Effekter av kontralateral nefrektomi timing och ischemiska tillstånd på njurfibros efter ensidig njurischemi-reperfusionsskada Ⅲ

Diskussion

Djurmodeller av njure IRI, särskilt uIRI-modellen med fördröjd kontralateral nefrektomi, används vanligtvis för att undersöka AKI-CKD-övergången, men modelleringsförhållandena varierar kraftigt mellan olika forskning [8,10,12,17]. I vår studie bedömde vi effekterna av tidpunkten för kontralateral nefrektomi efter uIRI, kärnkroppstemperaturer under ischemi och njurischemi varaktighet på det post-AKI fibrotiska resultatet. Resultaten visade att ett längre intervall mellan kontralateral nefrektomi och uIRI, högre ischemisk kroppstemperatur eller längre ischemisk varaktighet orsakade allvarligare njurskada och fibros när de andra två variablerna fixerades.

KLICKA HÄR FÖR ATT FÅ ÖRTFORMULERING CISTANCHE FÖR NJURE

Vi observerade först effekten av tidsintervall mellan kontralateral nefrektomi och uIRI på njurskadan. Tidsintervallen mellan kontralateral nefrektomi och uIRI i tidigare rapporter varierade kraftigt. I vissa fall var njurfibros i den ischemiska njuren inte uppenbar 42 dagar efter uIRI när kontralateral nefrektomi utfördes 3 dagar efter uIRI [21], och det fibrotiska resultatet kunde ses 56 dagar efter uIRI när kontralateral nefrektomi utfördes 7 dagar efter uIRI [10]. Signifikanta fibrotiska förändringar av den ischemiska njuren inträffade 28 dagar efter uIRI när kontralateral nefrektomi utfördes 8 dagar efter uIRI [12], medan vissa forskare fann detta resultat endast 11 dagar efter uIRI när kontralateral njure togs bort 10 dagar efter uIRI [8]. Dessutom observerade vissa forskare till och med njurfibros 98 dagar efter uIRI när kontralateral njure resekerades 14 dagar efter uIRI [15]. Få forskare har dock undersökt effekten av olika tidsintervall mellan kontralateral nefrektomi och uIRI på njurfibros. Baserat på resultaten som rapporterats i litteraturen och vårt förexperiment, valde vi 7 dagar, 10 dagar och 14 dagar efter uIRI för att ta bort kontralateral njure respektive, med fast ischemisk varaktighet och kärnkroppstemperatur av ischemi under uIRI. Resultaten visade att överlevnaden minskade och graden av njurskada, njurhistopatologisk skada och njurfibros förvärrades med förlängningen av intervallet mellan de två operationerna. Detta antydde att tidsintervallet mellan kontralateral nefrektomi och uIRI signifikant påverkade resultatet av njuren. När det gäller våra nuvarande resultat resulterade de tre dagars skillnader i tidsintervallen i en signifikant skillnad i svårighetsgraden av AKI-progression till kronisk nycknesjukdom. Njurfibros efter AKI blev allvarligare med senare kontralateral nefrektomi. Den möjliga orsaken till detta är att njurfunktionen efter IRI huvudsakligen bibehålls av den kontralaterala intakta njurens kompensatoriska arbete, och blodtillförseln till den skadade njuren minskar med tiden och leder till fibros [11,12]. Om vi ​​tar bort den kontralaterala njuren vid denna tidpunkt skulle den skadade njurens funktion inte kompenseras. Ju tidigare den kontralaterala intakta njuren tas bort, desto bättre blir kompensationseffekten för skadan. Tvärtom, när den kontralaterala nefrektomin utförs senare, blir njurfibros allvarligare. I överensstämmelse med den tidigare studien [7], är det mer sannolikt att uIRI inducerar fibros i den skadade njuren om den kontralaterala njuren bevaras, medan avlägsnandet av den intakta njuren bidrar till en långsiktig reparation av IRI-njuren [21].

Vi fann också att kroppstemperaturen under njurischemi hade en viktig inverkan på njurskada. Det finns kalla och varma njure IRI. Att genomföra njur-IRI vid 32 C eller lägre kallas den kalla, som vanligtvis används i njurtransplantationsstudier [2]. Vi använde den varma ischemimodellen för att undersöka AKI CKD-övergång, och vårt förexperiment visade att inga uppenbara fibrotiska förändringar inträffade när vi kontrollerade kroppstemperaturen under ischemi vid 33 C, 34 C eller 35 C. De flesta möss kunde dock inte tolerera hög ischemisk temperatur och dog under operationen när den var högre än 39 C. Som ett resultat valde vi 36-38 C för den ischemiska temperaturen i vår studie. Vi observerade effekten av kärnkroppstemperatur vid 36 C, 36,5 C, 37 C, 37,5 C och 38 C på njurskada med en fast ischemisk varaktighet på 24 minuter och avlägsnande av den kontralaterala njuren 14 dagar efter uIRI. Resultaten visade att högre kroppstemperatur under njurischemi resulterade i lägre överlevnadsgrad, mer uttalad försämring av njurfunktionen och allvarligare njurfibros. I likhet med tidigare rapporter [2] ledde skillnaden på 1 C i kärnkroppstemperatur till statistiskt signifikanta förändringar i njurfunktionen och det fibrotiska resultatet som nämns ovan. Vi fann att en 0,5 C skillnad i kärnkroppstemperatur under ischemi inte resulterade i någon signifikant skillnad i fibros svårighetsgrad. I överensstämmelse med behovet av att kontrollera kroppstemperaturfluktuationer inom 0,5 C under ischemi bland grupperna, vilket endast framhölls av ett fåtal studier [22]. Dessa resultat gav starka bevis för temperaturkontrollintervallet för IRI-modellering. Vår grupp har tidigare också funnit att om kärntemperaturen var för låg under ischemi, hade njurarna inte signifikanta fibrosmanifestationer även om ischemivaraktigheten var tillräckligt lång (resultat visas inte), vilket också antydde vikten av strikt kontroll av ischemisk temperatur. Men få artiklar publicerade hittills har nämnt kärntemperatur under njurischemi, Skrypnyk et al. [12] fixerade möss på ett vattenbadsystem vid 38 C utan att nämna kärnkroppstemperaturen under ischemi. Colombaro et al. [14] och Li et al. [16] nämnde inte den ischemiska temperaturen i sina studier, vilket indikerar att effekten av ischemisk temperatur på modellering inte har betonats tillräckligt.

Slutligen undersökte vi effekten av den ischemiska varaktigheten på CKD-progression efter AKI. Den ischemiska varaktigheten som beskrivs i tidigare studier sträcker sig från 15 min [15] till 45 min [10]. När den ischemiska varaktigheten var mindre än 21 minuter i vårt förexperiment hittades inga signifikanta fibrotiska förändringar. När den ischemiska varaktigheten var längre än 30 minuter dog alla möss inom 24 timmar efter kontralateral nefrektomi. Därför, i vår studie, sattes den ischemiska varaktigheten till 21–30 min. Ischemiska varaktigheter sattes till 21 min, 24 min, 27 min respektive 30 min, med kroppstemperaturen vid 37 C och tidsintervallet mellan kontralateral nefrotomi och uIRI på 14 dagar. Som beskrivs i resultaten dog alla möss i grupperna 27-minut och 30 minuter inom 7 dagar efter kontralateral nefrektomi, vilket tyder på att skadan var allvarlig och överskred möss överlevnadströskel. Lyckligtvis har effekten av ischemisk tid på njurskada nu noterats av annan forskning och våra resultat överensstämde med studien av Wei et al. [15]. Njurischemisk varaktighet över 27 minuter med strikt kontroll av kärnkroppstemperaturen vid 37 C under ischemi resulterade i dödlig skada, och 21 minuter och 24 minuter var lämpliga ischemiska tider. När det gäller ischemitiderna och deras motsvarande grad av njurskada skiljer sig våra resultat klart från delar av tidigare studier. I studien av Guan et al., var den längsta ischemitiden 45 min [10]. Enligt Li et al., inducerade ischemitiden på 35 minuter måttlig till svår skada [16]. Men ischemitiden på 30 minuter i de flesta forskning orsakade måttlig till svår skada [2,8,12,17,23]. Anledningen till ovanstående skillnader kan bero på bristen på strikt kontroll av kärnkroppstemperaturen under ischemi. När det gäller våra aktuella resultat gjorde 3 minuters skillnad i ischemisk varaktighet en signifikant skillnad i svårighetsgraden av AKI

Sammanfattningsvis visade våra resultat att även om uIRI-modellen med fördröjd kontralateral nefrektomi resulterade i nedsatt njurfunktion, histopatologiska förändringar och fibrotiskt utfall i de flesta fall, vilket innebar AKI-CKD-övergång, intervallet mellan kontralateral nefrektomi och uIRI, kärnkroppstemperatur under ischemi och ischemisk varaktighet påverkade signifikant överlevnadsgraden, njurfunktionen och njurfibros, dvs svårighetsgraden av CKD. Därför är strikt kontroll av experimentella förhållanden mycket viktigt för djurmodellens stabilitet och konsistens, vilket är grunden för att slutföra senare studier och bör vara av stor betydelse för forskarna. Vår studie gav också en referens för andra forskare att framgångsrikt etablera AKI-CKD-modeller.

Överlevnaden i vår uIRI-modell med fördröjd kontralateral nefrektomi var något lägre än andra studier under samma förhållanden [15]. Det beror förmodligen på skillnaden i laboratorieförhållanden, operatörernas teknik och kirurgiska skicklighet, experimentella miljöer med olika temperaturer, temperaturkontrollutrustning och mikroarteriella klämmor, som kan påverka resultaten. Så en konstant miljötemperatur och utbildade och skickliga operatörer är också viktiga för att etablera en konsekvent och pålitlig ischemisk AKI-modell.

Vår studie hade också begränsningar. Begränsad av den enorma arbetsbelastningen studerade vi bara effekterna av kontralateral nefrektomi utförd dag 7, dag 10 och dag 14 efter uIRI och observerade inte effekten av mer subtila tidsintervallskillnader (t.ex. dag 8 och dag 9 efter uIRI) när undersöka effekten av tidpunkterna för kontralateral nefrektomi efter uIRI på njurskada. De ischemiska varaktigheterna sattes endast till 21 minuter, 24 minuter, 27 minuter och 30 minuter när man studerade effekten av olika ischemiska varaktigheter på njurfibros, som beskrivs i våra preexperimentella resultat och tidigare rapporter. Effekten av mindre skillnader i ischemisk tid (t.ex. 22 min, 23 min) på fibrotiskt utfall observerades inte. Därför kan vi, baserat på de resultat som för närvarande finns tillgängliga, bara dra slutsatsen att 3 dagars skillnad i tidsintervall eller 3 minuters skillnad i tidslängd har en meningsfull inverkan på njurskada, medan ytterligare forskning fortfarande behövs för att fastställa effekten av kortare tidsintervall. En högre kroppstemperatur under ischemi eller längre ischemisk varaktighet orsakade högre dödlighet när andra tillstånd fixerades. Antalet överlevande möss var relativt litet när kärntemperaturen var över 37 C eller när den ischemiska tiden var längre än 24 minuter, vilket kan ha en inverkan på den senare dataanalysen. Men de erhållna resultaten var fortfarande statistiskt signifikanta på grund av de små skillnaderna inom grupperna, så inga ytterligare möss tillsattes.

Sammanfattningsvis, i uIRI-modellen med fördröjd kontralateral nefrektomi, blir njurfibros efter AKI allvarligare då intervallet mellan kontralateral nefrektomi och uIRI förlängs, kärnkroppstemperaturen stiger under ischemi och den ischemiska varaktigheten ökar. De experimentella förhållandena bör kontrolleras strikt i framtida studier för att sätta en universell standard för AKI-CKD-djurmodellen.

Referenser

[1] Mehta RL, Burdmann EA, Cerda J, et al. Erkännande och hantering av akut njurskada i International Society of Nephrology 0av25 Global Snapshot: en multinationell tvärsnittsstudie. Lansett.2016;387(10032):2017–2025.

[2] Le Klav N, Verhulst A, D'Haese PC, et al. Unilateral njurischemi-reperfusion som en robust modell för akut till kronisk njurskada hos möss. PLoS One.2016; 11(3):e0152153.

[3] Rangaswamy D, Sud K. Akut njurskada och sjukdom: långsiktiga konsekvenser och hantering. Nefrologi (Carlton).2018;23(11):969–980. 

[4] Rodriguez E, Arias-Cabrales C, Bermejo S, et al. Inverkan av återkommande akut njurskada på patientens resultat. Njure Blood Press Res.2018;43(1):34–44. 

[5] Boor P, Sebekova K, Ostendorf T, et al. Behandlingsmål vid njurfibros. Nephrol Dial Transplantation.2007; 22(12):3391–3407. 

[6] Chawla LS, Eggers PW, Star RA, et al. Akut njurskada och kronisk njursjukdom som sammankopplade syndrom. N Engl J Med.2014;371(1):58–66. 

[7] Fu Y, Tang C, Cai J, et al. Gnagarmodeller av AKI-CKD-övergång. Am J Physiol Renal Physiol.2018;315(4): F1098–F1106. 

[8] Xiao L, Zhou D, Tan RJ, et al. Ihållande aktivering av wnt/beta-catenin-signalering driver AKI till CKD-progression. J Am Soc Nephrol.2016;27(6):1727–1740.

[9] Wei Q, Bhatt K, He HZ, et al. Riktad radering av Dicer från proximala tubuli skyddar mot njurischemi-reperfusionsskada. J Am Soc Nephrol.2010; 21(5):756–761. 

[10] Guan Y, Nakano D, Zhang Y, et al. En musmodell av njurfibros för att övervinna den tekniska variationen i ischemi/reperfusionsskada bland operatörer. Sci Rep.2019;9(1):10435.