Som beskrevet ovenfor, er de forskellige foreslåede årsager til FSGS mennesker i alle mål podocytes. Beskadigelse af podocytter fører til mund proces effacement og til sidst løsrivelse fra GBM. Adhæsioner dannes mellem denuderede GBM og Bo .mans kapsel, og parietale epitelceller (PEC) begynder at producere ekstracellulær Matri. (ECM), hvilket forårsager de typiske FSGS-læsioner., Dyremodeller, der bruges til at undersøge FSGS, inducerer alle skader på podocytter og efterligner derved humane FSGS.

Restnyremodel

den hyppigst anvendte dyremodel til FSGS er den reducerede eller restnyremodel hos rotter. I denne model, 4/6 eller 5/6 af renal massen er fjernet ved kirurgisk resecting en nyre og ligering af nyrearteriestenose grene eller polectomies til at reducere en eller to tredjedele af den renale masse i den kontralaterale nyre . De fleste undersøgelser bruger 5/6 ablationsmodellen, da den inducerer hypertension, udtalt nyreskade og FSGS., 4/6 renal masse reduktion model bruges som en mildere variant, da det ikke inducerer hypertension, og kun moderat renal dysfunktion og glomerulosklerose .

for at kompensere for tabet af nyremasse forekommer tubulær og glomerulær vækst. Glomerulær vækst opnås ved både hyperplasi og hypertrofi. Podocytvækst er strukturelt langsommere, da den kun forekommer gennem hypertrofi. Derfor er både kapillær-og filtreringsområdet for en enkelt podocyt dramatisk forstørret., Som følge heraf kan filtratet ikke filtreres ind i urinrummet hurtigt nok, hvilket forårsager blokeringer, der omdirigerer filtratet ind i rummet mellem podocytkrops-og fodprocesserne. Disse maladaptive ændringer fører til sidst til celledestruktion og vedhæftninger mellem GBM og Bo .mans kapsel, der fører til sklerose . Derudover viser undersøgelser ved hjælp af polektomimodeller kun moderat hypertension og langsom udvikling af glomerulosklerose. Dette er i modsætning til ligationsmodeller, der forårsager mere udtalt hypertension., Forekomsten af hypertension og en hurtig udvikling af glomerulosclerosis er forårsaget af den markante op-regulering af komponenter af renin angiotensin systemet, nemlig Ang II, i det betændte peri-infarkt zone i ligation modeller, der fører til strukturelle ændringer i podocytes . Restnyremodellen kan forårsage podocytskader gennem både hyperfiltrering-hypertension og via Ang II-vejen, svarende til hvad der ses i humane FSGS.de fleste rottestammer er modtagelige for induktion af FSGS via restnyremodellen., M .nchen-ratsistar rotter har fordelen ved at have overfladeglomeruli, der kan bruges til direkte måling af hæmodynamiske faktorer. I modsætning hertil er de fleste musestammer, herunder C57BL/6, resistente over for udviklingen af FSGS via restnyremodellen. 129 sv mus er modtagelige, men den anatomiske fordeling af nyrearteriegrenene hos mus gør det vanskeligt at opnå reproducerbar 5/6 nefrektomi .

der synes også at være en kønsafhængig forskel i følsomheden over for FSGS., Undersøgelser, der bruger restnyremodellen I m .nchen–ratsistar-rotter og Sprague-da .ley-rotter, har vist, at østrogener, hovedsageligt østradiol, kan beskytte mod FSGS-udvikling .

undersøgelser, der anvender restnyremodellen, udføres til udvikling af forebyggende behandlingsstrategier samt for at få mere indsigt i underliggende patologier., Ved hjælp af denne model blev det konstateret, at hæmning af thromboxane syntese , administration af clofibric syre (lipid-sænkende middel) , troglitazone (peroxisome proliferator-aktiveret receptor-gamma-agonist) og Tranilast (antifibrotic agent) kan alle med rette progressive glomerulosclerosis. Disse undersøgelser-alle brugte Sprague-da .ley rotter af enten mandlig eller kvindelig køn og reduceret nyremasse via renal arterie gren ligation teknik., Andre undersøgelser viser, at fravær af funktionelle p21(WAF1/CIP1) i 129/Sv mus stamme kan reducere progression til kronisk nyresvigt, og at apolipoprotein E knockout-mus, der ikke har en stigning i den renale skader efter tilsammen nephrectomy i overværelse af hyperlipidæmi , tyder en rolle for dette protein i udviklingen af sekundære FSGS. Begge undersøgelser brugte polektomier til at inducere restnyremodellen.,

den resterende nyremodel er begrænset i dens evner til at efterligne humane FSGS, da skaden induceres via en akut procedure, mens skaden i humane FSGS induceres meget langsommere. Imidlertid kan restnyremodellen bruges i kombination med andre FSGS-inducerende modaliteter, såsom injektioner med puromycin eller med induceret hypertension. Disse FSGS-modeller vil blive diskuteret i de næste afsnit.

Renal massereduktion på grund af systemisk sygdom

reduktionen af nyremasse er en sekundær begivenhed for visse patologier., I en række dyremodeller er faldet i nyremasse resultatet af kronisk skade på de glomerulære kar på grund af hypertension. I disse modeller udvikler FSGS på samme måde som i restnyremodellen, hvor et fald i nyremassen fører til tilgængeligheden af et reduceret antal glomeruli til filtrering af samme mængde serum. Teknikker til at studere hypertension omfatter brugen af Sabra hypertension udsatte rotter, som er saltfølsomme dyr, der udvikler hypertension, når Cho .og ledningsvand er fyldt med 8% NaCl., Renal hypertension kan endvidere være forårsaget af administration af noradrenalin (NE) eller Ang II. I denne model Mandlige Sprague – Dawley rotter, der anvendes, som er givet NE og Ang II intravenøst for 14 dage, mens en oppustelig vaskulær occluder fastholder renal perfusion pressure til venstre nyre ved baseline niveauer, og udsætter den højre nyre til forhøjet perfusion pres . Hertil kommer, hyperlipidæmi og fedme modeller som Zucker rotter er blevet undersøgt såvel som ældre, nephron mangelfuld München-Wistar Frömter rotte .,

udover at observere virkningen af hypertension på udviklingen af glomerulosklerose i disse to dyremodeller viser ratsucker-rotterne, at tidlig tilstrømning af glomerulære makrofager går forud for glomerulosklerose . De aldrende m .nchen-ratsistar-rotter viser, at aldersafhængig glomerulosklerose vendes efter endothelin-1-hæmning. Endothelin-1 ser ud til at have en hæmmende effekt på podocyt-cellecyklusaktivitet og dedifferentiering. Ved indgivelse af en endothelin-1-antagonist kan podocytter genindtræde i cellecyklussen og komme sig efter tidligere og aldersrelateret skade .,

Skade på glomerular fartøjer kan også opstå på grund af anti-fosfolipid antistoffer til stede i systemisk lupus erythematosus (SLE), at okkludere det glomerular fartøjer og resultere i kronisk betændelse. Denne kroniske betændelse menes at forårsage hypertension svarende til det, der er beskrevet i restnyremodellen ved hjælp af ligation. Kvindelige n .b .f1-mus er kendt for at producere høje titere af antinucleære antistoffer. I disse mus er nyren beskyttet mod skade ved TNF-a-blokade .

disse dyremodeller er alle gode repræsentationer af sekundære FSGS hos mennesker., Desværre er sekundære FSGS kun en lille del af menneskelige FSGS, og udvikling til FSGS kan ofte forhindres og/eller forsinkes ved behandling af disse underliggende årsager.

lægemiddelinduceret

Adriamycin, puromycin og strepto .otocin er de lægemidler, der oftest bruges til at inducere FSGS. Derudover beskriver tilgængelig litteratur et lille antal undersøgelser udført med cyclosporin og væksthormon , som ikke vil blive diskuteret her.de fleste rottestammer er modtagelige for FSGS induceret af adriamycin eller puromycin., De fleste musstammer er ikke, bortset fra balb/C-mus, som er modtagelige for adriamycininduceret FSGS .

Adriamycin er kendt som et onkolytisk antibiotikum, der kan inducere proteinuri fra den anden infusion fremefter, når det gives intravenøst i rotter med 2 mg / kg i et 3-ugers interval. Efter 16 uger observeres segmental glomerulosklerose med progression til global glomerulosklerose og tubulointerstitiel fibrose efter 24 uger. På grund af øgede serumurinstofniveauer vil nogle af dyrene ikke overleve ud over 28 uger., Når det gives i en enkelt intravenøs dosis på 5 mg/kg, forårsager adriamycin sklerose inden for 6 måneder hos 50% af dyrene . Undersøgelser, der vil blive diskuteret, brugte mandlige m .nchen -isterister rotter og injicerede en enkelt dosis. De givne doser varierer fra 1,5 til 5 mg/kg hos rotter og 10 til 15 mg / kg hos mus . Det er vigtigt at teste dosis, inden der udføres forsøg, da adriamycin har et lille farmaceutisk område, uden for hvilket det bliver giftigt. Derudover kan der observeres batchforskelle .

Puromycin er et antibiotikum, der hæmmer proteinsyntese., Puromycin kan gives ved flere intraperitoneal injektioner med første indgift af 10 mg/kg, efterfulgt af 40 mg/kg hver 4. uge eller som en enkelt intravenøs dosis på 50 mg/kg for at forårsage puromycin aminonucleoside-induceret nephrosis (PAN). Efter injektion viser rotter en tidlig nefrotisk fase, der topper efter 10 dage med fuldstændig fodproces-udslettelse efterfulgt af tilsyneladende opløsning. Mellem 10 og 13 uger udvikler progressiv proteinuri på lavere niveau med tidlige segmentale sklerotiske læsioner, der fører til veldefineret segmentsklerose efter 18 uger .,

både adriamycin og puromycin bruges ofte til at inducere FSGS på grund af deres stærke dosisresponsvirkninger . Disse lægemidler bruges ofte i samme undersøgelse i to separate arme. Disse modeller er blevet brugt til at studere seriel mikropunkturanalyse af en enkelt nephron, mens glomerulosklerose udvikler sig . FSGS behandling undersøgelser, som adriamycin og puromycin dyremodeller anvendes viser, at kombinationen af Angiotensin konverterende enzym-hæmmere (ACE-I) og Ang II-blokkere ikke har en bedre effekt end ACE-jeg er alene ., Derudover viser de, at MAPK er afgørende for podocytskade, hvilket gør p38 MAPK til et potentielt terapeutisk mål, og at vaccination med CCL2 DNA beskytter mod nyreskade efter adriamycininjektioner . Mulige nye biomarkører for initiering og sværhedsgrad af FSGS, såsom henholdsvis fibronectin og Rab-23, blev også undersøgt i disse dyremodeller. Serum fibronectin niveauer kan vise en svag, men signifikant stigning 3 dage før forekomsten af glomerular fibronectin indskud, hvilket gør det til en ikke-specifik biomarkør til disposition af FSGS ., I tilfælde af Rab-23 observeres en autokrin signalvej i mesangiale celler under udvikling af FSGS, hvilket fører til forhøjede urinniveauer af Rab-23 og undertrykker denne vej. Derfor kan Rab-23 urinniveauer som biomarkør måske indikere sværhedsgraden af FSGS .

begge lægemidler forårsager direkte toksisk skade på podocytterne, øger permeabiliteten af glomerulære endotelceller for større molekyler og reducerer glomerulær ladningsselektivitet, hvilket fører til tubulointerstitiel skade ., Da disse veje er forskellige end dem, der er kendt i humane FSGS, er relevansen af disse modeller uklar.

strepto .otocin er et naturligt forekommende kemikalie, som er giftigt for insulinproducerende beta-celler i bugspytkirtlen. Det kan bruges til at behandle kræftformer på Langerhans øer og i medicinsk forskning for at inducere diabetes i dyremodeller . Den diabetiske nefropati induceret i denne model går forud for udviklingen til FSGS., Intraperitoneal injektion på 40 mg / kg hos mandlige Syriske APA-hamstere inducerer en igangværende hyperglykæmi og hyperlipidæmi med høje glukoseurinniveauer, hvilket resulterer i glomerulær lipidose efter 1 måned. Efter 3 måneder ses FSGS med mesangial ekspansion. Dette skyldes en stigning i kældermembranlignende materiale, lipiddråber og skumceller. Især hyperlipidæmi er afgørende i denne udvikling, da den danner lipiddråberne .,

Undersøgelser ved hjælp af streptozotocin induceret hyperglykæmi i mandlige München Wistar rotter viser, at doxazin, et blodtryk sænkende middel, reducerer albuminuri med 80%, men ikke har en effekt på mesangial ekspansion eller progression til glomerulosclerosis. I modsætning hertil forhindrer korrekt glykæmisk kontrol alle tre . Ændret genekspression i den tidlige fase af nyresygdom forårsaget af hyperglykæmi kan være kritisk hos disse dyr .,

virusinduceret

Virusinducerede dyremodeller, der oftest bruges i FSGS-forskning, er HIV-1-baserede modeller, hvor transgene mus udtrykker HIV-1 tilbehørsgener såsom VPR . Disse transgene mus er fremkommet ved transfecting befrugtede æg af en hybrid mellem C57BL/6 og DBA/2 med Vpr og nephrin gene promotor eller ved hjælp Tg26 mus linje . Derudover bruges rhesus maca .ues inficeret med SIVmacR71/17E, en klonet lymfocyt tropisk simian immundefektvirus (SIVAN), til at studere FSGS ., Som nævnt ovenfor kan virussen påføre podocytter skade, enten ved direkte infektion af disse celler eller ved frigivelse af inflammatoriske cytokiner. Desuden kan virussen overføre fra inficerede T-celler til tubulære epitelceller via virale synapser under celleadhæsion . Undersøgelser, der anvender denne dyremodel, har vist beskyttelse og reversering af glomerulosklerose ved behandling med Fluvastatin og den cyklinafhængige kinaseinhibitor CYC202.

disse dyremodeller er vigtige for at studere HIVAN, da humane nyreceller også udtrykker HIV-1-gener., HIVAN er imidlertid en sekundær årsag til FSGS og udvider ikke vores viden om primære FSGS.

Podocyt-målretningsmodeller af FSGS

da podocytter blev identificeret som det vigtigste cellulære mål i FSGS, blev der udviklet nye dyremodeller. Gener, der koder for podocytspecifikke proteiner, var målrettet mod at opnå knockout-musemodeller for FSGS. Mpv-17 Og α-actinin 4 var de gener, der oftest blev målrettet mod. Podocin-mangelfulde mus vil blive diskuteret, såvel som udtømning af podocytter med Thy-1.1-antistof og difteritoksin.,

MPV-17 inaktivering ved retroviral indsættelse resulterer i udfladning af fodprocesser og proteinuri inden for 30 dage efter fødslen forårsaget af en overdreven produktion af iltradikaler og ophobning af lipidpero .idationsaddukter. Efter 9-12 måneder bukker musene for nyresvigt .

undersøgelser, der anvender MPV-17-inaktivering, viser udtømning af mitokondrielt DNA, som påvirker hud, indre øre og nyre. Ved begyndelsen af FSGS er der næppe noget mitokondrielt DNA tilbage i cellerne i den glomerulære tuft .

gene-actinin 4-genet koder for produktion af et actin-tværbindende protein., Punktmutationer i dette gen forårsager en autosomal dominerende form for human FSGS. Der er signifikant reduktion af mRNA og nephrin, en komponent af slids membranen. Resultatet er et hurtigt nedværdigende og dereguleret actincytoskelet (forårsaget af A-actinin-4) og forringelse af spaltemembranen (forårsaget af nephrin), hvilket fører til tidlig udvikling af proteinuri og FSGS . I undersøgelser med Mut-actinin 4 muterede mus anvendes prøver til sammenligning med den autosomale dominerende form af humane FSGS forårsaget af den samme mutation-actinin 4-mutation .

Podocin kodes af nphs2-genet., Mutationer i dette gen forårsager familiære og sporadiske former for steroidresistent nefrotisk syndrom og FSGS hos mennesker. NPHS2 knockout mus udvikler ikke FSGS, men diffus mesangial sklerose. Disse mus dør inden for dage til uger efter fødslen af nyresvigt . Når podocin inaktiveres hos voksne mus ved hjælp af CRE-lo .p-teknologi, resulterer det imidlertid i nefritisk syndrom og FSGS inden for 4 uger. Dette efterfølges af diffus glomerulosklerose og tubulointerstitiel skade .

en inducerbar model for FSGS er blevet genereret ved at introducere ekspressionen af Thy-1.1-antigenet på podocytter., Thy-1.1 udtrykkes ikke på podocytter i normale mus. Musemodellen blev udviklet ved at injicere human-mouse Thy-1.1 i miceygoter af Thy-1.2 CBA.c57bi mus. Efter injektion af anti-Thy-1.1 monoklonale antistoffer beskadiges podocytter og parietale epitelceller (pec), hvilket fører til podocythypertrofi og ekstracellulær Matri productionproduktion af pec . Akut albuminuri induceres inden for en dag og ledsages af en hurtigt udviklende fokal glomerulosklerose på dag 21. Thy-1.,1 transgen musemodel er passende til specifikt at undersøge forholdet mellem podocytskade, albuminuri og FSGS-udvikling, da det er bevist, at sværhedsgraden af FSGS i denne model korrelerer med udvidelsen af podocytskade . I denne model er det også blevet påvist, at ACE-i er vigtig for at forhindre udvikling af FSGS, muligvis gennem PEC-spredningsblokering .

Inducere FSGS i transgene dyr via injektion af podocyte-specifikke toksiner var også opnås ved at udvikle rotter, der udtrykker menneskers difteri-toksin-receptorer (hDTR) på podocytes., Befrugtede Fisher-rotter blev injiceret med podocin-promotor / hDTR for at udvikle disse transgene mus. Efter at have nået voksenalderen blev rotterne injiceret med difteritoksin (dt, 1 ml/10 g), der forårsager udtømning af podocytter, der transporterer DT ind i deres cytoplasma inden for 7 dage. Når 20% af podocytter går tabt, udvikles mesangial ekspansion og mild proteinuri uden tab af nyrefunktion, hvilket antyder, at en kompensationsmekanisme induceres., Efter udtømning af 40% af podocytes, synechia dannelse, moderat proteinuri og FSGS læsioner, herunder GBM sammenvoksninger, PEC migration og ECM-formation begynder at udvikle sig. Når mere end 40% af podocytterne er udtømt, Udvikler global sklerose .

disse modeller påvirker alle podocytter, enten ved at målrette mod eksisterende gener og deres kodende proteiner eller ved transfektion af specifikke receptorer på podocytter, som specifikt kan målrettes. Modellerne, der bruger eksisterende gener, dækker mindre end 8% af menneskelige årsager til FSGS., Begge podocytudtømningsmodeller giver vigtige oplysninger om den kontinuerlige progression af FSGS på en dosisafhængig måde, men adresserer ikke årsagen til primære FSGS.

cirkulerende permeabilitetsfaktorer

dyreforsøg har bidraget til at bevise eksistensen af cirkulerende permeabilitetsfaktorer kausal for FSGS ved at vise, at FSGS kan induceres hos rotter efter injektion med serum af FSGS-patienter. Begge undersøgelser, der blev diskuteret her, brugte Sprague-da .ley-rotter, der blev injiceret med serum af biopsi-bevist FSGS hos patienter med primær sygdom., Disse undersøgelser viser, at en enkelt injektion af FSGS patientens serum årsager forbigående albuminuri og proteinuri hos rotter, og at især serum fra patienter med de kollapsende FSGS variant fører til glomerular tot tilbagetrækning og podocyte skade .

til dato er der ingen konsensus om, hvilken kandidatfaktor den faktiske “FSGS-faktor” er, eller hvor den produceres. Disse undersøgelser understøtter eksistensen af en cirkulerende permeabilitetsfaktor og har potentialet til at identificere denne “FSGS-inducerende faktor”.,

spontant udvikling af FSGS

i litteraturen er kun en spontant udviklende FSGS musemodel blevet offentliggjort. Undersøgelser, der bruger denne FGS / Nga musemodel, er vist mellem 1991 og 2004. Musemodellen blev etableret efter krydsning af CBA/Nga og RFM/Nga afkom. Stammen udviklede spontant FSGS-læsioner efter 3 måneder og alvorlig glomerulosklerose inden for et år. Undersøgelser af denne musemodel afslørede tætte aflejringer i mesangium indeholdende IgA, IgM, C3 og det retrovirale konvolutantigen., Opdræt af disse dyr var muligt op til 18 generationer .

en undersøgelse ved hjælp af denne musemodel viste, at knoglemarvstransplantation (BMT) fra normale mus til FSGS-mus forbedrer FSGS, og at BMT eller overførsel af rensede hæmatopoietiske stamceller fra FSGS-mus til normale mus inducerede FSGS . En undersøgelse blev udført for at lokalisere kvantitativ egenskab loci (lotl), der påvirker glomeruloskleroseindekset (GSI) hos disse mus. To chromostl blev fundet på kromosomer 8 og 10. Tilstedeværelsen af Gsi1 øgede GSI, mens tilstedeværelsen af Gsi2 reducerede GSI .,

i øjeblikket er der kun nogle embryoner af denne musemodel tilbage i Japan, men ingen aktiv forskning ser ud til at blive udført (tabel 1).

Tabel 1: Oversigt over dyr modeller diskuteres i denne anmeldelse