Нова модель індукованої аденіном тубулоінтерстиціальної нефропатії у мишей
Тін Цзя
1 Відділ клінічної науки, втручання та технологій, Каролінський інститут, Стокгольм, Швеція
2 Renal Medicine and Baxter Novum, Karolinska Institutet, Стокгольм, Швеція
Ганнес Олаусон
1 Відділ клінічної науки, втручання та технологій, Каролінський інститут, Стокгольм, Швеція
Кароліна Ліндберг
1 Відділ клінічної науки, втручання та технологій, Каролінський інститут, Стокгольм, Швеція
Рісул Амін
1 Відділ клінічної науки, втручання та технологій, Каролінський інститут, Стокгольм, Швеція
Карін Едвардссон
1 Відділ клінічної науки, інтервенції та технології, Інститут Каролінської, Стокгольм, Швеція
Бенгт Ліндхольм
2 Renal Medicine and Baxter Novum, Karolinska Institutet, Стокгольм, Швеція
Геран Андерссон
3 Кафедра патології Інституту Каролінської, Стокгольм, Швеція
Анніка Вернерсон
1 Відділ клінічної науки, втручання та технологій, Каролінський інститут, Стокгольм, Швеція
Ів Саббах
4 Науково-дослідний центр Sanofi-Genzyme, Genzyme, компанія Sanofi, Фрамінгем, США
Сьюзен Скіаві
4 Науково-дослідний центр Sanofi-Genzyme, Genzyme, компанія Sanofi, Фрамінгем, США
Тобіас Е Ларссон
1 Відділ клінічної науки, втручання та технологій, Каролінський інститут, Стокгольм, Швеція
5 Нефрологічне відділення, Університетська лікарня Каролінської, Стокгольм, Швеція
Пов’язані дані
Анотація
Передумови
Моделі уремії in vivo є важливими інструментами для вивчення численних аспектів гострих та хронічних захворювань нирок. Моделі мишей мають вирішальне значення, оскільки більшість моделей генетично сконструйованих тварин - це миші, які дозволяють аналізувати вплив виділених цільових генів при нирковій недостатності. Протоколи на основі аденину для індукування ниркової недостатності доступні у щурів, але не були адаптовані у мишей через небажання споживати аденін. У цій роботі ми розробили новий метод індукції ниркової недостатності шляхом дієтичного введення аденину, змішаного в дієті на основі казеїну.
Результати
Після фази індукції була отримана стабільна модель ниркової недостатності (цільовий діапазон сечовини 80–100 мг/дл), що імітувала кілька аспектів хронічного захворювання нирок - розлади мінеральних та кісткових тканин, включаючи вторинний гіперпаратиреоз, аномалії кісток та патологічне підвищення рівня FGF23. Смертей не спостерігалося, і рівень уремії був адаптованим за допомогою регулювання вмісту аденіну, забезпечуючи значні переваги порівняно з існуючими моделями. У 8-тижневому дослідженні, що підтверджує концепцію, гістологія нирок показала головним чином пошкодження тубулоінтерстицію з інфільтруючими лейкоцитами, інтерстиціальний набряк та розширення простору Боунмена. Фіброз був присутній у більшості тварин, як визначено гістологією та змінами експресії генів маркерів фіброзу. Проліферація паратиреоїдних клітин була помітно збільшена, але без ознак гіпертрофії залози. Скелетна гістологія показала підвищене трабекулярне ожиріння кісток і кісткового мозку, тоді як кісткові біомаркери (CTX та PINP) припускають більш високе формування кісток, але, як не дивно, нижчу резорбцію кісток та порушення метаболізму.
Висновки
Ми представляємо новий, нехірургічний метод індукції ниркової недостатності у мишей. Це важливе доповнення до існуючих уремічних моделей для патофізіологічних досліджень при гострих та хронічних захворюваннях нирок, особливо з точки зору тубулоінтерстиціальних уражень.
Передумови
Хронічна хвороба нирок (ХБН) є глобальним тягарем для здоров’я [1], але в даний час ефективних методів лікування для її профілактики, прогресування та супутніх ускладнень бракує. Моделі ниркової недостатності на тваринах є важливими інструментами для вивчення патофізіологічних подій при захворюваннях нирок, що дозволяє проводити трансляційні дослідження, спрямовані на поліпшення ведення хворих на ХХН. Завдяки високій доступності генно-інженерних штамів мишей, уремічні моделі мишей дають можливість дослідити вплив конкретних генів-мішеней на встановлення ниркової недостатності.
Встановлені методи індукції ниркової недостатності у мишей здебільшого залежать від хірургічних втручань. Найпоширенішими методами, що застосовуються в даний час, є одностороння обструкція сечоводу [2-7], яка призводить до інтерстиціального фіброзу шляхом інфільтрації макрофагів і загибелі канальцевих клітин шляхом апоптозу та некрозу та 5/6 нефректомії [8,9]. Останній спосіб, як правило, передбачає дві окремі процедури, перші дві третини однієї нирки руйнуються електрокоагуляцією, а після одужання проводять контралатеральну нефректомію. Модель нефректомії 5/6 має кілька обмежень, включаючи значний рівень смертності при недостатньому виконанні, незворотність та фенотипічні зміни, пов’язані з хірургічною процедурою, а не з порушенням функції нирок [10]. Метод також пов'язаний із відносно великими варіантами між індивідуальними та міжлабораторними лабораторіями, і його доступність може бути порушена через відсутність хірургічної експертизи та відповідних операційних засобів.
Щоб обійти ці перешкоди, ми прагнули створити нову, нехірургічну модель ниркової недостатності у мишей, використовуючи протокол на основі аденина. Важливо, що існують добре охарактеризовані протоколи індукованої аденином ниркової недостатності у щурів, однак ця методика не була адаптована у мишей через їх неприязнь до годування аденином.
Методи
Експерименти на тваринах
Експерименти проводились відповідно до рекомендацій експериментів на тваринах Інституту Каролінської, а протокол дослідження був затверджений регіональним етичним комітетом (Південний етичний комітет Стокгольма, номер затвердження S184-10 та додаток S19-13). 8-тижневих мишей C57BL/6J утримували у стандартних клітках із підстилкою з деревної тріски та паперовим рулоном для збагачення при постійній температурі навколишнього середовища (21–22 ° C) та вологості (40-50%) з 12-годинним світловим циклом . Усі тварини мали вільний доступ до водопровідної води та призначений раціон. Перед початком дослідження всім мишам була дозволена акліматизація до умов тваринного господарства та чау-чау на основі казеїну протягом 7-денного періоду.
Щоб забезпечити аденінвмісну чау, споживану мишами, аденин змішували з дієтою на основі казеїну, яка притупляла запах і смак. Аденін був придбаний у Sigma Aldrich (MO, США), а порошкоподібна дієта на основі казеїну - у Special Diets Services (SDS, Великобританія) (контрольний номер 824522). Іншими інгредієнтами дієти є кукурудзяний крохмаль (39,3%), казеїн (20,0%), мальтодекстрин (14,0%), сахароза (9,2%), кукурудзяно-кукурудзяна олія (5%), целюлоза (5%), вітамінна суміш (1,0 %), DL-метіонін (0,3%) та бітартрат холіну (0,2%). Загальний вміст фосфатів становив 0,9%, а загальний вміст кальцію - 0,6%.
Дані, представлені в цьому документі, отримані з 8-тижневого експерименту з використанням 8-тижневих мишей дикого типу C57BL/6J. Щоб виключити можливість впливу дієти казеїну на одну порцію на функцію нирок, контрольну групу (n = 5) годували тією ж дієтою на казеїні, що і група аденина (n = 9), але без додавання аденина.