Name: technical refinement of a bilateral renal ischemia-reperfusion mouse model for acute kidney injury research
Uploaded: 2023-11-03T14:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Technical Refinement of a Bilateral Renal Ischemia-Reperfusion Mouse Model for Acute Kidney Injury Research at JoVE.com

Dieses Modell wurde mit finanzieller Unterstützung des taiwanesischen Ministeriums für Wissenschaft und Technologie (MOST 109-2320-B-030-006-MY3) entwickelt. Dieses Manuskript wurde von Wallace Academic Editing herausgegeben.

Alle Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren durchgeführt, der von den US-amerikanischen National Institutes of Health herausgegeben wurde (NIH-Veröffentlichung Nr. 85-23, überarbeitet 1996). Das Studienprotokoll wurde von und in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Institutional Animal Care and Use Committee an der Fu-Jen Catholic University genehmigt. In der Materialtabelle finden Sie Details zu allen Materialien und Instr...

Das vorgeschlagene bilaterale IR-AKI-Protokoll eignet sich zur Untersuchung des Mechanismus der Hypoperfusion und Reperfusionsschädigung beider Nieren. Das Protokoll legt nahe, dass leichte Mäuse, eine Vollnarkose mit Isofluran, ein dorsolateraler Zugang zur Operation und die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur während der Operation die damit verbundenen technischen Schwierigkeiten mildern, die Dauer der Operation verkürzen und die Konsistenz des Verfahrens für die akute bilaterale renale IR-AKI-Forschung erhöh...

Ein Herzstillstand tritt in den Vereinigten Staaten jährlich mehr als 80.000 Mal auf 1,2. Die Sterblichkeitsrate bei Herzstillstand ist extrem hoch 3,4,5,6. AKI ist ein wichtiger Risikofaktor, der mit einer hohen Mortalität und schlechten neurologischen Ergebnissen bei Patienten mit Herzstillstand nach ROSC 7,8,9,10,11,12,13 einhergeht. Die Genesung von AKI ist ein guter Prädiktor für günstige neurologische Ergebnisse und die Entlassung aus dem Krankenhaus14,15,16. Wirksame Therapien für IR-AKI fehlen jedoch noch 15,16,17,18,19. Zusätzliche therapeutische Strategien sind erforderlich, um die klinischen Ergebnisse der Erkrankung weiter zu verbessern.
IR-AKI mit bilateraler renaler Ischämie ist eines der Tiermodelle, die für die AKI-Forschung verwendet werden 20,21,22,23,24,25,26. Nieren-IR-AKI-Tiermodelle sind weniger kompliziert als ein Ganzkörper-IR-Verletzungsmodell für die Untersuchung von AKI bei Patienten mit plötzlichem Herzstillstand nach ROSC 6,27,28,29,30. Dies impliziert, dass konsistente Ergebnisse aus einem renalen IR-AKI-Tiermodell leichter zu erzielen sind, da weniger Störfaktoren in Experimenten vorhanden sind. Darüber hinaus beinhalten renale IR-AKI-Protokolle häufig einen einseitigen oder bilateralen Nierenpedikelverschluss. Die Bedingungen in Experimenten zur bilateralen renalen IR-AKI sind vergleichbar mit den klinischen Bedingungen für AKI nach ROSC bei Patienten mit plötzlichem Herzstillstand nach erfolgreicher Herz-Lungen-Wiederbelebung. Obwohl die pathologischen Merkmale der Nieren in beiden Modellen die pathologischen Merkmale der menschlichen Nieren-IR-Schädigung widerspiegeln 31,32,33, ist ein bilateraler renaler Ischämieansatz für AKI unter humanen pathologischen Bedingungen wie Herzinsuffizienz, Vasokonstriktion und septischem Schock relevanter 35. Bilaterale renale IR-AKI-Tiermodelle eignen sich für Studien, die sich auf renale IR-Verletzungen bei Herzstillstand nach ROSC konzentrieren.
Bilaterale renale IR-AKI-Modelle sind mit technischen Schwierigkeiten, experimenteller Komplexität und langer Operationsdauer verbunden 23,26,32,33,35,36. Um diese technischen Schwierigkeiten zu überwinden, wurde in der vorliegenden Studie ein zuverlässiges bilaterales IR-AKI-Forschungsprotokoll an Mäusen durch einige technische Modifikationen etabliert. Das vorgeschlagene Protokoll führte zu weniger chirurgischen Komplikationen, weniger Gewebeschäden und einer geringeren Wahrscheinlichkeit der Sterblichkeit während der Operation. Daher kann es verwendet werden, um die pathophysiologischen Prozesse der AKI nach ROSC zu untersuchen, um neue therapeutische Strategien gegen renale Hypoperfusion und Reperfusionsschäden zu entwickeln37,38,39.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Absorbable Suture, 6-0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>J510G-BX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine solution</td>
			<td>Shineteh Istrument</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>PHR1452</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton balls</td>
			<td>Shineteh Istrument</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graefe Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11051-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pad</td>
			<td>Shineteh Istrument</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Piramal Critical Care Inc.</td>
			<td>26675-46-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Moria Vessel Clamp</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18320-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Olsen-Hegar needle holder</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12002 - 12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline</td>
			<td>Shineteh Istrument</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel blades</td>
			<td>Shinva</td>
			<td>s2646</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small Animal Anesthesia Machine</td>
			<td>Sheng-Cing Instruments Co.</td>
			<td>STEP AS-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14072 - 10</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

technical refinement of a bilateral renal ischemia-reperfusion mouse model for acute kidney injury research

Ein Herzstillstand stellt eine große Belastung für die öffentliche Gesundheit dar. Die akute Nierenschädigung (AKI) ist ein unerwünschter Marker bei Überlebenden eines Herzstillstands nach der Rückkehr des Spontankreislaufs (ROSC) nach erfolgreicher Herz-Lungen-Wiederbelebung. Umgekehrt ist die Wiederherstellung der Nierenfunktion nach AKI ein Prädiktor für günstige neurologische Ergebnisse und Krankenhausentlassungen. Eine wirksame Intervention zur Vorbeugung von Nierenschäden durch Herzstillstand nach ROSC fehlt jedoch, was darauf hindeutet, dass zusätzliche therapeutische Strategien erforderlich sind. Renale Hypoperfusion und Reperfusion sind zwei pathophysiologische Mechanismen, die nach einem Herzstillstand eine AKI verursachen. Tiermodelle für Ischämie-Reperfusions-induzierte AKI (IR-AKI) beider Nieren sind vergleichbar mit Patienten mit AKI nach ROSC im klinischen Umfeld. Die IR-AKI beider Nieren ist jedoch technisch schwierig zu analysieren, da das Modell mit einer hohen Mortalität und einer großen Variation der Nierenschädigung verbunden ist, was die Analyse beeinflussen kann. Es wurden leichte Mäuse ausgewählt, mit Isofluran in Vollnarkose versetzt, einer Operation mit dorsolateralem Zugang unterzogen und ihre Körpertemperatur während der Operation aufrechterhalten, wodurch Gewebeschäden reduziert und ein reproduzierbares akutes renales IR-AKI-Forschungsprotokoll erstellt wurde.

Die Qualität der bilateralen renalen IR-AKI-Operation sollte vor einer weiteren mikroskopischen oder molekularen Analyse beurteilt werden. Während der Operation sollte die Nierenischämie bestätigt werden, indem festgestellt wird, ob sich die Farbe der Niere kurz nach dem Abklemmen des Nierenstiels mit einem mikrovaskulären Clip von rosa zu dunkelrot geändert hat (Abbildung 1). Nach der Operation können Nierenschäden, die durch die IR-AKI-Operation verursacht wurden, mit wenigen Mikro...

Watch this Scientific Journal Video about Technical Refinement of a Bilateral Renal Ischemia-Reperfusion Mouse Model for Acute Kidney Injury Research at JoVE.com

Technical Refinement of a Bilateral Renal Ischemia-Reperfusion Mouse Model for Acute Kidney Injury Research

In dieser Studie wurde ein Protokoll erstellt, das sich auf die technische Verfeinerung eines Mausmodells der bilateralen renalen Ischämie-Reperfusion für die Erforschung akuter Nierenschäden konzentriert.

Technische Verfeinerung eines bilateralen renalen Ischämie-Reperfusions-Mausmodells für die Erforschung akuter Nierenschäden

Cardiac arrest poses a large public health burden. Acute kidney injury (AKI) is an adverse marker in survivors of cardiac arrest following the return of ...

Akutes Nierenversagen ist ein wesentlicher Risikofaktor, der mit einer hohen Mortalität bei Patienten mit Herzstillstand nach Wiederaufnahme des Kreislaufs einhergeht. Dieses Verfahren kann durchgeführt werden, um eine akute Nierenschädigung herbeizuführen. Dieses Protokoll dient dazu, eine renale Ischämie-Reperfusion genau, sicher und konsistent zu induzieren.Das Verfahren wird von Huang Cheng-Wei, einem Assistenten aus meinem Labor, demonstriert. Legen Sie zunächst eine betäubte acht Wochen alte männliche C57BL/6-Maus in Bauchlage auf eine Operationsplattform mit einer Heizdecke, um die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. Berühren Sie als Nächstes den Rücken, suchen Sie die Lendenwirbelsäule und suchen Sie nach Rippenwirbelwinkeln unter beiden Seiten der letzten Rippe.Tragen Sie Haarentfernungslotion auf, um das Haar in der Nähe beider Seiten des Rippenwinkels zu rasieren und zu schrubben. Desinfizieren Sie den Operationsbereich mit einer Betadin-Lösung und 75%igem Alkohol mit Wattebäuschen. Verwenden Sie eine Pinzette mit feiner Spitze, um die Haut sanft unterhalb des linken Rippenübertebra-Winkels anzuheben.Ziehen Sie dann mit einer Schere einen einen Zentimeter schrägen dorsolateralen Schnitt entlang der Hautspannungslinien von der lumbalen Mittellinie an der linken Flanke. Als nächstes durchtrennen Sie die Muskelwand der linken Flanke, um die linke Niere zu visualisieren. Schieben und trennen Sie die linke Niere vorsichtig mit einer Pinzette vom umgebenden Gewebe.Identifizieren Sie dann den Nierenstiel. Klemmen Sie den linken Nierenstiel mit einem mikrovaskulären Clip ab. Bestätigen Sie die Ischämie durch eine sichtbare Veränderung der Nierenfarbe von rosa zu dunkelrot.Um ein Austrocknen während des Klemmens zu vermeiden, bedecken Sie die Niere mit sterilen Kochsalz-nassen Wattebäuschen. Öffnen Sie nach 25 Minuten den linken mikrovaskulären Clip, um die Reperfusion der linken Niere zu starten. Führen Sie die Niere in die Bauchhöhle zurück.Verschließen Sie die Bauchhöhle mit 6/0 resorbierbarem Nahtmaterial. Beobachte die Maus, bis sie anfängt, sich frei zu bewegen und zu fressen. Hier ist eine renale Ischämie nach Nierenpedikelklemmung dargestellt.Ein Farbwechsel der Niere von rosa zu dunkelrot verrät, dass die Nierendurchblutung unzureichend geworden ist. Im Vergleich zu den Kontrollen stiegen die Serumspiegel von Harnstoffstickstoff und Kreatinin im Blut zwei Tage nach der renalen Reperfusion an. Diese Technik ebnet den Forschern den Weg, neue Therapieansätze gegen akute Nierenschäden zu erforschen.

Research

JoVE Journal

Medicine

Normothermic Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation: A Mouse Model of Ischemia-Reperfusion Injury

Normothermen Herzstillstand und Herz-Lungen: Ein Maus-Modell der Ischämie-Reperfusionsschaden

Acute Kidney Injury (AKI) is a common, highly lethal, complication of critical illness which has a high mortality1-4 and which is most 
frequently caused ...

Forschung

Medizin

Ischemia-reperfusion Model of Acute Kidney Injury and Post Injury Fibrosis in Mice

Ischämie-Reperfusion-Modell des akuten Nierenschädigung und nach der Verletzung Fibrose bei Mäusen

Ischemia-reperfusion induced acute kidney injury (IR-AKI) is widely used as a model of AKI in mice, but results are often quite variable with high, often ...

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

Einem Mausmodell der myokardialen Ischämie-Reperfusion Injury durch Ligation des linken vorderen absteigenden Arterie

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

Renal Ischaemia Reperfusion Injury: A Mouse Model of Injury and Regeneration

Renale Ischämie Reperfusionsschaden: Ein Maus-Modell der Schädigung und Regeneration

Renal ischaemia reperfusion injury (IRI) is a common cause of acute kidney injury (AKI) in patients and occlusion of renal blood flow is unavoidable ...

Murine Model of Intestinal Ischemia-reperfusion Injury

Murine Modell der intestinalen Ischämie-Reperfusionsschaden

Intestinal ischemia is a life-threatening condition associated with a broad range of clinical conditions including atherosclerosis, thrombosis, ...

A Mouse Model of Retinal Ischemia-Reperfusion Injury Through Elevation of Intraocular Pressure

Ein Maus-Modell der Netzhautischämie-Reperfusionsschaden Durch Erhöhung des intraokularen Druck

Retinal ischemia-reperfusion (I/R) is a pathophysiological process contributing to cellular damage in multiple ocular conditions, including glaucoma, ...

Inducing Ischemia-reperfusion Injury in the Mouse Ear Skin for Intravital Multiphoton Imaging of Immune Responses

Induzierende Ischemia-Reperfusionsschaden in der Maus-Ohr-Haut für intravital Multiphotonenionisation Imaging von Immunantworten

Ischemia-reperfusion injury (IRI) occurs when there is transient hypoxia due to the obstruction of blood flow (ischemia) followed by a subsequent ...

Two-vessel Occlusion Mouse Model of Cerebral Ischemia-reperfusion

Zwei-Schiff Okklusion Mausmodell der zerebralen Ischämie-reperfusion

In this study, a middle cerebral artery (MCA) occlusion mouse model is employed to study cerebral ischemia-reperfusion. A reproducible and reliable mouse ...

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

Bewertung des koronaren Flussreservats nach Myokard-Ischämie-Reperfusion bei Ratten

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via ...

A Pre-clinical Rat Model for the Study of Ischemia-reperfusion Injury in Reconstructive Microsurgery

Ein präklinisches Rattenmodell zur Untersuchung von Ischämie-Reperfusionsverletzungen in der rekonstruktiven Mikrochirurgie

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many ...