a fent leírtak szerint, a különböző javasolt okok FSGS emberben minden cél podocyták. A podociták károsítása a lábfolyamat hatásához vezet, végül pedig a GBM-től való leváláshoz. Összenövések alakulnak ki a denudált GBM és Bowman kapszulája között, és a parietális hámsejtek (PEC) elkezdenek extracelluláris mátrixot (ECM) előállítani, ami a tipikus FSGS elváltozásokat okozza ., Az FSG-K vizsgálatára használt állatmodellek mind a podocyták károsodását okozzák, ezáltal az emberi FSG-ket utánozzák.
Remnant vesemodell
az FSGS leggyakrabban használt állatmodellje a patkányok csökkent vagy maradék vesemodellje. Ebben a modellben a vese tömegének 4/6-át vagy 5/6-át műtéti úton eltávolítják egy vese reszekciójával, veseartéria ágak vagy polektómiák ligálásával, hogy csökkentsék a vese tömegének egy vagy kétharmadát az ellenoldali vesében . A legtöbb tanulmány az 5/6 ablációs modellt használja, mivel magas vérnyomást, kifejezett vesekárosodást és FSGS-t okoz., A 4/6-os renális tömegcsökkentési modellt enyhébb változatként alkalmazzák, mivel nem indukál magas vérnyomást, csak mérsékelt veseműködési zavarokat és glomeruloszklerózist .
a vese tömegveszteségének kompenzálására tubuláris és glomeruláris növekedés következik be. A glomeruláris növekedést mind hiperplázia, mind hipertrófia érik el. A podocita növekedése szerkezetileg lassabb, mivel csak hipertrófiával fordul elő. Ezért mind a kapilláris, mind a szűrési terület egy podocyta esetében drámaian megnő., Ennek következtében a szűrletet nem lehet elég gyorsan a húgyutakba szűrni, ami elzáródásokat okoz, amelyek a szűrletet a podocita test és a lábfolyamatok közötti térbe terelik. Ezek a maladaptív változások végül sejtpusztuláshoz és összenövésekhez vezetnek a GBM és Bowman kapszulája között, ami szklerózishoz vezet . Ezenkívül a polektómiás modellekkel végzett vizsgálatok csak mérsékelt magas vérnyomást és a glomeruloszklerózis lassú fejlődését mutatják. Ez ellentétben áll a ligációs modellekkel, amelyek kifejezettebb magas vérnyomást okoznak., A jelenléte a magas vérnyomás, valamint a gyors fejlődés glomerulosclerosis okozta jelentős up-szabályozás komponensei renin angiotenzin rendszer, nevezetesen Ang II, a gyulladt Peri-infarktus zóna ligációs modellek, ami a szerkezeti változások podociták . A maradék vese modell podocyta károsodást okozhat mind a hiperfiltráció-magas vérnyomás, mind az Ang II útvonalon keresztül, hasonlóan az emberi FSG-khez.
a legtöbb patkány törzs érzékeny az FSGS indukciójára a maradék vese modellen keresztül., A München-Wistar patkányok előnye, hogy felszíni glomerulusok vannak, amelyek a hemodinamikai tényezők közvetlen mérésére használhatók. Ezzel szemben a legtöbb egér törzs, beleértve a C57BL/6-ot, ellenáll az FSGS fejlődésének A maradék vese modellen keresztül. 129sv egerek érzékenyek, de a veseartéria ágainak anatómiai eloszlása egerekben megnehezíti a reprodukálható 5/6 nephrectomia elérését .
úgy tűnik, hogy az FSG-k iránti fogékonyság nemfüggő különbsége is van., A müncheni-Wistar patkányokban és Sprague–Dawley patkányokban a remnant vesemodell alkalmazásával végzett vizsgálatok kimutatták, hogy az ösztrogének, elsősorban az ösztradiol, védelmet nyújthatnak az FSGS fejlődésével szemben .
a remnant vesemodell alkalmazásával végzett vizsgálatokat megelőző kezelési stratégiák kidolgozására, valamint az alapul szolgáló patológiák részletesebb megismerésére végzik., E modell alkalmazásával megállapították , hogy a thromboxane szintézis gátlása , a klofibrinsav (lipidcsökkentő szer), a troglitazon (peroxiszóma proliferátor-aktivált receptor-gamma agonista) és a Tranilaszt (antifibrotikus szer) alkalmazása mind enyhítheti a progresszív glomeruloszklerózist. Ezek a vizsgálatok – mind hím vagy nőstény Sprague–Dawley patkányokat alkalmaztak, és csökkentették a vese tömegét a veseartéria-ág ligációs technikáján keresztül., Más tanulmányok azt mutatják, hogy hiánya funkcionális p21(WAF1/CIP1) a 129/Sv egér törzs csökkentheti a progresszió krónikus veseelégtelenség, valamint az apolipoprotein E knockout egerek nem növeli a vese sérülése után, részösszeg vese eltávolítására jelenlétében hyperlipidaemia , ami arra utal, hogy egy szerepet, ez a fehérje, a fejlesztés, a másodlagos FSGS. Mindkét vizsgálat polektómiákat használt a maradék vese modell kiváltására.,
a maradék vesemodell korlátozott képességeiben az emberi FSG-K utánzására, mivel a károkat akut eljárás indukálja, míg az emberi FSG-kben a károsodás sokkal lassabb. A remnant vese modell azonban más FSG-kkel kombinálva is alkalmazható, amelyek indukálják a modalitásokat, például puromicinnel vagy indukált magas vérnyomással történő injekciókat. Ezeket az FSGS modelleket a következő bekezdésekben tárgyaljuk.
szisztémás betegség következtében a vese tömegének csökkenése
a vese tömegének csökkenése bizonyos patológiák másodlagos eseménye., Számos állatmodellben a vese tömegének csökkenése a glomeruláris erek krónikus károsodásának következménye a magas vérnyomás miatt. Ezekben a modellekben az FSGS hasonló módon fejlődik ki, mint a maradék vese modellben, ahol a vese tömegének csökkenése csökkentett számú glomerulus rendelkezésre állását eredményezi az azonos mennyiségű szérum szűréséhez. A magas vérnyomás tanulmányozására szolgáló technikák közé tartozik a Sabra hipertónia hajlamos patkányok alkalmazása, amelyek sóérzékeny állatok, amelyek magas vérnyomást fejtenek ki, amikor a chow és a csapvíz 8% NaCl-t tartalmaz ., A vese magas vérnyomását továbbá norepinefrin (NE) vagy Ang II alkalmazása okozhatja. ebben a modellben hím Sprague – Dawley patkányokat alkalmaznak, amelyeket NE és Ang II intravénásan adnak 14 napig, míg egy felfújható érrendszeri okkluder fenntartja a vese perfúziós nyomását a bal vesére a kiindulási szinten, és a jobb vesét emelkedett perfúziós nyomásnak teszi ki . Emellett hiperlipidémiát és elhízási modelleket, például Zucker patkányokat is vizsgáltak, valamint az öregedést, a Nephronhiányos München-Wistar Frömter patkányt .,
amellett, hogy megfigyeljük a magas vérnyomás hatását a glomeruloszklerózis kialakulására ebben a két állatmodellben, a Zucker patkányok azt mutatják, hogy a glomeruláris makrofágok korai beáramlása megelőzi a glomeruloszklerózist . Az öregedő München-Wistar patkányok azt mutatják, hogy az endothelin-1 gátlás után az életkorfüggő glomeruloszklerózis megfordul. Úgy tűnik, hogy az Endothelin-1 gátló hatást fejt ki a podocita sejtciklus aktivitására és a dedifferentiációra. Az endothelin-1 antagonista podocyták alkalmazása során a sejtek ciklusába újra beléphetnek, és felépülhetnek a korábbi és az életkorral összefüggő sérülésekből .,
a glomeruláris erek károsodása a szisztémás lupus erythematosusban (SLE) található anti-foszfolipid antitestek miatt is előfordulhat, amelyek elzárják a glomeruláris ereket, és krónikus gyulladást okoznak. Úgy gondolják, hogy ez a krónikus gyulladás magas vérnyomást okoz, hasonlóan a maradék vese modellben leírtakhoz ligálás alkalmazásával. A nőstény nzbwf1 egerekről ismert, hogy nagy titerű antinukleáris antitesteket termelnek. Ezekben az egerekben a vesét TNF-α blokád védi a károsodástól .
Ezek az állatmodellek mind jól ábrázolják a másodlagos FSG-ket emberekben., Sajnos a másodlagos FSG-k csak egy kis része az emberi FSG-knek, és az FSG-k fejlesztése gyakran megelőzhető és / vagy késleltethető ezen okok kezelésével.
gyógyszer-indukált
adriamicin, puromicin és sztreptozotocin azok a gyógyszerek, amelyeket leginkább FSGS indukálására használnak. Továbbá, a rendelkezésre álló szakirodalom leírja egy kis számú végzett vizsgálatok ciklosporin és növekedési hormon, amely nem lesz szó itt.
a legtöbb patkány törzs érzékeny az adriamicin vagy puromicin által kiváltott FSG-kre., A legtöbb egér törzs nem, kivéve a balb / C egereket, amelyek érzékenyek az adriamicin által kiváltott FSGS-re .
az Adriamycin egy onkolitikus antibiotikum, amely a második infúziótól kezdve proteinuriát indukálhat, ha patkányokban intravénásan, 2 mg/kg-ban, 3 hetes intervallumban adják be. 16 hét elteltével szegmentális glomerulosclerosis figyelhető meg a globális glomerulosclerosis és tubulointerstitialis fibrosis 24 hetes progressziójával. A szérum karbamidszint emelkedése miatt az állatok egy része 28 héten túl nem fog túlélni., Az 5 mg/kg-os egyszeri intravénás dózisban adva az adriamycin az állatok 50% – ában 6 hónapon belül szklerózist okoz . A vizsgált vizsgálatok során hím patkányokat alkalmaztak, és egyszeri adagot adtak be. A megadott dózisok patkányokban 1,5-5 mg/ttkg, egerekben 10-15 mg/ttkg között mozognak . A kísérletek elvégzése előtt fontos az adag tesztelése, mivel az adriamycin kis gyógyszerészeti hatótávolsággal rendelkezik, amelyen kívül mérgezővé válik. Ezenkívül a kötegelt különbségek megfigyelhetők .
A Puromicin egy antibiotikum, amely gátolja a fehérjeszintézist., A puromicint többszörös intraperitoneális injekcióval lehet beadni 10 mg/kg kezdeti adaggal, majd 4 hetente 40 mg/kg-mal, vagy egyszeri 50 mg/kg intravénás adaggal puromicin-aminonukleozid indukálta nephrosis (PAN) kialakulásához. Az injekció beadása után a patkányok korai nefrotikus fázist mutatnak, amely 10 nap alatt tetőzik, teljes lábfolyamattal-effacement, majd látszólagos felbontás. 10-13 hét között progresszív, alacsonyabb szintű proteinuria alakul ki korai szegmentális szklerotikus elváltozásokkal, amelyek 18 héten belül jól meghatározott szegmentális szklerózishoz vezetnek .,
mind az adriamicint, mind a puromicint gyakran alkalmazzák FSGS indukálására erős dózis–válasz hatásuk miatt . Ezeket a gyógyszereket gyakran ugyanabban a vizsgálatban használják két különálló karban. Ezeket a modelleket egyetlen nephron soros mikropunkciós elemzésének tanulmányozására használták, miközben glomeruloszklerózis fejlődik . Az adriamicinnel és puromicinnel kezelt állatkísérletek azt mutatják, hogy az angiotenzin konvertáló enzimgátlók (ACE-i) és az Ang II blokkolók kombinációjának nincs jobb hatása, mint egyedül az ACE-I-nek ., Ezenkívül azt mutatják, hogy a MAPK elengedhetetlen a podocita sérüléshez, így a p38 MAPK potenciális terápiás célpont, és hogy a CCL2 DNS-sel történő oltás védelmet nyújt az adriamycin injekciók után bekövetkező vesekárosodás ellen . Ezekben az állatmodellekben is megvizsgálták az FSG-k, például a fibronektin és a Rab-23 indítására és súlyosságára vonatkozó lehetséges új biomarkereket. A szérum fibronektin szint enyhe, de jelentős növekedést mutathat 3 nappal a glomeruláris fibronektin lerakódások előfordulása előtt, így nem specifikus biomarker az FSGS hajlamára ., A rab-23 esetében a mezangiális sejtekben autokrin jelátviteli út figyelhető meg az FSGS kialakulása során, ami a rab-23 emelkedett vizeletszintjéhez vezet, elnyomja ezt az utat. Ezért biomarkerként A Rab-23 vizeletszintje talán jelezheti az FSGS súlyosságát .
mindkét gyógyszer közvetlen toxikus károsodást okoz a podocitákban, növeli a glomeruláris endothel sejtek permeabilitását nagyobb molekulák esetén, csökkenti a glomeruláris töltés szelektivitását, ami tubulointerstitialis sérüléshez vezet ., Mivel ezek az utak eltérnek az emberi FSG-kben ismertektől, ezeknek a modelleknek a relevanciája nem tisztázott.
A Streptozotocin egy természetben előforduló vegyi anyag, amely mérgező a hasnyálmirigy inzulintermelő béta-sejtjeire. Használható a Langerhans-szigetek rákos megbetegedéseinek kezelésére, valamint orvosi kutatásokban a cukorbetegség kiváltására állati modellekben . Az ebben a modellben kiváltott diabéteszes nephropathia megelőzi az FSGS fejlődését., A férfi szír APA hörcsögök 40 mg/kg intraperitoneális injekciója folyamatos hiperglikémiát és magas glükózszinttel járó hiperlipidémiát idéz elő, ami glomeruláris lipidózist eredményez 1 hónap elteltével. 3 hónap elteltével a mesangiális expanzióval rendelkező FSGS látható. Ennek oka az alagsori membránszerű anyagok, lipidcseppek és habsejtek számának növekedése. Különösen a hiperlipidémia kulcsfontosságú ebben a fejlődésben, mivel a lipidcseppeket képezi .,
Vizsgálatok segítségével streptozotocin-indukálta hyperglykaemia, férfi München Wistar patkányok mutatják, hogy doxazin, egy vérnyomás csökkentő szer, csökkenti albuminuria 80% – kal, de nem befolyásolja a mesangial bővítése, vagy progresszió glomerulosclerosis. Ezzel szemben a megfelelő glikémiás kontroll megakadályozza mindhárom . A hiperglikémia által okozott vesebetegség korai szakaszában a megváltozott génexpresszió kritikus lehet ezekben az állatokban .,
vírus által indukált
vírus által indukált állatmodellek, amelyeket az FSGS-kutatásokban leggyakrabban használnak, HIV-1 alapú modellek, amelyekben a transzgenikus egerek kifejezik a HIV-1 kiegészítő géneket, például a Vpr-t . Ezeket a transzgenikus egereket a c57bl/6 és a DBA/2 közötti hibrid megtermékenyített petesejtjeinek VPR-vel és nephrin gén promoter-rel történő transzfektálásával vagy a tg26 egérvonal használatával nyerik . Ezenkívül a sivmacr71/17e-vel, egy klónozott limfocita tropikus simian immunhiányos vírussal (SIVAN) fertőzött rhesus makákókat használják az FSGS tanulmányozására ., Amint fentebb említettük, a vírus károsíthatja a podocitákat, akár ezeknek a sejteknek a közvetlen fertőzésével, akár gyulladásos citokinek felszabadításával. Továbbá a vírus átviheti a fertőzött T-sejtekből a tubuláris hámsejtekbe vírusos szinapszisokon keresztül a sejt tapadása során . Az ezt az állatmodellt alkalmazó vizsgálatok a fluvasztatin és a ciklinfüggő kináz inhibitor CYC202 kezeléssel a glomerulosclerosis védelmét és visszafordítását igazolták.
ezek az állati modellek fontosak a HIVAN tanulmányozásához, mivel az emberi vesesejtek HIV-1 géneket is kifejeznek., A HIVAN azonban az FSGS másodlagos oka, és nem bővíti ismereteinket az elsődleges FSG-kről.
az FSGS Podocyta célzási modelljei
mivel a podocitákat az FSGS fő celluláris célpontjaként azonosították, új állatmodelleket fejlesztettek ki. A podocita-specifikus fehérjéket kódoló géneket célozták meg, hogy az FSGS-hez knockout egérmodelleket szerezzenek. Az Mpv-17 és az α-aktinin 4 voltak a leggyakrabban megcélzott gének. A Podocin-hiányos egerekről, valamint a podocyták kimerüléséről a Thy-1.1 antitest és a diftéria toxin fog beszélni.,
Mpv-17 retrovirális inaktiválással a lábfej ellaposodását és proteinuriáját eredményezi a szülés utáni 30 napon belül, amelyet az oxigéngyökök túlzott termelése, valamint a lipidperoxidációs adduktumok felhalmozódása okoz. 9-12 hónap elteltével az egerek veseelégtelenségben szenvednek .
az Mpv-17 inaktiválással végzett vizsgálatok a mitokondriális DNS kimerülését mutatják, amely a bőrt, a belső fület és a vesét érinti. Az FSGS kezdetén alig marad mitokondriális DNS a glomeruláris tuft sejtjeiben .
az α-actininin 4 gén egy aktin keresztkötő fehérje előállítására kódol., A gén pontmutációi az emberi FSGS autoszomális domináns formáját okozzák. Jelentősen csökken az mRNS és a nephrin, ami a résizom egyik összetevője. Az eredmény egy gyorsan lebomló és deregulált aktin citoszkeleton (α-aktinin-4 okozta), valamint a résizom (nephrin által okozott) romlása, ami a proteinuria és az FSGS korai kialakulásához vezet . Az α-aktinin 4 mutált egerekkel végzett vizsgálatokban mintákat használnak az azonos α-aktinin 4 mutáció által okozott humán FSGS autoszomális domináns formájához való összehasonlításhoz .
A Podocint az NPHS2 gén kódolja., A gén mutációi a szteroid-rezisztens nefrotikus szindróma és az FSGS családias és szórványos formáit okozzák emberben. Az nphs2 knockout egerek nem fejlesztenek FSGS-t, hanem diffúz mesangialis szklerózist. Ezek az egerek a veseelégtelenségtől való születés után napokon vagy heteken belül meghalnak . Ha azonban a podocint felnőtt egerekben a Cre-loxP technológia alkalmazásával inaktiválják, akkor 4 héten belül nephriticus szindrómát és FSGS-t eredményez. Ezt diffúz glomerulosclerosis és tubulointerstitialis sérülés követi .
az FSGS induktív modellje a Thy-1.1 antigén podocitákon történő expressziójának bevezetésével jött létre., A Thy-1.1 normál egerekben nem fejeződik ki podocitákon. Az egérmodellt úgy fejlesztették ki, hogy humán egér Thy-1.1-et injektáltak a Thy-1.2 CBA x c57bi egerek zygotáiban. Az anti-Thy-1, 1 monoklonális antitestek beadása után a podocyták és a parietális epithelialis sejtek (PEC) károsodnak, ami podocyta hipertrófiához és a PEC extracelluláris mátrixtermeléséhez vezet . Az akut albuminuria egy napon belül indukálódik, amelyet a 21.napon gyorsan fejlődő fokális glomeruloszklerózis kísér. A Thy-1.,1 transzgenikus egér modell helyénvaló, hogy kifejezetten tanulmányozza a kapcsolat podocyta sérülés, albuminuria és FSGS fejlődését, mivel bebizonyosodott, hogy ebben a modellben a súlyossága FSGS korrelál a kiterjesztése podocyta sérülés . Ebben a modellben azt is kimutatták, hogy az ACE-I fontos az FSGS fejlődésének megelőzésében, esetleg a PEC proliferációs elzáródása révén .
az FSGS transzgenikus állatokban podocita-specifikus toxinok befecskendezésével történő indukálását patkányok kifejlesztésével is elvégezték, amelyek humán diftéria toxin receptorokat (hDTR) fejeznek ki a podocitákon., A megtermékenyített Fisher patkányokat podocin promoter / hDTR-vel injektálták ezen transzgenikus egerek kifejlesztésére. Felnőtt kor elérése után a patkányokat diftéria toxinnal (DT, 1 ml/10 g) injektálták, ami a podociták kimerülését okozza, amelyek a DT-t a citoplazmájukba szállítják 7 napon belül. Amikor a podociták 20% – a elvész, a vesefunkció elvesztése nélkül mesangialis tágulás és enyhe proteinuria alakul ki, ami arra utal, hogy kompenzációs mechanizmus indukálódik., A podociták 40% – ának kimerülése után kialakulnak a synechia-képződés, a mérsékelt proteinuria és az FSGS-elváltozások, köztük a GBM-adhéziók, a PEC-migráció és az ECM-képződés. Ha a podociták több mint 40% – a kimerült, globális szklerózis alakul ki .
ezek a modellek mind befolyásolják a podocitákat, akár a meglévő gének és azok kódoló fehérjéinek célzásával, akár a podocitákon lévő specifikus receptorok transzfekciójával, amelyek kifejezetten célzhatók. A meglévő géneket használó modellek az FSGS emberi okainak kevesebb mint 8% – át fedik le., Mindkét podocyte kimerülési modell fontos információkat nyújt az FSGS folyamatos progressziójáról dózisfüggő módon, de nem foglalkozik az elsődleges FSG-K okával.
Keringő permeabilitás tényezők
az Állatkísérletek segített, hogy bizonyítani a létezését keringő permeabilitás tényezők ok-okozati az FSGS mutatja, hogy FSGS lehet kiváltani a patkányok injekció után a szérumot az FSGS betegek. Az itt tárgyalt mindkét vizsgálatban Sprague–Dawley patkányokat alkalmaztak, amelyeket primer betegségben szenvedő betegeknél biopsziával bizonyított FSG-k szérumával injektáltak., Ezek a vizsgálatok azt mutatják, hogy egyetlen injekció FSGS beteg szérum hatására átmeneti albuminuria, valamint proteinuria, a patkányok pedig különösen szérum a betegek az összeomló FSGS változat vezet glomeruláris hajtincs a helyesbítést, illetve podocyte kárt .
a mai napig nincs egyetértés abban, hogy melyik jelölt tényező a tényleges “FSGS-tényező”, vagy ahol előállítják. Ezek a vizsgálatok támogatják a keringő permeabilitási tényező meglétét, és képesek azonosítani ezt az “FSGS-indukáló tényezőt”.,
spontán fejlődő FSGS
a szakirodalomban csak egy spontán fejlődő FSGS egérmodellt tettek közzé. Az FGS/Nga egérmodellt használó tanulmányok 1991 és 2004 között jelentek meg. Az egérmodellt a CBA/Nga és az RFM/Nga utódok közötti keresztezés után hozták létre. A törzs spontán kialakult FSGS elváltozások 3 hónap, súlyos glomerulosclerosis egy éven belül. Ennek az egérmodellnek a vizsgálata során az IgA-t, IgM-et, C3-at és a retrovirális boríték antigént tartalmazó mezangiumban sűrű lerakódásokat fedeztek fel., Ezeknek az állatoknak a tenyésztése akár 18 generációig is lehetséges volt .
A tanulmány segítségével ez az egér modell azt mutatta, hogy a csontvelő-transzplantáció (BMT) a normál egerek FSGS egerek ameliorates FSGS, valamint, hogy a BMT vagy átruházása tisztított vérképző őssejtek a FSGS egerek normális egerek okozta FSGS . Egy vizsgálatot végeztek a glomerulosclerosis indexet (GSI) befolyásoló mennyiségi tulajdonság loci (QTL) meghatározására ezekben az egerekben. Két QTL-t találtak a 8-as és a 10-es kromoszómán. A gsi1 jelenléte növelte a GSI-t, míg a gsi2 jelenléte csökkentette a GSI-t .,
jelenleg ennek az egérmodellnek csak néhány embriója maradt Japánban, de úgy tűnik, hogy nincs aktív kutatás (1.táblázat).
Vélemény, hozzászólás?