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島田 佐登志 先生 東北大学大学院 医学系研究科 腎・高血圧・内分泌学分野 |
記事ID ： 34951
Hypoxyprobe™-1キットによる組織低酸素の検出
ユーザーレポート
Products
メーカー：Hypoxyprobe, Inc.
■ 組織低酸素の検出 Hypoxyprobe™
Hypoxyprobe™-1キットは組織染色法により組織低酸素症を検出するキットです。
- ホルマリン固定、パラフィン包埋切片、凍結切片、針吸引、サイトスピン、フローサイトメトリー等幅広いサンプルに使用可能
実験内容
心臓と腎臓の間には生理的な連携があり、心不全下に腎障害が進行する例が多くみられる。特に近年、心不全下における中心静脈圧(CVP)の上昇が糸球体濾過量(GFR)の低下へ大きく関与し、強力な予後予測因子であると報告されている1, 2。しかし、CVP上昇が腎臓へ与える影響については十分に明らかになってはいない。我々はこの腎うっ血と呼ばれる病態において腎障害が進行する病態生理学的機序を解明することを目的に研究を行った。
今回、我々は、SDラットを用い左右腎静脈間で中心静脈を結紮することで上流に位置する左腎のみをうっ血させ、うっ血していない右腎を対照とするという、新たな動物モデルを作製した(図1)。この際の腎臓の組織低酸素を検出する目的で、Hypoxyprobe™-1キットを用いた。
ケタミン(30 mg/kg 体重)・キシラジン(2.0 mg/kg 体重)による麻酔下に、左右腎静脈間中心静脈結紮術を施行し、その直後にHypoxyprobe™-1 (60 mg/kg 体重)を腹腔内投与した。2時間後に両側腎臓を摘出し、皮膜を除去したのちに3 mm幅に横断し、10%中性化ホルムアルデヒドを用いて固定した。パラフィン包埋の後に2.0 µm幅で薄切し、キット付属の抗Hypoxyprobe™-1抗体(Clone 4.3.11.3)、ペルオキシダーゼ標識二次抗体と反応させ、DAB (3,3’-ジアミノベンジジン四塩酸塩)で発色した後に光学顕微鏡を用いて観察した。図2に示すように、左側うっ血腎の髄質外層の直血管周囲に限局して染色陽性の領域が認められ、右側対照腎では染色陽性の領域が認められなかった3。
左側うっ血腎の組織低酸素の原因はうっ血に伴う腎血流の低下によると考えられるが、これは直血管周囲の組織に限局をしていた。この限局した理由は、腎臓の特殊な血管構造にあると考えられる。ヘンレループを囲む直血管束においては、動静脈が並走しており、動脈血中の酸素が静脈血に奪われてしまう。またヘンレループの太い上行脚で酸素を使ってナトリウムの能動輸送をしている。このため、この部位は周囲よりも元々低酸素であり、かつ、酸素を利用する部位である4。このため、直血管組織に限局した低酸素がみられたと考えられる。
Hypoxyprobe™-1キットは組織内における低酸素の勾配を可視化し比較するためにはとても優れたツールである。低酸素環境はがんや虚血性疾患など多くの疾患と密接に関連しているため、今後も幅広い研究領域で利用されることが期待される。
図.1 左右腎静脈間中心静脈結紮の模式図
左右腎静脈間で中心静脈を結紮することにより、結紮部より上流の左腎がうっ血する。
図.2 Hypoxyprobe™-1キットによる組織低酸素領域の検出*1
うっ血腎で直血管周囲に限局した低酸素が観察される。スケールバー1.0 mm。矢頭は染色陽性域を示す。
*1
©Satoshi Shimada (Tohoku University)
Scientific Reports volume 8, Article number: 16808 (2018) (Licensed under CC BY 4.0)
- Satoshi Shimada, Takuo Hirose, Chika Takahashi, Emiko Sato, Satoshi Kinugasa, Yusuke Ohsaki, Kiyomi Kisu, Hiroshi Sato, Sadayoshi Ito, Takefumi Mori. Pathophysiological and molecular mechanisms involved in renal congestion in a novel rat model. Sci Rep. 2018;8:16808.
- Mullens W, Abrahams Z, Francis GS, et al. Importance of venous congestion for worsening of renal function in advanced decompensated heart failure. J Am Coll Cardiol. 2009;53:589-596.
- Damman K, van Deursen VM, Navis G, et al. Increased central venous pressure is associated with impaired renal function and mortality in a broad spectrum of patients with cardiovascular disease. J Am Coll Cardiol. 2009;53:582-588.
- Shimada S, Hirose T, Takahashi C, et al. Pathophysiological and molecular mechanisms involved in renal congestion in a novel rat model. Sci Rep. 2018;8:16808.
- Brezis M and Rosen S. Hypoxia of the renal medulla-its implications for disease. N Engl J Med. 1995;332:647-655.
