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肾缺血再灌注模型

肾缺血再灌注模型的构建方法通常用于模拟临床上的肾缺血再灌注损伤(Renal Ischemia-Reperfusion Injury, RIRI),是研究急性肾损伤机制及干预策略的重要工具。以下是构建肾缺血再灌注模型的一般步骤和方法:

一、实验动物选择

  • 常用动物:大鼠(如SD大鼠、Wistar大鼠)或小鼠(如C57BL/6小鼠、Balb/c小鼠)。
  • 性别与体重:通常选用雄性动物,体重根据动物种类和实验需求确定,例如大鼠体重一般在200-250克,小鼠体重在20-30克。
  • 饲养条件:实验动物应在标准SPF(无特定病原体)环境中饲养,自由饮食饮水,术前通常禁食12小时,不禁水。

二、麻醉与手术准备

  1. 麻醉:采用适当的麻醉方法,如腹腔注射戊巴比妥钠(大鼠常用剂量为40-50 mg/kg,小鼠常用剂量为60-80 mg/kg)。
  2. 手术准备:将动物固定于手术台上,手术区域备皮、消毒。

三、手术步骤

  1. 开腹或背部切口

    • 大鼠:沿腹正中线作长约1.5-2.0厘米的切口,逐层分离皮肤、肌肉层,进入腹腔。
    • 小鼠:在背部脊椎旁0.5厘米、肋骨下缘0.5厘米处作长约1.0-2.0厘米的切口,逐层分离皮下组织、肌肉及筋膜,暴露腹膜后间隙。
  2. 暴露肾脏及肾蒂

    • 大鼠:将肠道推向一侧,找到肾蒂(包括肾动脉、肾静脉及输尿管),用无菌棉签或湿纱布将肾脏及周围组织分离。
    • 小鼠:沿腹膜后间隙钝性分离,游离双侧肾脏并暴露肾门,精细分离肾动脉、肾静脉及输尿管。
  3. 夹闭肾动脉

    • 使用无损伤动脉夹(如Bulldog夹)夹闭单侧或双侧肾动脉,造成肾脏缺血。
    • 单侧夹闭:通常用于研究单侧肾功能,对侧肾需切除。
    • 双侧夹闭:直接模拟双肾缺血,但需严格控制缺血时间以防高死亡率。
  4. 缺血处理

    • 缺血时间一般为30-45分钟,具体时间可根据实验需求调整。缺血时间过长易导致不可逆损伤。
  5. 再灌注

    • 缺血时间到达后,移除动脉夹,恢复肾脏血流灌注。
    • 观察肾脏颜色由暗红或紫黑色转为鲜红,确认再灌注成功。
  6. 关闭腹腔或切口

    • 逐层缝合肌肉层、皮下组织和皮肤,关闭腹腔或切口。

四、术后护理与观察

  1. 术后护理

    • 术后给予动物适当的护理,如保温、恢复供水、必要时注射镇痛药物(如布托啡诺)。
    • 密切观察动物的健康状况,记录体重变化。
  2. 观察指标

    • 在再灌注后的不同时间点(如再灌注0小时、3小时、6小时、12小时、24小时、72小时等),收集动物的血液、尿液样本和肾脏组织。
    • 检测血清肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)等肾功能指标,评估肾功能变化。
    • 对肾脏组织进行病理学检查(如HE染色、Masson染色等),观察肾小管、肾间质和肾小球的病理改变。

五、模型验证

  • 血清生化指标:Scr和BUN水平升高提示肾小球滤过功能受损。
  • 病理学检查:肾小管上皮细胞肿胀、坏死及凋亡,肾小管管腔扩张,间质水肿和炎细胞浸润等病理改变是肾缺血再灌注损伤的典型表现。
  • 其他指标:可根据实验需求检测细胞因子(如TNF-α、IL-6等)、信号通路蛋白(如NF-κB、MAPK等)的表达变化。

六、注意事项

  1. 手术操作:应轻柔、准确,避免对周围组织造成损伤。
  2. 缺血处理:缺血应一次成功,避免造成缺血预处理而减轻损伤。
  3. 术后观察:密切观察动物的健康状况,及时处理可能的并发症。
  4. 实验伦理:遵循动物实验伦理原则,尽量减少动物的痛苦和伤害。

七、模型应用

  • 机制研究:用于研究肾缺血再灌注损伤的病理生理机制。
  • 药物筛选:用于评估潜在药物对肾缺血再灌注损伤的保护作用。
  • 治疗方法研究:用于探索新的治疗方法,如细胞疗法、基因疗法等。

通过以上步骤,可以成功构建肾缺血再灌注模型,为研究急性肾损伤机制及干预策略提供重要的实验平台。