 (9), 828-836 (2002).</li><li>Hamar, 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=Small+interfering+RNA+targeting+Fas+protects+mice+against+renal+ischemia-reperfusion+injury.">Small interfering RNA targeting Fas protects mice against renal ischemia-reperfusion injury.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (41), 14883-14888 (2004).</li><li>Ma, 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=Xenon+preconditioning+protects+against+renal+ischemic-reperfusion+injury+via+HIF-1alpha+activation.">Xenon preconditioning protects against renal ischemic-reperfusion injury via HIF-1alpha activation.</a> Journal of the American Society of Nephrology: JASN. 20 (4), 713-720 (2009).</li><li>Wei, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short+hairpin+RNA+knockdown+of+connective+tissue+growth+factor+by+ultrasound-targeted+microbubble+destruction+improves+renal+fibrosis.">Short hairpin RNA knockdown of connective tissue growth factor by ultrasound-targeted microbubble destruction improves renal fibrosis.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 42 (12), 2926-2937 (2016).</li></ol>

باستخدام البروتوكول المقدم في هذه المخطوطة ، يمكن ل PEI-NPs توصيل محاكاة miRNA إلى الكلى للحث على الإفراط في التعبير عن miRNAs المستهدفة ، مما يؤدي إلى تأثيرات علاجية في نماذج الفئران في الجسم الحي للعديد من أمراض الكلى ، بما في ذلك التليف الكلوي ومرض الكلى السكري و AKI.
طريقة تحض...

miRNAs ، الحمض النووي الريبي الصغير غير المشفر (21-25 قاعدة) التي لا تترجم إلى بروتينات ، تمنع الكثير من الحمض النووي الريبي المرسال المستهدف (mRNAs) عن طريق زعزعة استقرارها وتثبيط ترجمتها في أمراض الكلى المختلفة 1,2. لذلك ، فإن العلاج الجيني الذي يستخدم مقلدات أو مثبطات miRNA الخارجية المركبة صناعيا هو خيار جديد محتمل لتثبيط تطور العديد من أمراض الكلى3،4،5.
على الرغم من الوعد بمحاكاة أو مثبطات miRNA للعلاج الجيني ، إلا أن توصيله إلى الأعضاء المستهدفة لا يزال يمثل عقبة كبيرة أمام التجارب في الجسم الحي لتطوير إمكاناتها السريرية. نظرا لأن محاكيات أو مثبطات miRNA المركبة صناعيا تخضع للتدهور الفوري بواسطة مصل RNase ، يتم تقصير عمر النصف عند الإدارة الجهازية في الجسم الحي6. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كفاءة miRNA تحاكي أو مثبطات عبور غشاء البلازما والسيتوبلازم المنقول بشكل عام أقل بكثير بدون ناقلات مناسبة 7,8. تشير خطوط الأدلة هذه إلى أن تطوير نظام توصيل miRNA يحاكي أو مثبطات الكلى مطلوب ، لتمكين استخدامها في الإعدادات السريرية وجعلها خيارا علاجيا جديدا للمرضى الذين يعانون من أمراض الكلى المختلفة.
تم استخدام النواقل الفيروسية كناقلات لتوصيل محاكيات miRNA الخارجية أو مثبطات إلى الكلى 9,10. على الرغم من أنها قد تم تطويرها من أجل السلامة الأحيائية وفعالية النقل ، إلا أن النواقل الفيروسية قد تسبب استجابة للإنترفيرون و / أو عدم الاستقرار الجيني11,12. للتغلب على هذه المخاوف ، قمنا بتطوير miRNA يحاكي نظام توصيل الكلى باستخدام جسيمات البولي إيثيلين النانوية (PEI-NPs) ، وهو ناقل غير فيروسي ، في العديد من نماذج الفئران لأمراض الكلى13،14،15.
PEI-NPs هي NPs خطية قائمة على البوليمر يمكنها توصيل قليل النيوكليوتيدات بشكل فعال ، بما في ذلك محاكاة miRNA ، إلى الكلى ، وتعتبر مفضلة لإعداد النواقل غير الفيروسية بسبب سلامتها على المدى الطويل وتوافقها الحيوي13،16،17.
توضح هذه الدراسة آثار محاكاة miRNA الخارجية المنهجية للتوصيل باستخدام PEI-NPs عن طريق حقن الوريد الذيل في الفئران النموذجية للتليف الكلوي التي ينتجها انسداد الحالب أحادي الجانب (UUO). بالإضافة إلى ذلك ، نوضح آثار محاكاة miRNA الخارجية المنهجية للتوصيل باستخدام PEI-NPs عبر حقن الوريد الذيل في الفئران النموذجية لمرض الكلى السكري (الفئران db / db: C57BLBS / J Iar - + Leprdb / + Leprdb) والفئران النموذجية لإصابة الكلى الحادة التي تنتجها إصابة نقص التروية الكلوية (IRI).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>4&#8217;,6-diamidino-2-phenylindole for staining to nucleus</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>D-1306</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buffer RPE</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>79216</td>
			<td>Wash buffer 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buffer RWT</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>1067933</td>
			<td>Wash buffer 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Control-miRNA-mimic (artificially synthesized miRNA)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Not assigned</td>
			<td>5&#8217;-UUCUCCGAACGUGUCACGUTT- 3&#8217; (sense) 
			5&#8217;-ACGUGACACGUUCGGAGAATT-3&#8242; (antisense)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cy3-labeled double-strand oligonucleotides</td>
			<td>Takara Bio Inc.</td>
			<td>MIR7900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescein-labeled Lotus tetragonolobus lectin</td>
			<td>Vector Laboratories Inc</td>
			<td>FL-1321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>In vivo-jetPEI</td>
			<td>Polyplus</td>
			<td>101000021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroAmp Optical 96-well reaction plate for qRT-PCR</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>4316813</td>
			<td>96-well reaction plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroAmp Optical Adhesive Film</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>4311971</td>
			<td>Adhesive film for 96-well reaction plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miRNA-146a-5p mimic (artificially synthesized miRNA)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Not assigned</td>
			<td>5&#8217;-UGAGAACUGAAUUCCAUGGGU 
			UT-3&#8242; (sense) 5&#8217;-CCCAUGGAAUUCAGUUCUCAUU -3&#8242; (antisense)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miRNA-146a-5p primer</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>MS00001638</td>
			<td>Not available because Qiagen has changed qRT-PCR kits (from miScript miRNA PCR system to miRCURY LNA miRNA PCR System from May 2021)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miRNA-181b-5p mimic (artificially synthesized miRNA)</td>
			<td>Gene design</td>
			<td>Not assigned</td>
			<td>5&#8217;-AACAUUCAUUGCUGUCGGUGG 
			GUU-3&#8217;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miRNA-181b-5p primer</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>MS00006083</td>
			<td>Not available because Qiagen has changed qRT-PCR kits (from miScript miRNA PCR system to miRCURY LNA miRNA PCR System from May 2021)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miRNA-5100-mimic (artificially synthesized miRNA)</td>
			<td>Gene design</td>
			<td>Not assigned</td>
			<td>5&#8217;-UCGAAUCCCAGCGGUGCCUCU -3&#8242;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miRNA-5100-primer</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>MS00042952</td>
			<td>Not available because Qiagen has changed qRT-PCR kits (from miScript miRNA PCR system to miRCURY LNA miRNA PCR System from May 2021)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miRNeasy Mini kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>217004</td>
			<td>Membrane anchored spin column in a 2.0-mL collection tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miScript II RT kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>218161</td>
			<td>Not available because Qiagen has changed qRT-PCR kits (from miScript miRNA PCR system to miRCURY LNA miRNA PCR System from May 2021)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miScript SYBR Green PCR kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>218073</td>
			<td>Not available because Qiagen has changed qRT-PCR kits (from miScript miRNA PCR system to miRCURY LNA miRNA PCR System from May 2021)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QIA shredder</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>79654</td>
			<td>Biopolymer spin columns in a 2.0-mL collection tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QIAzol Lysis Reagent</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>79306</td>
			<td>Phenol/guanidine-based lysis reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QuantStudio 12K Flex Flex Real-Time PCR system</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>4472380</td>
			<td>Real-time PCR instrument</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QuantStudio 12K Flex Software version 1.2.1.</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>4472380</td>
			<td>Real-time PCR instrument software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase-free water</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>129112</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNU6-2 primer</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>MS00033740</td>
			<td>Not available because Qiagen has changed qRT-PCR kits (from miScript miRNA PCR system to miRCURY LNA miRNA PCR System from May 2021)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue-Tek OCT (Optimal Cutting Temperature Compound)</td>
			<td>Sakura Finetek Japan Co.,Ltd.</td>
			<td>Not assigned</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

delivery of exogenous artificially synthesized mirna mimic to the kidney using polyethylenimine nanoparticles in several kidney disease mouse models

الحمض النووي الريبي الصغير (miRNAs) ، الحمض النووي الريبي الصغير غير المشفر (21-25 قاعدة) التي لا تترجم إلى بروتينات ، تمنع الكثير من الحمض النووي الريبي المرسال المستهدف (mRNAs) عن طريق زعزعة استقرار وتثبيط ترجمتها في أمراض الكلى المختلفة. لذلك ، فإن تناوب تعبير miRNA عن طريق محاكاة miRNA الخارجية المركبة صناعيا هو خيار علاجي مفيد محتمل لتثبيط تطور العديد من أمراض الكلى. ومع ذلك ، نظرا لأن الحمض النووي الريبي في المصل يتحلل على الفور من محاكاة miRNA الخارجية التي يتم تناولها بشكل منهجي في الجسم الحي ، فإن توصيل miRNA إلى الكلى لا يزال يمثل تحديا. لذلك ، فإن النواقل التي يمكن أن تحمي محاكاة miRNA الخارجية من التدهور بواسطة RNAase وتوصيلها بشكل كبير إلى الكلى ضرورية. استخدمت العديد من الدراسات النواقل الفيروسية لتوصيل محاكيات أو مثبطات miRNA الخارجية إلى الكلى. ومع ذلك ، قد تسبب النواقل الفيروسية استجابة للإنترفيرون و / أو عدم الاستقرار الجيني. لذلك ، فإن تطوير النواقل الفيروسية هو أيضا عقبة أمام الاستخدام السريري لمحاكاة أو مثبطات miRNA الخارجية. للتغلب على هذه المخاوف المتعلقة بالنواقل الفيروسية ، قمنا بتطوير طريقة ناقل غير فيروسي لتوصيل محاكاة miRNA إلى الكلى باستخدام حقن الوريد الذيلي لجسيمات البولي إيثيلين النانوية (PEI-NPs) ، مما أدى إلى إفراط كبير في التعبير عن miRNAs المستهدفة في العديد من نماذج الفئران لأمراض الكلى.

تم اختيار miRNAs المستهدفة للتليف الكلوي واعتلال الكلية السكري و AKI الموصوفة أدناه بناء على المصفوفة الدقيقة و qRT-PCR و / أو أبحاث قاعدة البيانات لتطبيقات العلاج الجيني. لمزيد من التفاصيل ، راجع المنشورات السابقة13،14،15.
توصي...

Watch this Scientific Journal Video about Delivery of Exogenous Artificially Synthesized miRNA Mimic to the Kidney Using Polyethylenimine Nanoparticles in Several Kidney Disease Mouse Models at JoVE.c

Delivery of Exogenous Artificially Synthesized miRNA Mimic to the Kidney Using Polyethylenimine Nanoparticles in Several Kidney Disease Mouse Models

هنا ، نقدم محاكاة miRNA الخارجية المركبة صناعيا إلى الكلى عن طريق حقن الوريد الخلفي لناقل غير فيروسي وجسيمات نانوية بولي إيثيلينيمين في العديد من نماذج الفئران لأمراض الكلى. أدى ذلك إلى إفراط كبير في التعبير عن miRNA المستهدف في الكلى ، مما أدى إلى تثبيط تطور مرض الكلى في العديد من نماذج الفئران.

توصيل miRNA الخارجي المركب صناعيا إلى الكلى باستخدام جسيمات البولي إيثيلينيمين النانوية في العديد من نماذج الفئران لأمراض الكلى

microRNAs&#160;(miRNAs), small noncoding RNAs (21-25 bases) that are not translated into proteins, inhibit lots of target messenger RNAs (mRNAs) by ...

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في علاج microRNA إلى الكلى ، والتي لا تزال تمثل تحديا. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها مكنت العلاج بمحاكاة microRNA للكلى دون التسبب في استجابة للإنترفيرون أو عدم الاستقرار الجيني. ابدأ بإذابة 10 ميكرولترات من PEI-NPs في 90 ميكرولتر من محلول الجلوكوز 5٪ في أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 ملليلتر.ثم دوامة الأنبوب بلطف وتدور لأسفل. امزج 50 ميكرولترا من miRNAs المركبة صناعيا المذابة في 100 ميكرومولار من الماء الخالي من النيوكلياز مع 50 ميكرومولار من محلول الجلوكوز 10٪ في أنابيب الطرد المركزي الدقيقة 1.5 ملليلتر. دوامة الأنبوب بلطف وتدور لأسفل.تنتج هذه العملية miRNA المذاب في محلول الجلوكوز 5٪. ثم امزج 100 ميكرولتر من PEI-NPs في محلول جلوكوز 5٪ و 100 ميكرولتر من miRNA يحاكي في محلول جلوكوز 5٪. دوامة الأنبوب بلطف وتدور لأسفل.احتضان الخليط لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة لإعداد مركب مستقر من تقليد PEI-NPs miRNA. قم بإذابة ميكرولتر من PEI-NPs في 98 ميكرولتر من محلول الجلوكوز 10٪ في أنبوب طرد مركزي دقيق 1.5 ملليلتر. دوامة الأنبوب بلطف وتدور لأسفل.ثم أضف 100 ميكرولتر من تقليد miRNA المسمى Cy3 إلى 100 ميكرولتر من PEI-NPs في محلول جلوكوز 10٪ ودوامة الأنبوب برفق. احتضان الخليط لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة لإعداد مركب مستقر من PEI-NPs-Cy3-المسمى miRNA-محاكاة. ضع فأر UUO أولا في أنبوب طرد مركزي سعة 50 ملليلتر بدون تخدير ثم ضع الذيل من خلال فتحة معدة في الغطاء.املأ حقنة سعة ملليلتر واحد بإبرة قياس 30 مع 200 ميكرولتر من مركب تقليد PEI-NPs-Cy3-المسمى miRNA وحقن المركب عبر الوريد الخلفي للفأر. بعد ذلك ، قم بعمل شق في الجلد والعضلات والأضلاع بالمقص الجراحي والملقط لكشف القلب. بعد إجراء شق في الأذين الأيمن ، قم بحقن PBS في البطين الأيسر حتى يتغير لون الكلى إلى اللون الأصفر الباهت.يشير هذا إلى أن جسم الماوس بالكامل مملوء ب PBS. بعد جمع الكلى ، قم بإزالة الكبسولات الكلوية ، واغسلها مرتين باستخدام برنامج تلفزيوني. تضمين عينات أنسجة الكلى في مركب OCT وتجميدها في النيتروجين السائل.استخدم جهاز التبريد لتحضير الأقسام وتركيب الأقسام على شرائح زجاجية مطلية بالسيلان. قم بإصلاحها باستخدام 4٪ بارافورمالدهيد واغسل الشرائح برفق مرتين باستخدام برنامج تلفزيوني. أخيرا ، تصور تلطيخ التألق بواسطة المجهر الفلوري عند تكبير 100x و 400x وبرامج التصوير المناسبة.توضح الصورة التمثيلية بنية مركب محاكاة PEI-NPs-miRNA. يتم تصوير توصيل وتأثيرات miRNA-146a-5p-mimic باستخدام PEI-NPs في التليف الكلوي في هذه الصور. أظهر التحليل المجهري الفلوري أن حقن الوريد الذيل ل PEI-NPs يمكن أن ينقل محاكاة miRNA إلى الفضاء الخلالي الأنبوبي.في فئران التليف الكلوي التي تنتجها UUO ، شمل ذلك الخلايا الأنبوبية الكلوية التي ليس لها شكل منتظم في الكلى والكبيبة. أظهر تحليل qRT-PCR أن حقن PEI-NPs-miRNA-146a-5p-mimic تسبب في فرط تعبير كبير عن miRNA-146a-5p في الكلى. يظهر التحليل النسيجي مع تلطيخ سيريوس الأحمر هنا.أظهر التحليل المجهري الفلوري أن حقن الوريد الذيل ل PEI-NPs يمكن أن ينقل miRNA محاكيا إلى الكبيبة والفضاء الخلالي الأنبوبي في كلى الفئران النموذجية الكلوية المصابة بالسكري في الجسم الحي. بالإضافة إلى ذلك ، أظهر تحليل qRT-PCR أن حقن PEI-NPs-miRNA-181b-5p-mimic تسبب في إفراط كبير في التعبير عن miRNA-181b-5p في الكلى. أظهر التحليل النسيجي مع تلطيخ حمض شيف الدوري أن حقن PEI-NPs-miRNA-181b-5p-mimic مرة واحدة في الأسبوع من 10 إلى 20 أسبوعا من العمر يمنع تطور مرض الكلى السكري في الفئران.يتم عرض تسليم وتأثيرات PEI-NPs-miRNA-5100-mimic في الفئران النموذجية لإصابة الكلى الحادة الناتجة عن إصابة نقص التروية هنا. تم تصوير بيانات تحليل الفحص المجهري الفلوري qRT-PCR لتقييم تأثيرات التعبير المفرط ل miRNA-5100 بعد حقن PEI-NPs-miRNA-5100-mimic والتحليل النسيجي للكلى الملطخة بالهيماتوكسيلين-يوسين في هذه الصور. PEI-NPs التي يتم حقنها عبر الوريد الذيل قبل يومين من إجراء إصابة نقص التروية ، أو IRI ، تمنع تطور إصابة الكلى الحادة التي يسببها IRI.عند إجراء هذه التقنية ، قم بإعداد أقسام بسمك خمسة ميكرومتر والتي تشمل أكبر قدر ممكن من أنسجة الكلى. يمكنك أيضا تحضير أقسام بسمك سبعة ميكرومتر.

Research

JoVE Journal

Medicine

A Method for Murine Islet Isolation and Subcapsular Kidney Transplantation

وهناك طريقة لعزل جزيرة الفئران تحت المحفظة وزراعة الكلى

Since the early pioneering work of Ballinger and Reckard demonstrating that transplantation of islets of Langerhans into diabetic rodents could normalize ...

Spectral Karyotyping to Study Chromosome Abnormalities in Humans and Mice with Polycystic Kidney Disease

الطيفية Karyotyping إلى دراسة حالة شذوذ الكروموسومات في البشر والفئران مع مرض الكلى المتعدد الكيسات

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being ...

Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease

تقييم وظيفة الأوعية الدموية في المرضى الذين يعانون من مرض الكلى المزمن

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this ...

A Possible Zebrafish Model of Polycystic Kidney Disease: Knockdown of wnt5a Causes Cysts in Zebrafish Kidneys

A Possible Zebrafish Model of Polycystic Kidney Disease: Knockdown of wnt5a Causes Cysts in Zebrafish Kidneys

نموذج الزرد ممكن من مرض الكلى المتعدد الكيسات: ضربة قاضية لل<em&gt; wnt5a</em&gt; أسباب الخراجات في الكلى اسماك الزرد

Polycystic kidney disease (PKD) is one of the most common causes of end-stage kidney disease, a devastating disease for which there is no cure. The ...

Mouse Kidney Transplantation: Models of Allograft Rejection

الماوس زرع الكلى: نماذج من طعم خيفي رفض

Rejection of the transplanted kidney in humans is still a major cause of morbidity and mortality. The mouse model of renal transplantation closely ...

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

استخدام فائقة MRI الميداني في القوارض الصغيرة نماذج من مرض الكلى المتعدد الكيسات ل<em&gt; في فيفو</em&gt; Phenotyping والدواء المراقبة

Several in vivo pre-clinical studies in Polycystic Kidney Disease (PKD) utilize orthologous rodent models to identify and study the genetic and molecular ...

Murine Kidney Transplant Technique

الكلى الفئران زرع تقنية

The first mouse kidney transplant technique was published in 19731 by the Russell laboratory. Although it took some years for other labs to become ...

Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

سوي الحرارة<em&gt; السابقين فيفو</em&gt; الإرواء الكلى للحفاظ على الكلى الطعوم قبل الزرع

Kidney transplantation has become a well-established treatment option for patients with end-stage renal failure. The persisting organ shortage remains a ...

Intravascular Delivery of Biologics to the Rat Kidney

تسليم داخل الأوعية الدموية من البيولوجيات إلى الكلى الجرذ

The renal microvascular compartment plays an important role in the progression of kidney disease and hypertension, leading to the development of End Stage ...

Assessment of Kidney Function in Mouse Models of Glomerular Disease

تقييم لوظيفة الكلي في نماذج الماوس من المرض الكبيبي

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