Determination of glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional procedures to measure this parameter are cumbersome and require a large investment of time. Here we describe a faster and minimally invasive method to determinate GFR transcutaneously.
Glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional methods to evaluate GFR are cumbersome and time-consuming. In addition, serial blood or urine samples are required, with the associated stress for the experimental animals. A recent technique significantly reduces the investment in time and resources, minimizing the invasiveness and the animal stress, but being equally valid as the traditional approaches. The method measures transcutaneously renal function. Using an optical device and the exogenous renal marker fluorescein isothiocyanate (FITC)-sinistrin, this technique is capable of measuring the elimination kinetics of the marker through the skin. With neither blood nor urine samples nor the associated laboratory assays needed, the results of the transcutaneous measurement are almost instantaneously available. The method has been already validated in different species and successfully applied in several models of renal pathology. Moreover, due to its minimally invasive characteristics, it is suitable for sequential measurements within the same animal. Here is provided a detailed protocol to carry out the transcutaneous assessment of renal function in rodents.
肾小球滤过率(GFR)是评估总体肾功能的最佳参数。的黄金标准,以确定GFR依赖于外源肾脏标志物,如菊粉1的尿或血浆清除。然而,这些程序是耗时和复杂的,需要的串行血液和/或尿液样品和后实验室试验中收集的分析。此外,这些方法是侵入性的和紧张的动物,限制的时间和频率,其中测量可重复的数目。一些变通的办法已经制定,以简化古典程序,以确定GFR,但他们仍然依靠尿液和血浆采样2-4和/或需要深度麻醉5,6,这是众所周知的影响肾血流动力学和功能7, 8。代谢的终产物,如肌酸酐,也被广泛用于估计肾功能。然而,已知的是,ACCUR这些内源性标志物ACY不是最佳的,而且,对它们进行分析,尿液或血液取样也是必不可少的。
在这里,我们描述了经皮方法来评估在清醒动物肾功能。这种方法比传统的方法,以及只微创简单和快速。利用这种技术,利用一个小型化的光学装置和外源性肾标记异硫氰酸荧光素(FITC)-sinistrin,能够几乎实时地确定肾功能,而不需要为血浆或尿液取样和无外科导管为物质施用。由于这些特点,该方法适用于在相同的动物进行连续测量。
FITC-sinistrin是肾标记物通过肾小球自由过滤,用无肾小管重吸收或分泌。小型化的装置的光学部分包括两个发光二极管(LED),其激发的所施用的标记和一个光电二极管来检测通过皮肤发射的荧光。所记录的数据被存储在内部存储器集成在设备和可以使用它们来产生的FITC sinistrin消除动力学曲线。功率是由一个小的可充电锂电池供电。为设备和它的各个部件更详细的信息请参见Schreiber 等 。9。该设备在使用双面粘合贴剂携带用于光学部件的透明窗容易地安装在动物身体。结果是容易得到后的记录期结束。
用的方法和此处提供的协议中,我们引入一个有前途的技术,它可以取代目前金标准来确定的GFR,不仅在研究,而且在临床领域。
本论文描述了使用小型化的设备和外源性肾标记FITC-sinistrin确定自觉啮齿类动物肾功能的过程。如前所述,这种方法在尿和血浆清除率的传统的程序相比,具有几个优点。其中之一是由血液和尿液采样的独立性这导致很大的节省的消耗品,时间方面,当然,动物应力。
如表2所示,外源性肾标记的FITC sinistrin和通过皮肤其消除动力学的测量允许肾病症对肾功能的影响进行研究9,10,14-18。评估血浆清除或肾脏疾病的生物标记物所需的血液样本的序列集合是压力为动物,麻烦和耗时的研究人员。因此,相同的动物内连续测量已廉由动物和方法的原因的福利资讯科技教育。经皮测量13的证明内动物再现性使得它用于检测肾功能由于疾病进展或老化的变化的理想方法。出于同样的原因,它也可以是研究的治疗方法的有效性非常有用的。
该技术的成功应用的两个关键步骤是在动物的光学元件和标记的正确给药的固定。该设备必须适当固定,以避免运动伪影。为了这个目的,防止双面粘合贴剂的装卸是至关重要的,因为它可以导致其粘接性能的损失,并最终不恰当的固定的动物。如通过用胶带覆盖它在协议中,固定和光学装置的保护提到是确保adequat一种有效的方法Ë固定。当执行的FITC sinistrin推注是很关键的静脉内,而不是皮下施用的所有物质。标记物在皮下组织的释放可以由黄色环盘旋由FITC的sinistrin自身颜色产生的动物的尾巴很容易识别。皮下注射一般表现为一个平坦的曲线和长期的标记排泄时间。该方法的可能的限制是更相关比使用该技术本身所使用的标记。当水肿的存在动物的皮肤上,将不被推荐的肾功能的皮评估,有可能改变的FITC sinistrin的排泄动力学的额外隔室。同样,色素沉着皮肤可以限制该技术的使用,由于FITC的sinistrin和黑色素的重叠激发和发射光谱。然而,在动物中的补丁皮肤色素沉着,该问题是通过将光学解决在一个未着色区的装置的一部分。
它是可以修改的肾功能的皮评估的不同方面,以便适应的程序不同的动物物种和/或方法。例如,推荐的FITC sinistrin剂量或测量的长度可以根据不同的物种或动物模型实验以及目标进行调整。该方法的这个适应性已经通过在不同物种啮齿动物和多种类型的具有不同的卫生条件菌株的的成功应用证实。此外,肾功能的皮评估最近已经在狗和效果极佳猫12验证。由于这些动物和啮齿动物之间的无可置疑的差异,该研究确定的FITC sinistrin为,狗和猫的适当剂量,并且它进行更长的测量时间,4个小时,而不是1或2个小时的使用d。在啮齿动物。
综合来看,使用这种技术可以帮助我们获得在肾脏病更准确的见解,包括更好地了解肾脏疾病进展和治疗的效果。肾功能的皮评估的特征宿它作为今后人类和兽医临床领域所应用的合适的技术,且应被认为是有前途的技术,以代替传统的方法。
The authors have nothing to disclose.
ZHP was supported by the Marie-Curie project: NephroTools.
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