după Cum este descris mai sus, diverse sugerat cauzele pentru FSGS la om toate țintă podocitelor. Deteriorarea podocitelor duce la eliminarea procesului piciorului și, eventual, la detașarea de GBM. Adeziunile se formează între GBM denudat și capsula lui Bowman, iar celulele epiteliale parietale (PEC) încep să producă matrice extracelulară (ECM), ceea ce provoacă leziunile tipice ale FSGS ., Modelele animale utilizate pentru a investiga FSGS toate induc deteriorarea podocitelor și, prin urmare, imită FSGS umane.

modelul rinichiului rămas

cel mai frecvent utilizat model animal pentru FSGS este modelul rinichiului redus sau rămas la șobolani. În acest model, 4/6 sau 5/6 din masa renală este eliminat prin chirurgical rezecția un singur rinichi și ligatura de arteră renală ramuri sau polectomies pentru a reduce una sau două treimi din masa renală în rinichiului contralateral . Majoritatea studiilor utilizează modelul de ablație 5/6, deoarece induce hipertensiune arterială, leziuni renale pronunțate și FSGS., Modelul de reducere a masei renale 4/6 este utilizat ca o variantă mai blândă, deoarece nu induce hipertensiune arterială și doar disfuncție renală moderată și glomeruloscleroză .pentru a compensa pierderea masei renale, apare o creștere tubulară și glomerulară. Creșterea glomerulară se realizează atât prin hiperplazie, cât și prin hipertrofie. Creșterea podocitelor este mai lentă din punct de vedere structural, deoarece apare numai prin hipertrofie. Prin urmare, atât zona capilară, cât și cea de filtrare pentru un singur podocit este mărită dramatic., În consecință, filtratul nu poate fi filtrat suficient de repede în spațiul urinar, provocând blocaje care deviază filtratul în spațiul dintre corpul podocitelor și procesele piciorului. Aceste modificări maladaptive duc în cele din urmă la distrugerea celulelor și aderențele dintre GBM și capsula lui Bowman care duc la scleroză . În plus, studiile care utilizează modele de polectomie arată doar hipertensiune moderată și dezvoltare lentă a glomerulosclerozei. Acest lucru este în contrast cu modelele de ligare care provoacă hipertensiune arterială mai pronunțată., Prezența hipertensiunii arteriale și dezvoltarea rapidă a glomerulosclerozei este cauzată de reglarea marcată a componentelor sistemului renină angiotensină, și anume Ang II, în zona peri-infarctului inflamat în modelele de ligare, ceea ce duce la modificări structurale ale podocitelor . Rămășița rinichi model poate provoca podocyte daune atât prin hyperfiltration-hipertensiune arterială și prin intermediul Ang II cale, similar cu ceea ce este văzut în om FSGS.majoritatea tulpinilor de șobolan sunt sensibile la inducerea FSGS prin modelul rinichiului rămas., Șobolanii din Munchen-Wistar au avantajul de a avea glomeruli de suprafață care pot fi utilizați pentru măsurarea directă a factorilor hemodinamici. În schimb, majoritatea tulpinilor de șoarece, inclusiv C57BL/6, sunt rezistente la dezvoltarea FSGS prin modelul rinichiului rămas. Șoarecii 129sv sunt sensibili, dar distribuția anatomică a ramurilor arterei renale la șoareci face dificilă realizarea nefrectomiei reproductibile 5/6 .de asemenea, se pare că există o diferență dependentă de gen în susceptibilitatea la FSGS., Studiile care utilizează modelul de rinichi remnant la șobolanii Munchen–Wistar și șobolanii Sprague-Dawley au arătat că estrogenii, în principal estradiolul, pot proteja împotriva dezvoltării FSGS .

studiile care utilizează modelul rinichiului rămas sunt efectuate pentru dezvoltarea strategiilor de tratament preventiv, precum și pentru obținerea unei mai multe informații despre patologiile subiacente., Folosind acest model s-a constatat că inhibarea sinteza de tromboxan , administrarea de acid clofibric (hipolipemiante agent) , troglitazona (peroxisome proliferator-activated receptor gamma agonist) și Tranilast (antifibrotic agent), poate ameliora progresiv glomerulosclerosis. Aceste studii – toate au utilizat șobolani Sprague-Dawley de sex masculin sau feminin și au redus masa renală prin tehnica ligării ramurii arterei renale., Alte studii arată că lipsa de funcționale p21(WAF1/CIP1) în 129/Sv mouse-ul tulpina poate reduce progresia spre insuficiență renală cronică și care apolipoproteinei E knock-out șoareci nu au o creștere în afectare renală după subtotal nefrectomie în prezența hiperlipidemiei , sugerând un rol pentru această proteină în dezvoltarea secundară FSGS. Ambele studii au folosit polectomii pentru a induce modelul rinichiului rămas.,modelul rinichiului rămas este limitat în abilitățile sale de a imita FSGS uman, deoarece daunele sunt induse printr-o procedură acută, în timp ce în FSGS umane daunele sunt induse mult mai lent. Cu toate acestea, modelul rinichiului rămas poate fi utilizat în combinație cu alte modalități de inducere a FSGS, cum ar fi injecțiile cu puromicină sau cu hipertensiune indusă. Aceste modele FSGS vor fi discutate în paragrafele următoare.reducerea masei renale datorată bolii sistemice reducerea masei renale este un eveniment secundar al anumitor patologii., Într-o serie de modele animale, scăderea masei renale este rezultatul deteriorării cronice a vaselor glomerulare din cauza hipertensiunii. În aceste modele, FSGS se dezvoltă într-un mod similar ca în modelul rinichiului rămas, unde o scădere a masei renale duce la disponibilitatea unui număr redus de glomeruli pentru a filtrat aceeași cantitate de ser. Tehnicile de studiu a hipertensiunii arteriale includ utilizarea șobolanilor predispuși la hipertensiune Sabra, care sunt animale sensibile la sare care dezvoltă hipertensiune arterială atunci când chow și apa de la robinet sunt încărcate cu 8% NaCl ., Hipertensiunea renală pot fi de asemenea cauzate de administrarea de norepinefrina (NE) sau Ang II. În acest model de sex Masculin de șobolani Sprague – Dawley sunt utilizate, care sunt date NE și Ang II intravenos timp de 14 zile, în timp ce un gonflabile vasculare occluder menține renală presiunea de perfuzie a rinichiului stâng la nivelul inițial, și expune rinichiul drept ridicate de presiunea de perfuzie . În plus, au fost investigate modele de hiperlipidemie și obezitate, cum ar fi șobolanii Zucker, precum și îmbătrânirea, șobolanul cu deficit de nefron Munchen-Wistar Frömter .,pe lângă observarea efectului hipertensiunii arteriale asupra dezvoltării glomerulosclerozei în aceste două modele animale, șobolanii Zucker arată că afluxul precoce de macrofage glomerulare precede glomeruloscleroza . Șobolanii îmbătrâniți din Munchen-Wistar arată că glomeruloscleroza dependentă de vârstă este inversată după inhibarea endotelinei-1. Endotelina-1 pare să aibă un efect inhibitor asupra activității ciclului celular podocitar și a dediferențierii. Atunci când se administrează un podocite antagonist endotelin-1 poate reintra în ciclul celular și de a recupera de la leziuni anterioare și legate de vârstă .,deteriorarea vaselor glomerulare poate apărea, de asemenea, datorită anticorpilor anti-fosfolipidici prezenți în lupusul eritematos sistemic (les) care blochează vasele glomerulare și duc la inflamații cronice. Se crede că această inflamație cronică provoacă hipertensiune arterială similară cu ceea ce este descris în modelul renal rămas folosind ligatura. Femelele de șoareci nzbwf1 sunt cunoscute pentru a produce titruri mari de anticorpi antinucleari. La acești șoareci, rinichiul este protejat de deteriorarea blocadei TNF-α .aceste modele animale sunt toate reprezentări bune ale FSGS secundare la om., Din păcate secundar FSGS este doar o mică parte a omului FSGS și dezvoltare a FSGS pot fi adesea prevenite și/sau întârziată de tratament din aceste cauze.Adriamicina, puromicina și streptozotocina sunt medicamentele utilizate în cea mai mare parte pentru a induce FSGS. În plus, literatura disponibilă descrie un număr mic de studii efectuate cu ciclosporină și hormon de creștere , care nu vor fi discutate aici.majoritatea tulpinilor de șobolan sunt sensibile la FSGS induse de adriamicină sau puromicină., Majoritatea tulpinilor de șoareci nu sunt, cu excepția șoarecilor balb/c, care sunt susceptibili la fsgs induse de adriamicină .Adriamicina este cunoscută ca un antibiotic oncolitic care poate induce proteinurie de la a doua perfuzie, atunci când se administrează intravenos la șobolani la 2 mg/kg într-un interval de 3 săptămâni. După 16 săptămâni, se observă glomeruloscleroza segmentară cu progresia la glomeruloscleroza globală și fibroza tubulointerstițială la 24 de săptămâni. Datorită creșterii nivelului de uree serică, unele dintre animale nu vor supraviețui mai mult de 28 de săptămâni., Când se administrează într-o singură doză intravenoasă de 5 mg/kg, Adriamicina provoacă scleroză în decurs de 6 luni la 50% din animale . Studiile care vor fi discutate au folosit șobolani de sex masculin Munchen-Wister și au injectat o singură doză. Dozele administrate variază între 1,5 și 5 mg/kg la șobolan și între 10 și 15 mg/kg la șoarece . Este important să testați doza înainte de a efectua experimente, deoarece Adriamicina are o gamă farmaceutică mică, în afara căreia devine toxică. În plus, pot fi observate diferențe de lot .Puromicina este un antibiotic care inhibă sinteza proteinelor., Puromycin poate fi dat de mai multe intraperitoneală injecții cu administrarea inițială de 10 mg/kg, urmată de 40 mg/kg la fiecare 4 săptămâni sau după administrarea intravenoasă a unei singure doze de 50 mg/kg pentru a provoca puromycin aminonucleoside induse de nefroză (PAN). După injectare, șobolanii prezintă o fază nefrotică timpurie care atinge punctul maxim la 10 zile, cu un proces complet al piciorului, urmat de o rezoluție aparentă. Între 10 și 13 săptămâni, proteinuria progresivă de nivel inferior se dezvoltă cu leziuni sclerotice segmentale timpurii care duc la scleroză segmentară bine definită la 18 săptămâni .,atât Adriamicina cât și puromicina sunt utilizate frecvent pentru a induce FSGS datorită efectelor lor puternice de răspuns la doză . Aceste medicamente sunt adesea folosite în același studiu în două brațe separate. Aceste modele au fost utilizate pentru a studia analiza micropuncturii în serie a unui singur nefron în timp ce glomeruloscleroza se dezvoltă . Studiile de tratament FSGS pentru care se utilizează modele animale de adriamicină și puromicină arată că combinația dintre inhibitorii enzimei de conversie a angiotensinei (ACE-I) și blocanții Ang II nu are un efect mai bun decât ACE-I singur ., În plus, ele arată că MAPK este esențială pentru leziunea podocitară, făcând P38 MAPK o potențială țintă terapeutică și că vaccinarea cu ADN CCL2 protejează împotriva leziunilor renale după injecțiile cu adriamicină . Noi biomarkeri posibili pentru inițierea și severitatea FSGS, cum ar fi fibronectina și, respectiv, Rab-23, au fost studiați și pe aceste modele animale. Nivelurile serice de fibronectină pot prezenta o creștere ușoară, dar semnificativă, cu 3 zile înainte de apariția depozitelor de fibronectină glomerulară, făcându-l un biomarker nespecific pentru predispoziția FSGS ., În cazul Rab-23, se observă o cale de semnalizare autocrină în celulele mezangiale în timp ce se dezvoltă FSGS, ceea ce duce la niveluri ridicate de urină ale Rab-23 și suprimă această cale. Prin urmare, ca biomarker, nivelurile de urină Rab-23 pot indica, probabil, severitatea FSGS .ambele medicamente provoacă leziuni toxice directe ale podocitelor, cresc permeabilitatea celulelor endoteliale glomerulare pentru molecule mai mari și reduc selectivitatea încărcăturii glomerulare, ceea ce duce la leziuni tubulointerstițiale ., Deoarece aceste căi sunt diferite de cele cunoscute în FSG-urile umane, relevanța acestor modele este neclară.

Streptozotocina este o substanță chimică naturală, care este toxică pentru celulele beta producătoare de insulină ale pancreasului. Acesta poate fi utilizat pentru a trata cancerele insulelor Langerhans și în cercetarea medicală pentru a induce diabetul la modele animale . Nefropatia diabetică indusă în acest model precede dezvoltarea FSGS., Injectarea intraperitoneală de 40 mg / kg la hamsterii de apă sirieni de sex masculin induce o hiperglicemie și hiperlipidemie în curs de desfășurare cu niveluri ridicate de urină de glucoză, ceea ce duce la lipidoză glomerulară după 1 lună. După 3 luni, se observă FSGS cu expansiune mesangială. Acest lucru este cauzat de o creștere a materialului asemănător membranei bazale, a picăturilor lipidice și a celulelor de spumă. Mai ales hiperlipidemia este crucială în această dezvoltare, deoarece formează picăturile lipidice .,studiile care utilizează hiperglicemia indusă de streptozotocină la șobolanii masculi din Munchen Wistar arată că doxazinul, un agent de scădere a tensiunii arteriale, reduce albuminuria cu 80%, dar nu are efect asupra expansiunii mezangiale sau progresiei la glomeruloscleroză. În schimb, controlul glicemic adecvat previne toate cele trei . Expresia genetică modificată în faza timpurie a bolii renale cauzată de hiperglicemie poate fi critică la aceste animale .,modelele animale induse de Virus care sunt cel mai des utilizate în cercetarea FSGS sunt modele bazate pe HIV-1, în care șoarecii transgenici exprimă gene accesorii HIV-1, cum ar fi Vpr . Acești șoareci transgenici sunt obținute fie prin transfecting ouă fertilizate de un hibrid între C57BL/6 și DBA/2 cu Vpr și nephrin gena promotor sau prin utilizarea Tg26 mouse-ul linie . În plus, macacii rhesus infectați cu SIVMACR71/17e, un virus al imunodeficienței simiene tropice clonate (Sivan), sunt utilizați pentru a studia FSGS ., După cum sa menționat mai sus, virusul poate provoca leziuni asupra podocitelor, fie prin infectarea directă a acestor celule, fie prin eliberarea de citokine inflamatorii. Mai mult, Virusul se poate transfera de la celulele T infectate la celulele epiteliale tubulare prin sinapsele virale în timpul aderenței celulare . Studii folosind acest model animal au demonstrat de protecție și de inversare a glomerulosclerosis de tratament cu Fluvastatină și p-kinazei dependente inhibitor CYC202 respectiv.aceste modele animale sunt importante pentru studiul HIVAN, deoarece celulele renale umane exprimă, de asemenea, gene HIV-1., Cu toate acestea, HIVAN este o cauză secundară a FSGS și nu ne lărgește cunoștințele despre FSGS primar.

Podocyte vizează modele de FSGS

Din podocite au fost identificate ca principalele celulare țintă în FSGS, noile modele animale s-au dezvoltat. Genele care codifică proteinele specifice podocitelor au fost vizate pentru a obține modele de șoarece knock-out pentru FSGS. Mpv-17 și α-actinina 4 au fost genele vizate cel mai frecvent. Vor fi discutate șoarecii cu deficit de podocină, precum și epuizarea podocitelor prin anticorpul Thy-1.1 și toxina difterică.,

Mpv-17 inactivarea prin retrovirale de inserție rezultate în jos procesul de aplatizare și proteinurie termen de 30 de zile postpartum, cauzată de o producție excesivă de radicali de oxigen și acumularea de peroxidare lipidică aducți. După 9-12 luni, șoarecii cedează insuficienței renale .studiile care utilizează inactivarea Mpv-17 arată epuizarea ADN-ului mitocondrial care afectează pielea, urechea internă și rinichii. La debutul FSGS, aproape niciun ADN mitocondrial nu este lăsat în celulele smocului glomerular .

gena α-actinină 4 codifică pentru producerea unei proteine de reticulare a actinei., Mutațiile punctuale din această genă determină o formă dominantă autosomală a FSGS umane. Există o reducere semnificativă a ARNm și a nefrinei, o componentă a diafragmei cu fantă. Rezultatul este o degradează rapid și dereglementate citoscheletului de actină (cauzate de α-actinin-4) și deteriorarea slit diafragm (cauzate de nephrin), ceea ce duce la dezvoltarea timpurie a proteinuriei și FSGS . În studii cu α-actinin 4 mutant soareci, probele sunt folosite pentru compararea cu autosomal dominantă formă de om FSGS cauzate de același α-actinin 4 mutație .Podocina este codificată de gena NPHS2., Mutațiile acestei gene provoacă forme familiale și sporadice de sindrom nefrotic rezistent la steroizi și FSGS la om. Șoarecii knockout nphs2 nu dezvoltă FSGS, ci scleroză mezangială difuză. Acești șoareci mor în câteva zile până la săptămâni după naștere din cauza insuficienței renale . Cu toate acestea, atunci când podocin este inactivat la soareci adulti prin utilizarea Cre-loxP tehnologie, rezultă în sindromul nefritic și FSGS în decurs de 4 săptămâni. Aceasta este urmată de glomeruloscleroza difuză și leziunea tubulointerstițială .un model inductibil pentru FSGS a fost generat prin introducerea expresiei antigenului Thy-1.1 pe podocite., Thy-1.1 nu este exprimat pe podocite la șoareci normali. Modelul mouse-ului a fost dezvoltat prin injectarea Human-mouse Thy-1.1 în zigotele șoarecilor Thy-1.2 CBA x C57BI. După injectarea anticorpilor monoclonali anti-Thy-1.1, podocitele și celulele epiteliale parietale (PEC) sunt deteriorate, ceea ce duce la hipertrofia podocitelor și la producerea matricei extracelulare de către PEC . Albuminuria acută este indusă într-o zi și este însoțită de o glomeruloscleroză focală care se dezvoltă rapid în ziua 21. Thy-1.,1 model de soarece transgenic este adecvat în mod special studiul relației dintre podocyte prejudiciu, albuminurie și FSGS de dezvoltare, deoarece s-a dovedit că, în acest model de severitatea FSGS se corelează cu extinderea de podocyte prejudiciu . În acest model, sa demonstrat, de asemenea, că ACE-I este important în prevenirea dezvoltării FSGS, posibil prin blocarea proliferării PEC .inducerea FSGS la animalele transgenice prin injectarea de toxine specifice podocitelor a fost realizată și prin dezvoltarea șobolanilor care exprimă receptorii toxinei difterice umane (hDTR) pe podocite., Șobolanii Fisher fertilizați au fost injectați cu promotor podocin / hDTR pentru a dezvolta acești șoareci transgenici. După atingerea vârstei adulte, șobolanii au fost injectați cu toxină difterică (DT, 1 ml/10 g) provocând epuizarea podocitelor care transportă DT în citoplasma lor în decurs de 7 zile. Când se pierd 20% din podocite, expansiunea mezangială și proteinuria ușoară se dezvoltă fără pierderea funcției renale, ceea ce sugerează că este indus un mecanism compensator., După epuizarea a 40% din podocite, formarea sinechiei, proteinuria moderată și leziunile FSGS, inclusiv aderențele GBM, migrația PEC și formarea ECM încep să se dezvolte. Când mai mult de 40% din podocite sunt epuizate, se dezvoltă scleroza globală .aceste modele afectează toate podocitele, fie prin direcționarea genelor existente și a proteinelor lor de codificare, fie prin transfecția receptorilor specifici pe podocite, care pot fi vizați în mod specific. Modelele care utilizează gene existente acoperă mai puțin de 8% din cauzele umane pentru FSGS., Ambele podocyte epuizarea modele da informații importante despre succesiune continuă de FSGS într-o manieră dependentă de doză, dar nu rezolva cauza primară FSGS.

care Circulă permeabilitate factori

studiile la Animale au ajutat pentru a dovedi existența circulant permeabilitate la factorii de cauzalitate pentru FSGS arătând că FSGS pot fi induse la șobolani după injecție cu ser de FSGS pacienți. Ambele studii discutate aici au folosit șobolani Sprague-Dawley care au fost injectați cu ser de fsgs dovedit de biopsie la pacienții cu boală primară., Aceste studii arată că o singură injecție de FSGS serul pacientului cauze tranzitorii albuminurie și proteinurie la șobolani și că, mai ales în ser la pacienții cu colaps FSGS varianta duce la glomerulare smoc de retragere și podocyte daune .până în prezent, nu există un consens cu privire la factorul candidat care este factorul „FSGS” real sau unde este produs. Aceste studii susțin existența unui factor de permeabilitate circulant și au potențialul de a identifica acest „factor inductor al FSGS”.,

dezvoltarea spontană a FSGS

în literatura de specialitate, a fost publicat un singur model de șoarece fsgs în dezvoltare spontană. Studiile care utilizează acest model de șoarece FGS / Nga au apărut între 1991 și 2004. Modelul mouse-ului a fost stabilit după încrucișarea interstrain a descendenților CBA/Nga și RFM/nga. Tulpina a dezvoltat spontan leziuni FSGS la 3 luni și glomeruloscleroză severă în decurs de un an. Studiile acestui model de șoarece au evidențiat depozite dense în mezangiul care conține IgA, IgM, C3 și antigenul plicului retroviral., Creșterea acestor animale a fost posibilă până la 18 generații .

Un studiu folosind acest model de mouse-ul a arătat că transplantul de măduvă osoasă (BMT) la șoarecii normali la FSGS soareci ameliorează FSGS și că BMT sau transfer de purificat celule stem hematopoietice de la FSGS soareci la soareci normale induse de FSGS . Un studiu a fost realizat pentru a localiza loci cantitativ (QTL) care afectează indicele glomerulosclerozei (GSI) la acești șoareci. Două QTL au fost găsite pe cromozomii 8 și 10. Prezența Gsi1 a crescut GSI, în timp ce prezența Gsi2 a scăzut GSI .,în prezent, doar câțiva embrioni ai acestui model de șoarece sunt lăsați în Japonia, dar nu pare să se efectueze nicio cercetare activă (Tabelul 1).

Tabelul 1 Prezentare de modele animale discutate în acest review