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?berwachung von Sauerstoff in einem Mausmodell renovaskul?rer Hypertonie
?berprüfung der mikrovaskul?ren Perfusion in der Mausniere mit dem VisiSens? System
Zoltán Varga
Cardiovascular Research Group, Department of Biochemistry, University of Szeged, Ungarn
In dieser Studie verwendeten wir ein Mausmodell renovaskul?rer Hypertonie, bekannt als Zwei-Nieren-Ein-Clip Modell (2K1C). Bei diesem Modell ist eine Nierenarterie verengt, was letztlich zu einem Anstieg des zirkulierenden Angiotensin II und Erh?hung des Blutdrucks führt. Das VisiSens? System wurde verwendet, um die mikrovaskul?re Perfusion in der abgeklemmten Niere zu überwachen und sicherzustellen, dass die Niere reduzierte, aber immer noch angemessene Perfusion aufwies. Die mit dem VisiSens? System erstellten Sauerstoffbilder erlaubten den Perfusionsstatus der Mausnieren vor und nach dem Clipping zu beurteilen. Auf diese Weise konnten Tiere mit Niereninfarkt bestimmt werden, die aus den Experimenten ausgeschlossen werden mussten.
Die Maus bleibt das bevorzugte Tier für transgene Experimente, weswegen ein Bedarf an Methoden besteht, mit denen die Physiologie genetisch ver?nderter Tiere beurteilt werden kann. Wir haben ein Mausmodell renovaskul?rer Hypertonie, bekannt als Zwei-Nieren-Ein-Clip Modell (2K1C), aufgebaut und charakterisiert. Dieses Modell ist durch die Entwicklung kardiovaskul?rer Hypertrophie gekennzeichnet, die ein wichtiges Gebiet pharmakologischer Untersuchung darstellt. Im 2K1C-Modell ist eine Nierenarterie verengt, um die Nierenperfusion chronisch zu reduzieren, w?hrend die andere Niere unberührt bleibt. In diesem Modell ist die früheste Phase der Hypertonie durch einen schnellen Anstieg des Plasma-Renins gekennzeichnet - ein in der Niere als Reaktion auf niedrigen Nierenarterien-Druck freigesetztes Enzym. Dies erh?ht folglich die Menge an zirkulierendem Angiotensin II, das für einen Anstieg des Blutdrucks verantwortlich ist. Die geeignete Gr??e des Clip-Lumens, die ben?tigt wurde, um einen hohen Blutdruck zu induzieren, wurde auf 0,12 mm bestimmt. Methodisch ist es wichtig, zu überprüfen, ob die abgeklemmte Niere zwar reduzierte aber immer noch funktionierende Perfusion aufweist, da Tiere mit Niereninfarkt aus den Experimenten ausgeschlossen werden sollten. Hier nutzten wir das VisiSens? Sauerstoff-Bildgebungssystem für in vivo Monitoring, um die mikrovaskul?re Perfusion vor und nach dem Eingriff an der Nierenarterie zu überprüfen.
Material & Methoden
M?nnliche C57BL/6-M?use (Charles River) mit einem ungef?hren Gewicht von 20 g und einem Alter von 4 bis 5 Wochen wurden für die Versuche verwendet. Sie erhielten ad libitum Leitungswasser und ein normales Nagetierfutter. Zum Abklemmen der Nierenarterie wurden U-f?rmige Edelstahlclips verwendet (3 x 2 x 1 mm Gr??e mit einem 2 mm langen Spalt). Die Breite der Klammer?ffnung betrug 0,127 mm. Die M?use wurden mit Natriumpentobarbital (50 mg/kg) an?sthesiert, was durch Isofluraninhalation aufrechterhalten wurde. Die Niere wurde durch einen kleinen Schnitt in die Flanke freigelegt. Zum Abklemmen wurde die Nierenarterie der linken Niere über ein kurzes Segment durch stumpfe Dissektion freigelegt, und ein Clip nahe der Aorta angebracht. Die Niere wurde dann sanft in die Bauchh?hle zurückgeschoben und mit der Sauerstoffsensorfolie (SF-RPSu4) bedeckt. Scheinoperierte Tiere wurden als Kontrolle verwendet. Um eine korrekte, fixierte Position zu erhalten, haben wir eine Halterung für die VisiSens? Detektoreinheit DU01 hergestellt, die zuerst auf dem Operationstisch (siehe Abb. 2A), sp?ter aber direkt neben dem Operationsmikroskop (siehe Abb. 2B) angebracht wurde. Mit diesem Aufbau konnten wir Sauerstoffbilder der Nieren-Mikrozirkulation vor und nach dem Abklemmen der Nierenarterie aufnehmen.
Sauerstoffimaging von Mausnieren
Mit dem VisiSens? System konnten wir Sauerstoffbilder der behandelten M?usenieren aufnehmen. Das aufgezeichnete Bild in Abb. 3 zeigt die mikrovaskul?re Perfusion vor dem Clipping und der Nierenarterienverengung. Nach Anbringen des Okkluders auf der Arterie konnte eine deutliche Abnahme der Perfusion nachgewiesen werden, die sich deutlich in niedrigeren Sauerstoffkonzentrationen im Nierengewebe zeigte (Abb. 4). Die ?berwachung der mikrovaskul?ren Perfusion in den abgeklemmten Nieren war wichtig, um zu überprüfen, ob der Blutfluss nicht vollst?ndig verschlossen war. Abb. 5 zeigt das Sauerstoffbild einer vollst?ndig abgeklemmten Niere. Dort zeigte das Nierengewebe extrem niedrige Sauerstoffkonzentrationen, was darauf hindeutet, dass es nicht mehr richtig durchblutet wurde. Dieses Tier musste aus dem Experiment ausgeschlossen werden. Vier Wochen nach dem Clipping zeigten hypertensive 2K1C-M?use einen Blutdruck, der ungef?hr 20 mmHg h?her war als bei scheinoperierten Kontrollen.
Zusammenfassung
Wir fanden, dass VisiSens? in vivo für die Analyse der Mikrozirkulation in festen Organen (Niere, Leber, Haut) anwendbar ist, jedoch gibt es einige Einschr?nkungen bei der Verwendung der Sensorfolie auf unregelm??ig geformten Oberfl?chen. Die VisiSens? AnalytiCal Software ist wissenschaftlich sehr beeindruckend und benutzerfreundlich. Das Sauerstoff-Imagingsystem erwies sich als ein sehr nützliches Werkzeug, um die Mikrozirkulation und Sauerstoffversorgung und damit den Zustand der untersuchten Organe zu überprüfen, so dass Entscheidungen über die Fortführung des Experiments mit dem jeweiligen Tier getroffen werden konnten.