zoals hierboven beschreven, de verschillende voorgestelde oorzaken voor FSG ‘ s bij de mens alle doelpodocyten. Het beschadigen van podocytes leidt tot de verwijdering van het voetproces en uiteindelijk onthechting van GBM. Adhesie wordt gevormd tussen de denuded GBM en Bowman ‘ s capsule, en pariëtale epitheliaale cellen (PEC) beginnen extracellulaire matrijs (ECM) te produceren, die de typische fsgs letsels veroorzaakt ., Dierlijke die modellen worden gebruikt om FSGS te onderzoeken allen veroorzaken schade aan podocytes en daardoor menselijke fsgs na te bootsen.

Restniermodel

het meest gebruikte diermodel voor FSGS is het gereduceerde of restniermodel bij ratten. In dit model, wordt 4/6 of 5/6 van niermassa verwijderd door operatief resecteren één nier en ligatie van nierarterietakken of polectomies om één of twee derde van de niermassa in de contralaterale nier te verminderen . De meeste studies gebruiken het 5/6 ablatiemodel, omdat het hypertensie, uitgesproken nierschade en FSGS induceert., Het 4/6 renal mass reduction model wordt gebruikt als een mildere variant omdat het geen hypertensie veroorzaakt, en slechts matige nierdisfunctie en glomerulosclerose.

ter compensatie van het verlies van renale massa treedt tubulaire en glomerulaire groei op. Glomerulaire groei wordt bereikt door zowel hyperplasie als hypertrofie. De groei van podocyten is structureel langzamer, aangezien het slechts door hypertrofie voorkomt. Daarom wordt zowel het capillaire als het filtratiegebied voor één enkele podocyte dramatisch vergroot., Als gevolg hiervan kan het filtraat niet snel genoeg in de urineruimte worden gefilterd, waardoor blokkades ontstaan die het filtraat naar de ruimte tussen het podocytelichaam en de voetprocessen leiden. Deze maladaptieve veranderingen leiden uiteindelijk tot celvernietiging en verklevingen tussen GBM en Bowman ‘ s capsule die tot sclerose leiden . Bovendien tonen studies met behulp van polectomy-modellen slechts matige hypertensie en langzame ontwikkeling van glomerulosclerose. Dit is in tegenstelling tot ligatiemodellen die meer uitgesproken hypertensie veroorzaken., De aanwezigheid van hypertensie en een snelle ontwikkeling van glomerulosclerose wordt veroorzaakt door de duidelijke up-regulatie van componenten van het renine angiotensinesysteem, namelijk Ang II, in de ontstoken Peri-infarctzone in ligatiemodellen, die tot structurele veranderingen in podocytes leiden . Het model van de restnier kan podocyteschade door zowel hyperfiltratie-hypertensie als via de weg ang II veroorzaken, gelijkend op wat in menselijke FSGS wordt gezien.

De meeste rattenstammen zijn gevoelig voor inductie van FSG ‘ s via het restantniermodel., München-Wistar ratten hebben het voordeel van het hebben van oppervlakte glomeruli die kan worden gebruikt voor directe meting van hemodynamische factoren. In tegenstelling, zijn de meeste muizenstammen, met inbegrip van C57BL/6, resistent tegen de ontwikkeling van FSGS via het overblijfsel niermodel. 129Sv muizen zijn gevoelig, maar de anatomische verdeling van de nierslagadertakken bij muizen maakt het moeilijk om reproduceerbare 5/6 nefrectomie te bereiken .

Er lijkt ook een geslachtsafhankelijk verschil te zijn in de gevoeligheid voor FSG ‘ s., De Studies die het model van de restnier in München-Wistar ratten en Sprague–Dawley ratten gebruiken hebben aangetoond dat oestrogenen, hoofdzakelijk estradiol, tegen fsgs ontwikkeling kunnen beschermen .

Studies met behulp van het remnant-niermodel worden uitgevoerd voor de ontwikkeling van preventieve behandelingsstrategieën en voor het verkrijgen van meer inzicht in onderliggende pathologieën., Met behulp van dit model bleek dat remming van de thromboxaansynthese , de toediening van clofibrinezuur (lipideverlagend middel) , troglitazon (peroxisome proliferator-activated receptor-gamma agonist) en Tranilast (antifibrotisch middel) kunnen allemaal verbeteren progressieve glomerulosclerose. Deze studies-alle gebruikte Sprague-Dawley ratten van of mannelijk of vrouwelijk geslacht en verminderde niermassa via de nierslagader tak ligatie techniek., Andere studies tonen aan dat afwezigheid van functionele p21(WAF1/CIP1) bij de 129/Sv muizenstam de progressie tot chronisch nierfalen kan verminderen en dat apolipoproteïne e knockout muizen geen toename van nierschade hebben na subtotale nefrectomie in aanwezigheid van hyperlipidemie , wat wijst op een rol voor dit eiwit in de ontwikkeling van secundaire FSG ‘ s. Beide studies gebruikten polectomies om het remniermodel te induceren.,

het remnant-niermodel is beperkt in zijn vermogen om menselijke FSG ’s na te bootsen, omdat de schade via een acute procedure wordt geïnduceerd, terwijl bij menselijke FSG’ s de schade veel langzamer wordt geïnduceerd. Nochtans, kan het model van de restnier in combinatie met andere fsgs worden gebruikt die modaliteiten veroorzaken, zoals injecties met puromycine of met veroorzaakte hypertensie. Deze FSGS-modellen zullen in de volgende paragrafen worden besproken.

vermindering van de renale massa als gevolg van systemische ziekte

De vermindering van de renale massa is een secundair voorval aan bepaalde pathologieën., In een aantal diermodellen is de afname van de niermassa het gevolg van chronische schade aan de glomerulaire bloedvaten als gevolg van hypertensie. In deze modellen, ontwikkelt FSGS zich op een gelijkaardige manier als in het model van de restnier, waar een daling van niermassa tot de beschikbaarheid van een verminderd aantal glomeruli leidt om dezelfde hoeveelheid serum te filtreren. Technieken om hypertensie te bestuderen omvatten het gebruik van Sabra hypertensie gevoelige ratten, die zoutgevoelige dieren zijn die hypertensie ontwikkelen wanneer voer en leidingwater worden geladen met 8% NaCl ., Nierhypertensie kan verder worden veroorzaakt door toediening van noradrenaline (NE) of Ang II. in dit model worden Mannelijke Sprague – Dawley ratten gebruikt, die NE en Ang II intraveneus gedurende 14 dagen worden toegediend, terwijl een opblaasbare vasculaire occluder de nierperfusie druk op de linker nier bij baseline niveaus handhaaft, en de rechter nier blootstelt aan verhoogde perfusie druk . Daarnaast zijn hyperlipidemie en obesitas modellen zoals Zucker ratten onderzocht, evenals de veroudering, de nefron deficiënte München-Wistar Frömter rat .,

naast het observeren van het effect van hypertensie op de ontwikkeling van glomerulosclerose in deze twee diermodellen, tonen de Zuckerratten aan dat een vroege instroom van glomerulaire macrofagen voorafgaat aan glomerulosclerose . De verouderende München-Wistar ratten tonen aan dat leeftijd-afhankelijke glomerulosclerose wordt omgekeerd na endotheline-1 remming. Endotheline-1 lijkt een remmend effect te hebben op de activiteit en dedifferentiatie van de podocytencelcyclus. Bij toediening van een endotheline-1-antagonist kunnen podocyten opnieuw in de celcyclus terechtkomen en herstellen van eerdere en leeftijdsgerelateerde schade .,

schade aan glomerulaire vaten kan ook optreden als gevolg van anti-fosfolipide antilichamen aanwezig in systemische lupus erythematosus (SLE) die de glomerulaire vaten afsluiten en resulteren in chronische ontsteking. Deze chronische ontsteking wordt verondersteld om hypertensie vergelijkbaar met wat wordt beschreven in het overblijfsel nier model met behulp van ligatie veroorzaken. Van vrouwelijke nzbwf1 muizen is bekend dat ze hoge titers antinucleaire antilichamen produceren. Bij deze muizen wordt de nier beschermd tegen beschadiging door TNF-α-blokkade .

deze diermodellen zijn allemaal goede representaties van secundaire FSG ‘ s bij mensen., Helaas is secundaire FSGS slechts een klein deel van de menselijke FSGS en ontwikkeling aan FSGS kan vaak worden voorkomen en/of vertraagd door de behandeling van deze onderliggende oorzaken.

geneesmiddelgeïnduceerde

adriamycine, puromycine en streptozotocine zijn de geneesmiddelen die meestal worden gebruikt om FSG ‘ s te induceren. Daarnaast beschrijft de beschikbare literatuur een klein aantal studies uitgevoerd met cyclosporine en groeihormoon, die hier niet zullen worden besproken.

De meeste rattenstammen zijn gevoelig voor FSG ‘ s geïnduceerd door adriamycine of puromycine., De meeste muizenstammen zijn dat niet, behalve voor balb / c-muizen, die gevoelig zijn voor adriamycine geïnduceerde FSGS .

adriamycine staat bekend als een oncolytisch antibioticum dat proteïnurie kan induceren vanaf de tweede infusie, bij intraveneuze toediening aan ratten met een dosis van 2 mg/kg in een interval van 3 weken. Na 16 weken wordt segmentale glomerulosclerose waargenomen met progressie tot globale glomerulosclerose en tubulointerstitiële fibrose na 24 weken. Door verhoogde serumureumspiegels zullen sommige dieren niet langer dan 28 weken overleven., Bij toediening in een enkele intraveneuze dosis van 5 mg/kg veroorzaakt adriamycine sclerose binnen 6 maanden bij 50% van de dieren . Studies die zullen worden besproken gebruikt mannelijke München-Wister ratten en geïnjecteerd een enkele dosis. De gegeven doses variëren van 1,5 tot 5 mg/kg bij ratten en 10 tot 15 mg / kg bij muizen . Het is belangrijk om de dosis te testen voordat experimenten worden uitgevoerd, omdat adriamycine een klein farmaceutisch bereik heeft, waarachter het giftig wordt. Bovendien kunnen batchverschillen worden waargenomen .

Puromycine is een antibioticum dat de eiwitsynthese remt., Puromycine kan worden toegediend door middel van meerdere intraperitoneale injecties met initiële toediening van 10 mg/kg gevolgd door 40 mg/kg elke 4 weken of als een enkele intraveneuze dosis van 50 mg/kg om puromycine aminonucleoside-geïnduceerde nefrose (PAN) te veroorzaken. Na injectie vertonen ratten een vroege nefrotische fase met een piek na 10 dagen met volledige voetproces-verwijdering gevolgd door schijnbare resolutie. Tussen 10 en 13 weken ontwikkelt zich progressieve lagere proteïnurie met vroege segmentale sclerotische laesies die leiden tot goed gedefinieerde segmentale sclerose na 18 weken .,zowel adriamycine als puromycine worden vaak gebruikt om FSG ‘ s te induceren vanwege hun sterke dosis–respons effecten . Deze geneesmiddelen worden vaak gebruikt in dezelfde studie in twee afzonderlijke armen. Deze modellen zijn gebruikt om periodieke micropunctuuranalyse van één enkele nefron te bestuderen terwijl glomerulosclerosis zich ontwikkelt . Fsgs behandelingsstudies waarvoor adriamycine en puromycine diermodellen worden gebruikt, tonen aan dat de combinatie van angiotensine converterend enzym-remmers (ACE-I) en Ang II-blokkers geen beter effect heeft dan ACE-i alleen ., Bovendien tonen ze aan dat MAPK essentieel is voor podocyte letsel waardoor p38 MAPK een potentieel therapeutisch doelwit is en dat vaccinatie met CCL2 DNA beschermt tegen nierschade na injecties met adriamycine . De mogelijke nieuwe biomarkers voor initiatie en strengheid van fsgs, zoals fibronectin en respectievelijk Rab-23, werden eveneens in deze dierlijke modellen bestudeerd. De niveaus van serumfibronectin kunnen een lichte maar significante verhoging 3 dagen vóór het voorkomen van glomerularfibronectin deposito ‘ s tonen die tot het een niet-specifieke biomarker voor predispositie van FSGS maken ., In het geval van Rab-23, wordt een autocrine signalerende weg waargenomen in mesangial cellen terwijl het ontwikkelen van FSGS, die tot opgeheven urineniveaus van Rab-23 leidt en deze weg onderdrukt. Daarom, als biomarker, Rab-23 urine niveaus kunnen misschien wijzen op de strengheid van FSGS .

beide geneesmiddelen veroorzaken directe toxische schade aan de podocyten, verhogen de permeabiliteit van glomerulaire endotheelcellen voor grotere moleculen en verminderen de glomerulaire ladingselectiviteit, wat leidt tot tubulointerstitiële schade ., Aangezien deze wegen verschillend zijn dan die gekend in menselijke FSGS, is de relevantie van deze modellen onduidelijk.

Streptozotocine is een van nature voorkomende chemische stof, die toxisch is voor insulineproducerende bètacellen van de alvleesklier. Het kan worden gebruikt om kanker van de eilandjes van Langerhans en in medisch onderzoek te behandelen om diabetes in dierlijke modellen te veroorzaken . De diabetische nefropathie die in dit model wordt veroorzaakt gaat vooraf aan de ontwikkeling aan FSGS., Intraperitoneale injectie van 40 mg / kg bij mannelijke Syrische APA-hamsters veroorzaakt aanhoudende hyperglycemie en hyperlipidemie met hoge glucose-urinespiegels, wat resulteert in glomerulaire lipidose na 1 maand. Na 3 maanden, wordt FSGS met mesangial uitbreiding gezien. Dit wordt veroorzaakt door een toename van keldermembraan-achtig materiaal, lipidedruppels en schuimcellen. Vooral de hyperlipidemie is cruciaal in deze ontwikkeling aangezien het de lipidedruppeltjes vormt .,

Studies waarbij streptozotocine-geïnduceerde hyperglycemie werd gebruikt bij mannelijke Mã1 ⁄ 4nchen Wistar-ratten tonen aan dat doxazine, een bloeddrukverlagend middel, albuminurie met 80% vermindert, maar geen effect heeft op mesangiale expansie of progressie tot glomerulosclerose. In tegenstelling, goede glycemische controle voorkomt alle drie . De veranderde genuitdrukking in de vroege fase van nierziekte die door hyperglycemie wordt veroorzaakt kan in deze dieren kritiek zijn .,

Virus-geïnduceerde

Virusgeïnduceerde diermodellen die het vaakst worden gebruikt in FSGS-onderzoek zijn op HIV-1 gebaseerde modellen, waarin transgene muizen HIV-1-accessoire genen zoals Vpr tot expressie brengen . Deze transgene muizen worden verkregen door bevruchte eieren van een hybride tussen C57BL/6 en DBA/2 te transfecteren met Vpr en de nefringenpromotor of door gebruik te maken van de tg26 muislijn . Bovendien worden resusapen geïnfecteerd met SIVmacR71 / 17E, een gekloond lymfocyt tropic Simian immunodeficiency virus (SIVAN), gebruikt om fsgs te bestuderen ., Zoals hierboven vermeld kan het virus schade toebrengen aan podocyten, hetzij door directe infectie van deze cellen of door de afgifte van ontstekingscytokines. Bovendien kan het virus tijdens celadhesie van geïnfecteerde T-cellen via virale synapsen naar tubulaire epitheliale cellen overgaan . Studies met behulp van dit diermodel hebben bescherming en omkering van glomerulosclerose aangetoond door behandeling met fluvastatine en de cyclin-afhankelijke kinaseremmer CYC202 respectievelijk.

deze diermodellen zijn belangrijk voor de HIVAN-studie, aangezien humane niercellen ook HIV-1-genen tot expressie brengen., HIVAN is echter een secundaire oorzaak van FSG ’s en verbreedt onze kennis van primaire FSG’ s niet.

podocyten targeting-modellen van FSG ‘s

omdat podocyten werden geïdentificeerd als het belangrijkste cellulaire doel in FSG’ s, werden nieuwe diermodellen ontwikkeld. De genen die voor podocyte-specifieke proteã nen coderen werden gericht om knockoutmuismodellen voor FSGS te verkrijgen. Mpv-17 en α-actinine 4 waren het vaakst doelwit. Podocin deficiënte muizen zullen worden besproken, evenals depletie van podocyten door Thy-1.1 antilichaam en difterie toxine.,

Mpv-17 inactivatie door retrovirale insertie resulteert in afvlakking van het voetproces en proteïnurie binnen 30 dagen na de bevalling, veroorzaakt door een overmatige productie van zuurstofradicalen en accumulatie van lipideperoxidatieadducten. Na 9-12 maanden bezwijken de muizen aan nierfalen .

Studies waarbij Mpv-17-inactivatie werd gebruikt, tonen depletie aan van mitochondriaal DNA dat de huid, het binnenoor en de nieren aantast. Bij het ontstaan van FSGS is er nauwelijks mitochondriaal DNA over in de cellen van de glomerulaire tuft .

Het α-actinine 4-gen codeert voor de productie van een actin cross-linking-eiwit., Puntmutaties in dit gen veroorzaken een autosomale dominante vorm van menselijke FSGS. Er is een significante vermindering van mRNA en nefrin, een component van het spleetdiafragma. Het resultaat is een snel degraderend en gedereguleerd actine-cytoskelet (veroorzaakt door α-actinine-4) en verslechtering van het spleetdiafragma (veroorzaakt door nefrin), wat leidt tot vroege ontwikkeling van proteïnurie en FSGS . In studies met gemuteerde muizen met α-actinine 4 worden monsters gebruikt voor vergelijking met de autosomaal dominante vorm van humane FSG ‘ s veroorzaakt door dezelfde α-actinine 4-mutatie .

Podocin wordt gecodeerd door het gen NPHS2., Mutaties in dit gen veroorzaken familiale en sporadische vormen van steroid-resistent nefrotisch syndroom en FSGS bij mensen. Nphs2 knockout muizen ontwikkelen geen FSGS, maar diffuse mesangiale sclerose. Deze muizen sterven binnen dagen tot weken na de geboorte aan nierfalen . Echter, wanneer podocin wordt geïnactiveerd in volwassen muizen met behulp van Cre-loxP-technologie, resulteert dit in nefritisch syndroom en FSGS binnen 4 weken. Dit wordt gevolgd door diffuse glomerulosclerose en tubulointerstitiële letsel .

een induceerbaar model voor FSGS is gegenereerd door de introductie van de expressie van het Thy-1.1 antigeen op podocyten., Thy-1.1 wordt niet uitgedrukt op podocyten in normale muizen. Het muismodel werd ontwikkeld door mens-muis Thy-1.1 in zygoten van Thy-1.2 CBA x C57BI muizen te injecteren. Na het injecteren van anti-Thy-1.1 monoklonale antilichamen, worden podocyten en pariëtale epitheliale cellen (PEC) beschadigd, wat leidt tot podocythypertrofie en extracellulaire matrixproductie door PEC . Acute albuminurie wordt binnen een dag geïnduceerd, en gaat gepaard met een zich snel ontwikkelende focale glomerulosclerose op dag 21. De Thy-1.,1 transgeen muismodel is geschikt om specifiek de relatie tussen podocytaire verwonding, albuminurie en fsgs ontwikkeling te bestuderen, aangezien het is bewezen dat in dit model de ernst van FSGS correleert met de omvang van podocytaire verwonding . In dit model, is het ook aangetoond dat ACE-I belangrijk is in het verhinderen van ontwikkeling van FSGS, misschien door PEC proliferatie blokkade .

het induceren van FSG ‘ s bij transgene dieren via injectie van podocyt-specifieke toxines werd ook bereikt door het ontwikkelen van ratten die humane difterietoxinereceptoren (hDTR) op podocyten tot expressie brengen., Bevruchte Visserratten werden geïnjecteerd met podocin promotor / hDTR om deze transgene muizen te ontwikkelen. Na het bereiken van de volwassen leeftijd, werden de ratten geïnjecteerd met difterie toxine (DT, 1 ml/10 g) waardoor depletie van podocyten die DT transporteren in hun cytoplasma binnen 7 dagen. Wanneer 20% van podocytes verloren gaan, ontwikkelen mesangiale expansie en milde proteïnurie zich zonder verlies van nierfunctie, wat suggereert dat een compenserend mechanisme wordt veroorzaakt., Na uitputting van 40% van de podocytes, synechia vorming, matige proteïnurie en fsgs letsels met inbegrip van GBM adhesie, PEC migratie en ECM vorming beginnen te ontwikkelen. Wanneer meer dan 40% van de podocyten uitgeput zijn, ontwikkelt zich globale sclerose .

deze modellen beïnvloeden alle podocyten, hetzij door zich te richten op bestaande genen en hun coderende eiwitten, hetzij door de transfectie van specifieke receptoren op podocyten, die specifiek kunnen worden gericht. De modellen die bestaande genen gebruiken dekken minder dan 8% van de menselijke oorzaken voor FSGS., Beide podocytedepletiemodellen geven belangrijke informatie over de continue progressie van FSG ’s op een dosisafhankelijke manier, maar pakken de oorzaak van primaire FSG’ s niet aan.

circulerende permeabiliteitsfactoren

dierstudies hebben geholpen het bestaan van circulerende permeabiliteitsfactoren Causaal voor FSGS aan te tonen door aan te tonen dat FSGS bij ratten kan worden geïnduceerd na injectie met serum van fsgs-patiënten. Beide hier besproken studies gebruikten Sprague-Dawley ratten die werden geïnjecteerd met serum van biopsie-bewezen FSGS in patiënten met primaire ziekte., Deze studies tonen aan dat een enkele injectie van fsgs patiëntserum voorbijgaande albuminurie en proteïnurie bij ratten veroorzaakt en dat vooral serum van patiënten met de instortende fsgs-variant leidt tot glomerulaire tuft-retractie en podocyteschade .

tot op heden is er geen consensus over welke kandidaat-factor de werkelijke “FSGS-factor” is of waar deze wordt geproduceerd. Deze studies ondersteunen het bestaan van een circulerende permeabiliteitsfactor, en hebben het potentieel om deze “fsgs-inducerende factor”te identificeren.,

spontaan ontwikkelende fsgs

in de literatuur is slechts één spontaan ontwikkelend fsgs muismodel gepubliceerd. Studies met behulp van dit FGS/Nga muismodel zijn verschenen tussen 1991 en 2004. Het muismodel werd ontwikkeld na kruising van CBA/Nga en RFM / Nga Nakomelingen. De stam ontwikkelde spontaan fsgs-laesies na 3 maanden en ernstige glomerulosclerose binnen één jaar. De Studies van dit muismodel onthulden dichte afzettingen in mesangium die IgA, IgM, C3 en het retroviral envelopantigeen bevatten., Het fokken van deze dieren was mogelijk tot 18 generaties .

een studie met dit muismodel toonde aan dat beenmergtransplantatie (BMT) van normale muizen op fsgs-muizen FSGS verbetert en dat BMT of overdracht van gezuiverde hematopoëtische stamcellen van fsgs-muizen op normale muizen FSGS induceerde . Een studie werd uitgevoerd om kwantitatieve trait loci (QTL) te lokaliseren die de glomerulosclerosis index (GSI) in deze muizen beïnvloeden. Twee QTL werden gevonden op chromosomen 8 en 10. De aanwezigheid van Gsi1 verhoogde de GSI terwijl de aanwezigheid van Gsi2 verminderde GSI .,

Momenteel zijn er slechts enkele embryo ‘ s van dit muismodel in Japan, maar er lijkt geen actief onderzoek te worden uitgevoerd (Tabel 1).

Tabel 1 overzicht van diermodellen besproken in dit overzicht