片側腎虚血再潅流損傷後の腎線維化に及ぼす対側腎摘出タイミングと虚血状態の影響 Ⅲ
Oct 30, 2023
議論
腎臓 IRI の動物モデル、特に遅延対側腎摘出術を伴う uIRI モデルは、AKI-CKD 移行を調査するために一般的に使用されますが、モデリング条件は研究ごとに大きく異なります [8、10、12、17]。 私たちの研究では、uIRI後の対側腎摘出術のタイミング、虚血中の深部体温、および腎虚血期間がAKI後の線維化転帰に及ぼす影響を評価しました。 その結果、他の 2 つの変数が固定されている場合、対側腎摘出術と uIRI の間の間隔が長いほど、虚血体温が高いほど、または虚血期間が長いほど、より重度の腎損傷と線維化が引き起こされることが示されました。
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我々はまず、対側腎摘出術とuIRIの間の時間間隔が腎損傷に及ぼす影響を観察した。 以前の報告では、対側腎摘出術と uIRI の間の時間間隔は大きく異なりました。 場合によっては、uIRI の 3 日後に対側腎摘出術が行われた場合、uIRI の 42 日後では虚血腎臓の腎線維化は明らかではなく [21]、対側腎摘出術が 7 日後に行われた場合には、uIRI の 56 日後に線維化の転帰が見られる可能性がありました。 uIRI 以降 [10]。 uIRIの8日後に対側腎摘出術が行われた場合、虚血腎臓の重大な線維性変化はuIRIの28日後に起こったが[12]、uIRIの10日後に対側腎臓が切除された場合にはuIRIの11日後にのみこの結果を発見した研究者もいる[8]。 さらに、一部の研究者は、uIRI 後 14 日目に対側腎臓を切除した場合、uIRI 後 98 日目に腎線維化さえ観察しました [15]。 しかし、対側腎切除術と uIRI の間の異なる時間間隔が腎線維症に及ぼす影響を調査した研究者はほとんどいません。 文献で報告された結果と我々の事前実験に基づいて、uIRI中の虚血期間と虚血の中核体温を固定して、それぞれ対側腎臓を摘出するためにuIRI後7日、10日、14日を選択しました。 その結果、2回の手術の間隔が長くなるにつれて生存率が低下し、腎障害、腎病理組織学的損傷、腎線維化の程度が悪化することが判明した。 これは、対側腎摘出術と uIRI の間の時間間隔が腎臓の転帰に重大な影響を与えることを示唆しました。 現在の結果に関する限り、時間間隔の 3 日の違いにより、AKI から CKD への進行の重症度に有意な差が生じました。 AKI後の腎線維症は、その後の対側腎切除術によりさらに重篤になりました。 この考えられる理由は、IRI後の腎機能は主に対側の無傷の腎臓の代償作用によって維持され、損傷した腎臓の血液供給が時間の経過とともに減少し、線維化を引き起こすためである[11、12]。 この時点で対側の腎臓を切除しても、損傷した腎臓の機能は代償されません。 対側の無傷の腎臓を早期に摘出するほど、損傷の代償効果は高くなります。 逆に、対側腎摘出術が後に行われると、腎線維化がより重篤になります。 以前の研究[7]と一致して、対側の腎臓が保存されている場合、uIRIは損傷した腎臓の線維化を誘発する可能性が高くなりますが、無傷の腎臓の除去はIRI腎臓の長期修復に役立ちます[21]。
また、腎虚血中の深部体温が腎損傷に重要な影響を与えることもわかりました。 腎臓のIRIには冷たいものと温かいものがあります。 32℃以下で腎臓IRIを実施することはコールドIRIと呼ばれ、腎臓移植研究で一般的に使用されます[2]。 我々は温虚血モデルを使用してAKI CKD移行を調査しましたが、事前実験では虚血中の深部体温を33℃、34℃、または35℃に制御しても明らかな線維化変化は起こらないことが示されました。しかし、ほとんどのマウスは高虚血に耐えることができませんでした。 39℃を超えると手術中に死亡し、その結果、研究では虚血温度として36-38℃を選択しました。 虚血期間を 24 分間固定し、uIRI から 14 日後に対側腎臓を除去した場合の、腎損傷に対する 36℃、36.5℃、37℃、37.5℃、および 38℃の中核体温の影響を観察しました。 その結果、腎虚血中の深部体温が高いと生存率が低下し、腎機能の低下がより顕著になり、腎線維化がより重篤になることが示されました。 以前の報告 [2] と同様に、中核体温の 1 ℃の差は、腎機能と前述の線維化の転帰に統計的に有意な変化をもたらしました。 我々は、虚血中の深部体温の0.5℃の差は線維症の重症度に有意な差をもたらさないことを発見した。 これは、群間で虚血中の深部体温の変動を0.5℃以内に制御する必要性と一致しており、これは少数の研究によってのみ強調されている[22]。 これらの結果は、IRI モデリングの温度制御範囲についての強力な証拠を提供しました。 私たちのグループは以前、虚血中の深部体温が低すぎる場合、虚血時間が十分に長くても腎臓に重大な線維症の症状が現れないことも発見しました（結果は示されていません）。これはまた、虚血温度の厳密な制御の重要性を示唆しています。 しかし、これまでに出版された論文はほとんどなく、腎虚血中の深部体温について言及しているとSkrypnykらは述べた。 [12] は、虚血中の深部体温には言及せずに、マウスを 38℃の水浴システムに固定しました。 コロンバロら。 [14]およびLiら。 [16] は研究で虚血温度について言及しておらず、モデリングに対する虚血温度の影響が十分に強調されていないことを示しています。
最後に、AKI 後の CKD 進行に対する虚血期間の影響を調査しました。 以前の研究で記載されている虚血期間は、15 分 [15] から 45 分 [10] の範囲です。 我々の事前実験において虚血持続時間が 21 分未満であった場合、重大な線維化変化は見つかりませんでした。 虚血期間が 30 分を超えた場合、対側腎摘出術後 24 時間以内にすべてのマウスが死亡しました。 したがって、私たちの研究では、虚血期間は21〜30分に設定されました。 虚血期間はそれぞれ21分、24分、27分、30分に設定し、中核体温は37℃、対側腎切開術とuIRIの間の時間間隔は14日とした。 結果に記載されているように、27- 分群と 30 分群のマウスはすべて、対側腎摘出術後 7 日以内に死亡しました。これは、損傷が重篤であり、マウスの生存閾値を超えていたことを示しています。 幸いなことに、腎臓損傷に対する虚血時間の影響は他の研究によって注目されており、我々の結果はWeiらの研究と一致していた。 [15]。 虚血中に深部体温を37℃に厳密に制御して腎虚血時間が27分を超えると、致命傷が生じ、21分と24分が適切な虚血時間であった。 虚血時間とそれに対応する腎損傷の程度に関して、我々の結果は以前の研究の一部とは明らかに異なります。 Guan らの研究では、最長の虚血時間は 45 分でした [10]。 Liらによると、35分の虚血時間は中等度から重度の損傷を誘発した[16]。 しかし、ほとんどの研究では 30 分の虚血時間が中等度から重度の傷害を引き起こしました [2、8、12、17、23]。 上記の違いの理由は、虚血中に深部体温が厳密に制御されていないことに起因する可能性があります。 現在の結果に関する限り、虚血時間の 3 分の違いが AKI の重症度に大きな違いをもたらしました。
要約すると、我々の結果は、対側腎摘出術を遅らせたuIRIモデルでは、ほとんどの症例で腎機能障害、病理組織学的変化、線維化転帰を引き起こしたが、これはAKI-CKD移行、対側腎摘出術とuIRIの間の間隔、中核体温を意味することを示した。虚血および虚血期間は、生存率、腎機能、腎線維症、つまり CKD の重症度に大きく影響します。 したがって、実験条件を厳密に制御することは、動物モデルの安定性と一貫性にとって非常に重要であり、これは後の研究を完了するための基礎であり、研究者にとって非常に重要です。 私たちの研究は、他の研究者がAKI-CKDモデルを確立することに成功するための参考にもなりました。
遅延対側腎摘出術を行った我々の uIRI モデルの生存率は、同じ条件下での他の研究よりも若干低かった [15]。 おそらく、実験室の条件、術者の技術や手術の熟練度、温度の異なる実験環境、温度制御装置、微小動脈クランパーなどの違いが結果に影響を与えるためと考えられます。 したがって、一貫した信頼性の高い虚血性 AKI モデルを確立するには、一定の環境温度、訓練を受け熟練したオペレーターも重要です。
私たちの研究にも限界がありました。 膨大な作業量により制限されたため、uIRI 後 7 日目、10 日目、および 14 日目に実施された対側腎摘出術の効果のみを研究し、より微妙な時間間隔の違い（例：uIRI 後 8 日目と 9 日目）の影響は観察しませんでした。 uIRI後の対側腎切除術の時点が腎損傷に及ぼす影響を調査しています。 我々の事前実験結果と以前の報告に記載されているように、腎線維症に対するさまざまな虚血期間の影響を研究する場合、虚血期間は21分、24分、27分、および30分にのみ設定されました。 虚血時間のより小さな差（例えば、22分、23分）が線維化の結果に及ぼす影響は観察されなかった。 したがって、現在入手可能な結果に基づいて、時間間隔の 3 日の差、または時間の長さの 3 分の差が腎臓損傷に意味のある影響を与えるという結論しか導き出すことができませんが、その影響を判断するにはさらなる研究がまだ必要です。より短い時間間隔。 虚血中の深部体温が高い、または虚血期間が長いと、他の状態が固定されている場合に死亡率が高くなります。 中核温度が 37℃を超えた場合、または虚血時間が 24 分を超えた場合、生存マウスの数は比較的少なく、これは後のデータ分析に影響を与える可能性があります。 しかし、グループ内の差異が小さいため、得られた結果は依然として統計的に有意であったため、追加のマウスは追加されませんでした。
結論として、遅延対側腎摘出術を伴う uIRI モデルでは、対側腎摘出術と uIRI の間の間隔が長くなり、虚血中の深部体温が上昇し、虚血期間が増加するにつれて、AKI 後の腎線維化がより重篤になります。 AKI-CKD動物モデルの普遍的な基準を設定するために、将来の研究では実験条件を厳密に管理する必要があります。
参考文献
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