2017年11月7日
本论文提供了一种详细的小鼠5/6th肾部分切除术(PNx)两步外科手术方法,包括肾极结扎。术后四周,与假手术小鼠相比,PNx小鼠出现肾功能受损、贫血、心脏肥大、心肌纤维化以及心脏收缩和舒张功能下降。
本实验的总体目标是建立一种改良的小鼠五分之六肾切除模型,通过结扎肾极血管,获得比传统模型更高的存活率。该方法有助于回答慢性肾病领域中关于尿毒症性心肌病发生机制及潜在治疗策略的关键科学问题。该技术的主要优势在于,它是一种操作简便、可重复性高的动物模型,能够较好地模拟人类慢性肾病的病理过程。
通常,由于小鼠的肾脏、血管和输尿管尺寸较小,初次操作此方法的研究者可能会遇到困难。首先通过脚趾夹捏无反应来确认适当的麻醉深度,并在小鼠眼睛上涂抹润滑剂。将小鼠置于加热垫上,并插入直肠温度计,以在手术过程中维持体温在约 37 摄氏度。
然后将动物置于其右侧,剃除手术区域的毛发。使用脱毛膏去除残留的毛发,并用聚维酮碘溶液和70%乙醇对暴露的皮肤进行消毒。在手术部位覆盖灭菌手术巾。
用手术刀和镊子在皮肤和肌肉组织上做一个约一厘米长的腰部切口。分离肌肉和筋膜,暴露左肾。然后用小型钝头镊子轻轻牵拉肾周脂肪,将肾脏从腹腔中取出。
从肾脏上端开始,向器官中部的肾门方向轻轻分离结缔组织和肾上腺,此处为血管进出肾组织的位置。在结缔组织内分离肾脏下半部分周围的输尿管,并小心地将结缔组织与肾脏分离,以确保输尿管未被结扎。必须仔细分离结缔组织,以防损伤输尿管或引起出血。
在结缔组织内分离肾脏下半部分附近的输尿管。然后,使用三根0号丝线缝合线,在距肾脏上部约0.4厘米处向幽门中部方向,以及距下部0.4厘米处向幽门方向进行结扎。收紧缝线时,施加适当的张力,以阻断肾脏远端部分的血液供应,同时避免两侧出血。
若两分钟后未观察到出血,轻柔地将肾脏复位至其原始解剖位置,并分别使用4-0和3-0缝线关闭肌肉层和皮肤层。随后,在手术区域涂抹抗生素软膏,将小鼠单独饲养,并辅以加热灯和密切监测,直至其恢复胸卧位。肾极结扎术后7天,按上述方法暴露右侧肾脏。
使用钝头镊子清除周围的脂肪和结缔组织,并在肾动脉和肾静脉周围松松地放置两根3-0丝线缝线。从肾脏上端向幽门中部方向,轻轻分离结缔组织和肾上腺。从组织下端轻轻移开输尿管,同时将所有血管一并松解,避免出血。
接下来,将一个松的结扎线结向腹主动脉侧移动,另一个松的结扎线结向肾脏侧移动。然后用双结结扎腹主动脉。牢固的结扎会导致右肾颜色发生变化。
用双结打结固定第二道结扎线,结与结之间留出间隙,以便切断血管,随后切断肾血管。取出肾脏后,按上述方法缝合肌肉层和皮肤层。然后用无菌纱布擦干肾脏,并称量所获取的肾组织重量。
术后四周,与假手术组小鼠相比,部分肾切除小鼠血浆中胱抑素C、肌酐和血尿素氮水平显著升高。部分肾切除诱导的贫血也较为明显,表现为肾极结扎小鼠的血细胞比容显著降低。部分肾切除小鼠出现心脏肥大和舒张功能障碍,表现为心体质量比升高,以及经胸超声心动图分析显示后壁和前壁厚度、心肌功能指数和左心室质量指数均显著增加。
部分肾切除介导的心肌纤维化也表现为左心室匀浆和左肾残留组织匀浆中I型胶原蛋白表达的增加。此外,氧化应激在实验性尿毒症性心肌病中发挥重要作用,可显著促进左心室匀浆中多种蛋白质的直接羰基化修饰以及原癌基因酪氨酸蛋白激酶的活化。一旦掌握该技术,若操作得当,可在40分钟内完成。
在进行该操作时,重要的是要记得检查动物的呼吸频率,并根据需要适当调整异氟烷的浓度。完成该操作后,可进一步开展其他实验,例如比较特定药物治疗对部分肾切除术后恢复的影响,以回答有关特定治疗手段的传统科学问题。该技术建立后,为慢性肾病领域的研究人员探索尿毒症性心肌病的病理机制及潜在药物筛选提供了重要途径。
观看本视频后,您应能充分了解如何在小鼠中建立肾部分切除模型。
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本文描述了一种两步外科手术方法,用于小鼠五分之六部分肾切除(PNx)并联合肾极结扎。该模型旨在提高与传统方法相比的存活率,并有助于研究慢性肾脏病和尿毒症性心肌病。
该模型为研究慢性肾病进展为尿毒症性心肌病这一药物安全性和有效性评估中的关键共病提供了可重复的系统。它能够在肾功能受损人群中揭示心血管风险的机制,从而降低相关风险,支持早期靶点验证以及先导化合物优化过程中的预测信心。该模型在量化心脏功能障碍和纤维化方面的实用性,符合针对慢性肾病人群的心脏保护候选药物进行临床前筛选的需求。
该模型适用于从靶点验证到先导化合物筛选直至临床前安全性评价的整个发现流程,尤其适用于存在肾功能损害合并症风险的化合物。