, Jak je popsáno výše, různé navrhl příčiny FSGS u lidí všech cílových podocytů. Poškození podocytů vede k effacementu procesu nohou a nakonec k oddělení od GBM. Srůsty jsou vytvořeny mezi obnažil GBM a bowmanova pouzdra, a parietálních epitelových buněk (PEC), začnou produkovat extracelulární matrix (ECM), který způsobuje typické FSGS léze ., Zvířecí modely používané k vyšetřování fsgs všechny indukují poškození podocytů a tím napodobují lidské FSGS.

Remnant model ledvin

nejčastěji používaným zvířecím modelem pro FSGS je redukovaný nebo zbytkový model ledvin u potkanů. V tomto modelu, 4/6 nebo 5/6 renální tkáně je odstraněn chirurgicky vyjmout jednu ledvinu a podvaz renální tepny, větve nebo polectomies snížit jednu nebo dvě třetiny renální tkáně v kontralaterální ledviny . Většina studií používá model ablace 5/6, protože vyvolává hypertenzi, výrazné poškození ledvin a FSGS., Model redukce hmotnosti ledvin 4/6 se používá jako mírnější varianta, protože nevyvolává hypertenzi a pouze mírnou renální dysfunkci a glomerulosklerózu .

pro kompenzaci ztráty renální hmoty dochází k tubulárnímu a glomerulárnímu růstu. Glomerulární růst je dosažen jak hyperplazií, tak hypertrofií. Růst podocytů je strukturálně pomalejší, protože se vyskytuje pouze hypertrofií. Proto je kapilární i filtrační oblast pro jeden podocyt dramaticky zvětšena., Jako důsledek, filtrát nemohou být filtrovány do močového prostoru dostatečně rychle, což způsobuje ucpání, které odvrátit filtrátu do prostoru mezi podocyt tělo a nohy procesů. Tyto maladaptivní změny nakonec vedou k destrukci buněk a adhezi mezi GBM a Bowmanovou kapslí vedoucí k skleróze . Kromě toho studie používající modely polektomie ukazují pouze mírnou hypertenzi a pomalý vývoj glomerulosklerózy. To je na rozdíl od ligačních modelů, které způsobují výraznější hypertenzi., Přítomnost hypertenze a rychlý rozvoj glomerulosklerózy je způsobena označen up-regulace komponenty systému renin-angiotensinového systému, a to Ang II, v zanícené peri-infarktové zóny v podvázání modely, což vede ke strukturálním změnám v podocytů . Zbytkový model ledvin může způsobit poškození podocytů jak hyperfiltrací-hypertenzí, tak cestou Ang II, podobně jako u lidských FSGS.

většina kmenů potkanů je náchylná k indukci FSGS prostřednictvím zbytkového modelu ledvin., Mnichov-krysy Wistar mají výhodu v tom, že mají povrchové glomeruly, které lze použít k přímému měření hemodynamických faktorů. Naproti tomu většina kmenů myší, včetně c57bl / 6, je rezistentní vůči vývoji FSGS prostřednictvím zbytkového modelu ledvin. 129sv myši jsou citlivé, ale anatomická distribuce větví renální arterie u myší ztěžuje dosažení reprodukovatelné 5/6 nefrektomie .

zdá se také, že existuje genderově závislý rozdíl v náchylnosti k FSGS., Studie využívající zbytkový model ledvin u potkanů Munich – Wistar a Sprague-Dawley ukázaly, že estrogeny, zejména estradiol, mohou chránit před vývojem FSGS .

studie využívající model zbytkových ledvin se provádějí pro vývoj strategií preventivní léčby a také pro získání většího přehledu o základních patologických stavech., Pomocí tohoto modelu bylo zjištěno, že inhibice syntézy tromboxanu , správa clofibric kyseliny (hypolipidemické agent) , troglitazon (peroxisome tiazolidindionom-activated receptor-gamma agonistů) a Tranilast (antifibrotic agent) mohou zmírnit progresivní glomeruloskleróza. Tyto studie-všechny použité Sprague-Dawley krysy mužského nebo ženského pohlaví a snížená renální hmotnost pomocí techniky ligace větve renální tepny., Jiné studie ukazují, že absence funkční p21(WAF1/CIP1) v 129/Sv kmen myší může snížit progresi chronického selhání ledvin, a to apolipoproteinu E knockout myši nemají zvýšení poškození ledvin po subtotální nefrektomii v přítomnosti hyperlipidemie , což naznačuje roli tohoto proteinu v rozvoji sekundární FSGS. Obě studie používaly k indukci modelu zbytkových ledvin poliktomie.,

MODEL zbytkové ledviny je omezen ve svých schopnostech napodobovat lidské FSGS, protože poškození je indukováno akutním postupem, zatímco u lidských FSGS je poškození indukováno mnohem pomaleji. Zbytkový model ledvin však lze použít v kombinaci s jinými modalitami vyvolávajícími FSGS, jako jsou injekce s puromycinem nebo indukovaná hypertenze. Tyto modely FSGS budou diskutovány v následujících odstavcích.

snížení hmotnosti ledvin v důsledku systémového onemocnění

snížení hmotnosti ledvin je sekundární událostí určitých patologií., U řady zvířecích modelů je pokles renální hmoty důsledkem chronického poškození glomerulárních cév v důsledku hypertenze. V těchto modelech, FSGS se vyvíjí podobným způsobem jako v the remnant kidney model, kde pokles renální tkáně vede k dostupnosti snížení počtu glomerulů, filtruje stejné množství séra. Techniky ke studiu hypertenze zahrnují použití potkanů náchylných k hypertenzi Sabra, což jsou zvířata citlivá na sůl, která vyvíjejí hypertenzi, když jsou chow a voda z vodovodu naložena 8% NaCl ., Renální hypertenze může dále být způsobena podáním norepinefrinu (NE), nebo Ang II. V tomto modelu Muž Sprague – Dawley krysy jsou použity, které jsou uvedeny NE a Ang II intravenózně po dobu 14 dnů, zatímco nafukovací cévní okluderu udržuje renální perfúzní tlak na levé ledviny na úrovni základních, a odhaluje pravou ledvinu, aby zvýšený perfuzní tlak . Kromě toho, hyperlipidemie a obezita modely jako Zucker potkanů byly zkoumány, stejně jako stárnutí, nefron nedostatečné Mnichov-Wistar Frömter krysa .,

Kromě pozorování vliv hypertenze na rozvoj glomerulosklerózy v těchto dvou zvířecích modelech, Zucker potkanů ukazují, že na začátku přílivu glomerulární makrofágy předchází glomeruloskleróza . Stárnoucí Mnichov – Wistar krysy ukazují, že věkově závislá glomeruloskleróza je po inhibici endotelinu-1 obrácena. Zdá se, že endotelin-1 má inhibiční účinek na aktivitu buněčného cyklu podocytů a dediferenciaci. Při podávání antagonisty endotelinu-1 mohou podocyty znovu vstoupit do buněčného cyklu a zotavit se z předchozího a věku souvisejícího zranění .,

Poškození glomerulární cévy může dojít také v důsledku anti-fosfolipidových protilátek u systémového lupus erythematodes (SLE), že okludovat glomerulární cévy a v důsledku chronického zánětu. Předpokládá se, že tento chronický zánět způsobuje hypertenzi podobnou tomu, co je popsáno v modelu zbytku ledvin pomocí ligace. Je známo, že samice myší NZBWF1 produkují vysoké titry antinukleárních protilátek. U těchto myší je ledvina chráněna před poškozením blokádou TNF-α .

tyto zvířecí modely jsou dobrými reprezentacemi sekundárních FSG u lidí., Bohužel sekundární FSGS je jen malá část lidských FSGS a vývoj FSGS může být často zabráněno a / nebo zpožděno léčbou těchto základních příčin.

léky indukované

Adriamycin, puromycin a streptozotocin jsou léky, které se většinou používají k indukci FSGS. Navíc dostupná literatura popisuje malý počet studií prováděných s cyklosporinem a růstovým hormonem , které zde nebudou diskutovány.

většina kmenů potkanů je náchylná k FSGS indukovaným adriamycinem nebo puromycinem., Většina kmenů myší není, s výjimkou myší balb / c, které jsou citlivé na FSGS indukované adriamycinem .

Adriamycin je známý jako onkolytického antibiotikum, které může vyvolat proteinurie z druhé infuzi kupředu, při intravenózním podání u potkanů při dávce 2 mg/kg v 3-týdenní interval. Po 16 týdnech je pozorována segmentální glomeruloskleróza s progresí ke globální glomeruloskleróze a tubulointersticiální fibróze po 24 týdnech. Kvůli zvýšeným hladinám močoviny v séru některá zvířata nepřežijí déle než 28 týdnů., Při podání v jedné intravenózní dávce 5 mg/kg způsobuje adriamycin sklerózu do 6 měsíců u 50% zvířat . Studie, které budou diskutovány, používaly samce potkanů Munich-Wister a injikovaly jednu dávku. Uvedené dávky se pohybují od 1,5 do 5 mg/kg u potkanů a 10 až 15 mg/kg u myší . Je důležité testovat dávku před provedením experimentů, protože adriamycin má malý farmaceutický rozsah, mimo který se stává toxickým. Kromě toho lze pozorovat dávkové rozdíly .

Puromycin je antibiotikum, které inhibuje syntézu bílkovin., Puromycinu může být dána více intraperitoneální injekce s počáteční dávce 10 mg/kg následované dávkou 40 mg/kg každé 4 týdny, nebo jako jednorázové intravenózní dávce 50 mg/kg způsobit puromycinu aminonucleoside vyvolané nefróza (PAN). Po injekci, potkanech ukazují rané nefrotický fáze dosáhne na 10 dní s kompletní nohou proces zahlazení následuje zdánlivá usnesení. Mezi 10 a 13 týdny se progresivní proteinurie nižší úrovně vyvíjí s časnými segmentálními sklerotickými lézemi, které vedou k dobře definované segmentální skleróze po 18 týdnech .,

jak adriamycin, tak puromycin se často používají k indukci FSGS kvůli jejich silným účinkům na odpověď na dávku . Tyto léky se často používají ve stejné studii ve dvou samostatných pažích. Tyto modely byly použity ke studiu sériové mikropunkturní analýzy jediného nefronu, zatímco se vyvíjí glomeruloskleróza . Studie léčby fsgs, pro které se používají zvířecí modely adriamycinu a puromycinu, ukazují, že kombinace inhibitorů enzymu konvertujícího Angiotensin (ACE-I) a blokátorů Ang II nemá lepší účinek než ACE-i samotné ., Kromě toho, že ukazují, že MAPK je zásadní pro podocyt zranění, takže p38 MAPK potenciální terapeutický cíl a to, že očkování s CCL2 DNA chrání proti poškození ledvin po adriamycin injekce . Možné nové biomarkery pro zahájení a závažnost FSGS, jako je fibronektin a Rab-23, byly studovány také v těchto zvířecích modelech. Sérové hladiny fibronektinu může ukázat mírné, ale významné zvýšení 3 dny před výskytem glomerulární fibronektinu vkladů, což je nespecifický biomarker pro predispozice FSGS ., V případě Rab-23 je v mezangiálních buňkách pozorována autokrinní signalizační dráha při vývoji FSGS, což vede ke zvýšeným hladinám Rab-23 v moči a potlačuje tuto cestu. Proto jako biomarker mohou hladiny moči Rab-23 možná naznačovat závažnost FSGS .

Oba léky způsobit přímé toxické poškození podocytů, zvýšení propustnosti glomerulární endoteliální buňky pro větší molekuly, a snížení glomerulární poplatku selektivity, což vede k tubulointersticiální zranění ., Vzhledem k tomu, že tyto cesty jsou odlišné od těch, které jsou známy v lidských FSGS, význam těchto modelů je nejasný.

Streptozotocin je přirozeně se vyskytující chemická látka, která je toxická pro beta-buňky pankreatu produkující inzulín. Může být použit k léčbě rakoviny Langerhansových ostrůvků a v lékařském výzkumu k vyvolání diabetu u zvířecích modelů . Diabetická nefropatie indukovaná v tomto modelu předchází vývoji FSGS., Intraperitoneální injekce 40 mg/kg u samců Syrské APA křečky vyvolává pokračující hyperglykémie a hyperlipidémie s vysokou glukózy v moči, krvi, což má za následek glomerulární lipidóza po 1 měsíci. Po 3 měsících je vidět FSGS s mezangiální expanzí. To je způsobeno zvýšením bazálního membránového materiálu, lipidových kapiček a pěnových buněk. Zvláště hyperlipidémie je v tomto vývoji zásadní, protože tvoří lipidové kapičky .,

Studie pomocí streptozotocin-navozené hyperglykémie v mužské Mnichov Wistar potkanů ukazují, že doxazin, snižující krevní tlak agent, snižuje albuminurii o 80%, ale nemá vliv na mesangiální expanze nebo progrese do glomeruloskleróza. Naproti tomu správná kontrola glykémie zabraňuje všem třem . U těchto zvířat může být kritická změněná genová exprese v rané fázi onemocnění ledvin způsobená hyperglykémií .,

Virus-indukované

Virus vyvolané zvířecí modely, které jsou nejčastěji používány v FSGS výzkumu jsou HIV-1 na bázi modelů, které transgenních myší express HIV-1 příslušenství geny jako Vpr . Tyto transgenní myši se získávají buď transfekcí oplodněných vajíček hybridu mezi C57BL / 6 a DBA/2 s Vpr a promotorem genu nefrinu, nebo použitím myší linie Tg26 . Kromě toho se ke studiu FSGS používají makaky rhesus infikované virem sivmacr71/17e, klonovaným lymfocytovým tropickým virem simian imunodeficience (SIVAN)., Jak bylo uvedeno výše, virus může způsobit poškození podocytů, a to buď přímou infekci těchto buněk nebo uvolněním zánětlivých cytokinů. Kromě toho se virus může přenášet z infikovaných T-buněk do tubulárních epiteliálních buněk prostřednictvím virových synapsí během buněčné adheze . Studie používající tento zvířecí model prokázaly ochranu a zvrat glomerulosklerózy léčbou Fluvastatinem a cyklin-dependentním inhibitorem kinázy CYC202.

tyto zvířecí modely jsou důležité pro studium HIVANU, protože lidské renální buňky také exprimují geny HIV – 1., HIVAN je však sekundární příčinou FSGS a nerozšiřuje naše znalosti primárních FSGS.

modely cílení podocytů fsgs

vzhledem k tomu, že podocyty byly identifikovány jako hlavní buněčný cíl v FSGS, byly vyvinuty nové zvířecí modely. Geny kódující proteiny specifické pro podocyty byly zaměřeny na získání modelů knockout mouse Pro FSGS. Nejčastěji se zaměřovaly geny Mpv-17 a α-aktinin 4. Budou diskutovány myši s nedostatkem podocinu, stejně jako vyčerpání podocytů protilátkou Thy-1.1 a toxinem záškrtu.,

Mpv-17 inaktivace retrovirální vložení výsledků v nohou proces zploštění a proteinurie do 30 dnů po porodu, způsobené nadměrnou produkcí kyslíkových radikálů, a hromadění lipidů peroxidace adukty. Po 9-12 měsících myši podléhají selhání ledvin .

studie s inaktivací Mpv-17 ukazují vyčerpání mitochondriální DNA, která postihuje kůži, vnitřní ucho a ledviny. Na počátku FSGS zůstává v buňkách glomerulárního chomáče téměř žádná mitochondriální DNA .

Gen α-aktinin 4 kóduje pro produkci actinového zesíťovacího proteinu., Bodové mutace v tomto genu způsobují autosomálně dominantní formu lidských FSGS. Existuje významné snížení mRNA a nefrinu, složky štěrbinové membrány. Výsledkem je rychle ponižující a deregulovaný aktin cytoskeletu (způsobené α-actinin-4) a zhoršení štěrbinové membrány (způsobené nephrin), což vede k předčasnému rozvoji proteinurie a FSGS . Ve studiích s mutovanými myšmi α-aktininu 4 se vzorky používají pro srovnání s autozomálně dominantní formou lidských FSG způsobenou stejnou mutací α-aktininu 4 .

podocin je kódován genem NPHS2., Mutace v tomto genu způsobují familiární a sporadické formy nefrotického syndromu rezistentního na steroidy a FSGS u lidí. Nphs2 knockout myši nevyvíjejí FSGS, ale difúzní mezangiální sklerózu. Tyto myši zemřou během několika dnů až týdnů po narození z selhání ledvin . Nicméně, když podocin je inaktivován u dospělých myší pomocí Cre-loxP technologie, výsledky v nefritického syndromu a FSGS do 4 týdnů. Následuje difúzní glomeruloskleróza a tubulointersticiální poranění .

indukční model pro FSGS byl vytvořen zavedením exprese antigenu Thy-1.1 na podocyty., Thy-1.1 není exprimován na podocytech u normálních myší. Model myši byl vyvinut injekcí human-mouse Thy-1.1 do zygotů myší Thy-1.2 CBA x c57bi. Po injekci Anti-Thy-1.1 monoklonálních protilátek jsou podocyty a parietální epiteliální buňky (PEC) poškozeny, což vede k hypertrofii podocytů a produkci extracelulární matrice PEC . Akutní albuminurie je indukována během jednoho dne a je doprovázena rychle se rozvíjející fokální glomerulosklerózou v den 21. Thy-1.,1 transgenní myší model, je vhodné, aby konkrétně studie vztahu mezi podocyt zranění, albuminurie a rozvoj FSGS, neboť bylo prokázáno, že v tomto modelu závažnosti FSGS koreluje s rozšířit na podocyt zranění . V tomto modelu bylo také prokázáno, že ACE-I je důležité v prevenci rozvoje FSGS, případně prostřednictvím PEC šíření ucpání .

indukce Fsgs u transgenních zvířat injekcí toxinů specifických pro podocyty byla také provedena vývojem potkanů, které exprimují receptory lidského difterického toxinu (hDTR) na podocytech., Oplodněné Fisher krysy byly injikovány podocin promotor / hDTR k rozvoji těchto transgenních myší. Po dosažení dospělého věku, krysy byly injekčně s difterický toxin (DT, 1 ml/10 g) příčinou deplece podocytů, že doprava DT se do jejich cytoplazmy do 7 dnů. Až 20% podocytů jsou ztraceny, mesangiální expanze a mírné proteinurie rozvíjet bez ztráty funkce ledvin, což naznačuje, že kompenzační mechanismus je vyvolán., Po vyčerpání 40% podocytů, synechia formace, mírná proteinurie a FSGS léze včetně GBM srůsty, PEC migrace a ECM tvorba začít rozvíjet. Když je vyčerpáno více než 40% podocytů, vyvine se globální skleróza .

Tyto modely ovlivňují podocytů, a to buď tím, že cílení stávajících genů a jejich kódování proteinů, nebo transfekce specifickými receptory na podocyty, které mohou být konkrétně cílené. Modely používající existující geny pokrývají méně než 8% lidských příčin FSGS., Oba modely vyčerpání podocytů poskytují důležité informace o kontinuální progresi FSGS v závislosti na dávce, ale neřeší příčinu primárních FSGS.

Cirkulující propustnost faktory

studie na Zvířatech pomohly dokázat existenci cirkulujících propustnost kauzální faktory pro FSGS tím, že ukazuje, že FSGS mohou být vyvolané u potkanů po injekci se sérem pacientů s FSGS. Obě zde diskutované studie používaly krysy Sprague-Dawley, které byly injikovány sérem FSGS ověřených biopsií u pacientů s primárním onemocněním., Tyto studie ukazují, že jediná injekce FSGS sérum pacientovi způsobuje přechodné albuminurie a proteinurie u potkanů a to zejména v séru od pacientů s kolabující FSGS varianta vede ke glomerulární trs zatažení a podocyt poškození .

dosud neexistuje shoda o tom, který kandidátský faktor je skutečný „fsgs-faktor“ nebo kde se vyrábí. Tyto studie podporují existenci cirkulujícího faktoru propustnosti a mají potenciál identifikovat tento „faktor vyvolávající FSGS“.,

spontánně se vyvíjející fsgs

v literatuře byl publikován pouze jeden spontánně se vyvíjející model myši FSGS. Studie používající tento model myši FGS / Nga se objevily v letech 1991 až 2004. Model myši byl založen po křížení křížení CBA/Nga a RFM/nga potomků. Kmen spontánně vyvinul fsgs léze po 3 měsících a těžkou glomerulosklerózu během jednoho roku. Studie tohoto myšího modelu odhalily husté usazeniny v mezangiu obsahujícím IgA, IgM, C3 a retrovirový obálkový antigen., Chov těchto zvířat byl možný až do 18 generací .

studie používající tento myší model ukázal, že transplantace kostní dřeně (BMT) z normální myši na FSGS myší zlepšuje FSGS a BMT nebo převod čištěná krvetvorných kmenových buněk z FSGS myší normálních myší indukované FSGS . Byla provedena studie k lokalizaci kvantitativního znaku loci (QTL) ovlivňujícího index glomerulosklerózy (GSI) u těchto myší. Dva QTL byly nalezeny na chromozomech 8 a 10. Přítomnost Gsi1 zvýšila GSI, zatímco přítomnost Gsi2 snížila GSI .,

V současné době zůstávají v Japonsku pouze některá embrya tohoto modelu myši, ale zdá se, že se neprovádí žádný aktivní výzkum (Tabulka 1).

Tabulka 1 Přehled zvířecích modelů projednán v této recenzi