인간 태반 생리학의 통합 연구에 대한 4 혈관 샘플링 접근법<em&gt; In Vivo</em

요약

우리는 장기간 생체 내 생체 태반 생리를 연구하기위한 상세한 방법을 제시합니다. 이 방법은 태아의 모체 및 태아 측에 유입 및 유출 혈관으로부터의 혈액 샘플링을 부피 혈류 및 태반 조직 샘플링의 초음파 측정치와 결합시킨다.

초록

인간 태반은 여전히 utero에서 연구를 위해 매우 접근하기가 어렵습니다. 따라서 생체 내에서 인간 태반 생리학 에 대한 현재의 이해는 태반 해부학, 혈역학 및 임신 기간에있어서 종간의 다양성은 매우 높지만 동물 실험에 기반하고있다. 인간 태반 연구의 대다수는 생체 외 관류 연구 또는 시험관 내 영양막 연구입니다. 시험 관내 연구 및 동물 모델은 필수적이지만, 생체 내 인간 태반 에 대한 그러한 연구 결과의 외삽은 불확실하다. 우리 는 생체 내 에서 인간 태반 생리를 연구하고, 그 방법의 상세한 프로토콜을 제시하고자했다. 계획된 제왕 절개 도중에 자궁 절개 직전에 자궁 내 정맥에 대한 복강 내 접근을 이용하여 우리는 태반의 산모와 태아 측에서 들어오고 나가는 혈관으로부터 혈액 샘플을 채집합니다. 사기를 결합 할 때혈류량 측정을 통한 혈액 샘플의 중심 측정을 통해 태반 및 태아의 흡수 및 모든 화합물 방출을 정량화 할 수 있습니다. 또한, 동일한 모체 - 태아 쌍으로부터의 태반 조직 샘플은 운반체 밀도 및 활성 및 생체 내 태반 기능의 다른 측면의 측정을 제공 할 수있다. 이러한 4 혈관 샘플링 방법의 통합적 사용을 통해 우리는 정상 및 병리학 임신 모두에서 생체 내 태반 영양 전달 및 대사의 현재 개념을 시험 할 수 있습니다. 또한,이 방법은 태반에 의해 분비되는 물질을 모체 순환으로 확인하는 것을 가능하게하는데, 이는 태반 기능 장애의 바이오 마커 검색에 중요한 공헌을 할 수 있습니다.

서문

미국 국립 보건원 (National Institutes of Health)에 따르면, 태반은 인체 ^{1 , 2 , 3} 에서 가장 잘 이해되지 않는 기관입니다. 진행중인 임신에 비 윤리적 위험을 가하지 않으면 서 생체 내 에서 인간 태반 에 접근하여 연구하기가 어렵습니다. 그러므로 인간의 태반 기능에 대한 연구는 주로 시험 관내 및 생체 외 모델에 기반을두고있다. 태반 수송과 대사에 대한 이전 의 생체 내 연구의 대부분은 동물 ^{4 , 5 , 6} 에서 수행되었다. 그러나 태반의 구조와 기능은 종간에 상당히 다르기 때문에 인간에서 동물로 결과를 외삽하는 것은 신중해야한다. 인간 생체 내 (in vivo) 연구 에서 태아와 태아의 흡수 및 정상 생리학모든 조건을 가지고 있으며 ^, 화합물 ^{7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13} 의 통합 전이를 연구 한 사람은 없다. 이러한 기초 연구는 인간 태반에 대한 생체 내 연구가 가능하며 여러 목적을 달성 할 수 있음을 보여줍니다. 첫째, 현재 체외 , 체외 및 동물 연구 에서 유래 한 태반 기능의 현재 개념을 인간 환경에서 시험 할 수 있으므로 인간 태반에 대한 새롭고보다 구체적인 통찰력을 얻을 수 있습니다. 둘째, 비정상 태아 성장, 자간전증, 모성 당뇨병, 대사 증후군 및 기타 모체 대사 장애와 관련된 기능 장애 태반의 특성이 더 잘 특성화 될 수 있습니다. 셋째, 인간 생체 내 연구는 진단을 개발할 수있는 기회를 제공한다.틱 기능과 예측 도구.

이 배경에서 우리 는 생체 내 인간의 태반 기능을 조사하기 위해 생리 학적 데이터의 종합적인 수집을 목표로 삼았습니다 . 계획된 제왕 절개 동안, 우리는 자궁 정맥에 대한 복강 내 접근을 이용하여 태반의 모성 및 태아 측 (4 혈관 샘플링 방법)에서 들어오고 나가는 혈관으로부터 혈액 샘플을 수집합니다. 이 샘플은 영양소 및 기타 물질 ^(14)의 쌍 동정맥 농도 차이를 계산하는 데 사용됩니다. 또한 초음파를 이용하여 태반 양측의 체적 유량을 측정합니다. 따라서, 모든 화합물의 태반 및 태아 섭취를 정량화 할 수있다. 또한, 태반에 의해 방출되는 물질을 산모 및 태아 순환계 ^{15 , 16 , 17} 로 결정하는 것이 가능합니다. 결합 할 때엄마와 아이의 임상 적 매개 변수와 태반 및 기타 관련 조직의 분석을 통해이 방법은 동일한 모체 - 태아 쌍 에서 생체 내 태반 기능의 여러 측면을 통합 할 수있는 흥미 진진한 잠재력을 가지고있다.

프로토콜

이 연구는 오슬로 대학 병원의 데이터 보호 관리 및 노르웨이 남부 의료 보건 연구 윤리위원회 (2419/2011)의 승인을 받았습니다. 모든 참가자는 포함시 서면 동의서에 서명했습니다.

1. 준비 사항

참고 : 절차 일정은 그림 1에 요약되어 있습니다.

그림 1 : 4- 용기 시료 채취 절차에 관련된 타이밍과 인원을 설명하는 순서도.
하나의 색상은 한 사람을 나타냅니다. 방법에 대한 자세한 설명은 프로토콜에 나와 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

1. 직원
   1. 초음파 측정을 수행하는 고도로 숙련 된 태아 의학 전문가, 수술을 담당하는 산부인과 의사, 산과 의사 중 한 명과 샘플을 채취하는 간호사 두 명, 혈액 가스 분석을 담당하는 조교 1 명, 연속적으로 그리고 수집 직후 다른 샘플.
      참고 :보다 고급 수집 태반 조직의 경우, 추가 사람이 필요합니다.
2. 장비
   1. 장비, 얼음 콜드 1 M 인산염 완충 식염수 (PBS) 50 ML, 차가운 RNA 안정 솔루션 25 ML과 최적의 절단 온도 화합물 (OCT) 0.5 ML의 5 ML을 준비합니다. vacutainers 및 튜브를 표시합니다. 장비의 임시 목록을 참조하십시오.

2. 모성 특성

1. 모성 임상 및 비 임상 특징을 포함하여 기록하고 관련 질문과 저를 반복하십시오.인도시 체중을 포함한 유지 관리비. 제왕 절개 전에 절식 기간을 기록하고 수술 중 저혈압 증상을 기록하십시오.
   참고 : 세계 임신 협동 조합 (COLAB)의 최신 간행물에보고 된 최소한의 산모 임상 데이터 세트를 포함하십시오. 이 기사는 또한 연구 집단을 선정 할 때 매우 중요한 몇 가지 측면을 포함하고 있으므로 연구를 계획하는 동안 다루어야합니다 ¹⁸ .
2. 민족, 나이 및 체질량 지수 (BMI)를 포함한 부계 특징을 기록하는 것을 고려하십시오.

3. 초음파

1. 단식 상태의 여성과 함께 배달 당일 도플러 초음파 검사를 수행하십시오. 대동맥과 대정맥의 압박을 피하기 위해 태아의 정지 상태에서 여성을 반 앙복 자세로 검사하고 관심 부위와 약간 반대 방향으로 기울입니다. 에서 출력 모니터링디스플레이상의 기계적 및 열적 인덱스에 의한 강도.
2. 탯줄 정맥
   1. 태아 복부의 시상 또는 사시 절제로 제대 정맥을 시각화하십시오. 눈에 보이는 가지 이전에 복부 제대 정맥의 직선 부분에서 내부 혈관 직경을 측정합니다. 정규 B 모드를 사용하고 혈관 직경을 측정하기 위해 수직 인 오손 각도에서 혈관을 가시화하고 박동 직경 변화의 영향을 최소화하기 위해 이후의 측정을위한 몇 가지 최적의 프레임을 유지합니다.
      1. 측정을 5 ~ 10 배 ^(19)를 반복합니다.
   2. 동일한 사이트에서 도플러 초음파를 사용하고 시간 평균 최대 속도 (TAMX)를 측정하기 위해 가능한 한 낮은 주입 각도 (항상 <30 °)를 얻기 위해 프로브를 조정하십시오. 3 - 5 초 (비 맥동 흐름)의 속도를 구하십시오.
3. 자궁 동맥
   1. 도플러 사용자궁 동맥이 내 장골 동맥에서 분지 된 직후에 외 골반 동맥을 가로 지르는 동안 자궁 동맥을 시각화하는 초음파입니다. 이 부위에서 프로브를 조정하여 낮은 발병 각도 (항상 <30 °)를 얻고 TAMX를 측정하십시오. 3 개의 심장주기의 평균 속도로 속도를 구하십시오.
   2. 동일한 위치에서 TAMX가 측정되는 것과 같은 위치에서 수직 각도를 얻지는 않을 것이므로 직경 측정을위한 위치에 가깝게 직경 측정을위한 정확한 각도를 얻기 위해 용기를 원위리로 따라 가십시오. 컬러 도플러 초음파로 평가 한 바에 따라이 부위 이전에 눈에 보이는 혈관이 분지되면 직경 측정을 제외하십시오.
      1. 정규 B 모드를 사용하고 혈관 직경을 측정하기 위해 수직 인 오손 각도에서 혈관을 가시화하고 박동 직경 변화의 영향을 최소화하기 위해 이후의 측정을위한 몇 가지 최적의 프레임을 유지합니다.
      2. 측정을 5 ~ 10 배 ^(19)를 반복합니다.
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4. 태반의 위치를 ​​기록하십시오.

4. 4 혈관 혈액 샘플링

참고 : 절차 일정은 그림 1에 나와 있으며 샘플 개요는 그림 2에 나와 있습니다.

그림 2 : 태반 혈관 및 표본 추출 사이트의 개략도.
4 혈관 샘플링 방법에서 혈액 샘플은 자궁 정맥, 요골 동맥 (자궁 동맥의 대용 물) 및 제대 동맥 및 정맥에서 가져옵니다. 자궁 동맥과 제대 정맥의 혈류는 초음파로 측정됩니다. 태반의 조직 샘플을 수집합니다. 삽화 : Øystein H. Horgmo, 오슬로 대학.5847fig2large.jpg "target ="_ blank ">이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

1. 안전 절차
   1. 작업장의 모든 인원에게 장갑, 수술 용 양복, 마스크 및 모자를 착용하십시오.
   2. 외과 의사 및 연구 인력에게 외과 수술 용 복장, 마스크, 모자, 가운 및 이중 장갑을 착용하십시오. 안경은 옵션입니다.
   3. 혈액 샘플을 장갑으로 취급하는 직원을 제공하십시오.
   4. 태반 샘플을 장갑과 외과 용 마스크로 다루는 요원을 제공하십시오. 균질화에는 후드 사용이 필요합니다.
2. 수술실에서의 준비
   1. 브리핑을하고 수술 시작 전 샘플링을 돕는 모든 요원에게 장비를 건네주십시오.
   2. 필요한 말초 동맥 및 정맥 접근을 도와 줄 마취과 의사이자 마취과 간호사와 상담하십시오.샘플링 전에 액체를 정맥 내 투여하지 마십시오.
   3. 요골 동맥을 조력하는 사람에게 주사 바늘없는 세 개의 주사기 (10 mL)를 전 대퇴 정맥 샘플과 보조 주사기 (20 mL와 10 mL 중 한 개)와 혈액 가스 주사기 (헤파린과 함께) 한 사람에게 준다.
   4. 수술 필드에 2 개의 멸균 주사기 (20 mL), 5 개의 멸균 주사기 (10 mL), 3 개의 "나비 바늘"및 2 개의 혈액 가스 주사기를 준비하십시오.
3. 혈관에 접근.
   1. 제왕 절개 전에 표준 절차를 따라 말초 정맥 주사 (iv) 접근을 보장하십시오.
      참고 : 전두엽 정맥은이 부위에서 샘플을 추출하기 쉽기 때문에 바람직합니다.
   2. 초음파 또는 촉진에 의해 손목에서 요골 동맥을 국소화하십시오. 피하 리도카인 진통제 0.5 mL에 따라 요골 동맥에 동맥을 삽입한다. 삽입이 3 회 실패한 경우이 사이트에서 샘플링을 포기합니다.여자가 삽입 중에 통증을 느낀다.
      참고 : 표준 절차에 따라 제왕 절개 수술 절차를 수행하십시오. 샘플링 절차에 필요한 조정 만 아래에 밑줄이 그어져 있습니다.
4. 모성 혈액 샘플
   참고 : 자궁 절개 전에 세 모체 혈액 샘플 (자궁 정맥, 요골 동맥 및 전두 정맥)을 동시에 얻습니다.
   1. 자궁 정맥 들어, 복강을 열고 복벽을 들어 올리고 자궁 앞쪽에 자궁 정맥의 주요 가지를 드러내는 견인기를 사용합니다. 태반과 같은면의 자궁 정맥 분지에서 혈액을 채취하거나 태반이 자궁 정중선에 위치하면 가장 두드러진 정맥을 사용하십시오.
      1. 자궁 정맥의 혈액 가스 주사기에 버터 플라이 바늘을 약 30도 각도로 삽입하고 부드러운 흡입을 피하여 혈액을 채취합니다.용혈. 나비 바늘의 iv 위치를 조심스럽게 고정한 채로 채워진 혈액 가스 주사기를 20 mL와 10 mL 주사기로 연속적으로 교체하십시오.
         참고 : 최적의 접근은 선택한 자궁 정맥의 반대쪽에 서있을 때 가장 잘 보장됩니다.
   2. 요골 동맥의 경우, 동맥 내에서 흡인을하십시오. 첫 번째 5 mL를 버리고 혈액 가스 분석을 위해 헤파린 주사기에서 3 mL를 흡입 한 다음 두 개의 주사기 (20 + 10 mL)에서 3 mL를 흡입합니다.
   3. 대퇴 정맥을 위해서는 정맥 카테터에서 천천히 흡인하십시오. 첫 번째 5 mL를 버리고 세 개의 주사기 (10 mL)로 30 mL를 흡입하십시오.
   4. 복부 폐쇄를 시작하기 전에 자궁 정맥의 샘플링 위치를 최종 검사하십시오.
5. 태아 혈액 샘플
   1. 아이가 태어 났을 때 즉시 제대를 고정 시키거나 태반을 옮기지 않고 제대 동맥으로부터 혈액을 배출하십시오. 기지 시작혈액 가스 분석을위한 주사기를 사용하고 가능한 경우 3 개의 10 mL 주사기를 따르십시오.
   2. 동맥 표본이 확보되면 제대 정맥 (혈액 가스 및 20 + 10mL 주사기)에서 표본 추출하기 전에 코드를 클램프하고 조산사에게 아이를 넘겨줍니다.
      참고 : 자발적으로 분리하지 않은 경우 출산 후 몇 초 내에 모든 제대 시료를 수집하고 태반 을 제자리에 놓습니다.
   3. 후기 코드 고정에 관한 노르웨이의 권장 사항을 따르십시오. 고민이 된 어린이의 경우 즉시 코드를 조이고 자르십시오. 조산사 및 신생아 전문의에게 아이를 넘겨주십시오.
6. 혈액 샘플 취급
   1. 나머지 혈액 샘플을 준비하면서 혈액 가스 주사기를 얼음에 담아 혈액 가스 분석기에서 5 분 이내에 분석하십시오.
   2. 혈액 샘플을 즉시 vacutainers로 옮기고 얼음 위에 올려 놓기 전에 1-2 분 동안 로커에 플라스마 튜브를 놓습니다. 혈청 튜브를 노동에 맡기십시오.30 분 동안 정착하기위한 벤치.
      참고 : 5 개의 사이트 모두에서 양질의 품질을 유지하기 위해 동시에 샘플을 준비해야하기 때문에 이것은주의가 필요한 절차에서 중요한 단계입니다.
   3. 가능한 한 빨리 플라스마 샘플을 원심 분리기에 넣고 30 분 이내에 6 ° C, 2,500 xg에서 20 분간 원심 분리하십시오.
   4. 30 분 후, 2,500 x g에서 10 분간 실온에서 혈청 샘플을 원심 분리한다.
   5. 분주는 혈장없는 혈장을 보장하기 위해 펠렛 위에 뜨는 0.5 ML을 떠나, 2 ML cryo 튜브에 신중하게 뜨는.
   6. 샘플을 -80 ° C에 보관하십시오.

5. 태반 조직의 수집

1. 태반이 납품 된 후 가능한 한 빨리 얼음으로 냉각 된 절개 트레이에 내려 놓습니다. 가장 긴 직경과 직경을 90도까지 사진 으로 찍고 측정하십시오.
2. 태반 무게를 잰다.
3. 무게, 두 직경, 모든 g를 기록하십시오.로스 병리학, 탯줄에 혈관 수 및 배달에서 태반을 얼음 위에 놓았을 때까지의 시간 간격.
   참고 : 임상 적으로 표시된 경우 병리 검사에 태반을 보냅니다.
4. 산모 표면이 위로 향한 태반을 놓고 솔직한 병리학 영역을 피하면서 태반의 각 사분면에 무작위로 위치한 4 - 5 개의 샘플링 사이트를 확인합니다. 가위를 사용하여 탈모기를 제거하여 산모 표면에서 3 - 5mm 떨어진 곳을 잘라냅니다. 각 사이트에서 1 ~ 2cm ³ 조각의 융모 조직을 수집합니다.
5. 콜드 1M PBS 50 ML에서 부드럽게 수집 된 조직을 씻으십시오. 각 샘플링 사이트와 분액에서 여러 조각으로 나눕니다.
   참고 : 태반 조각의 크기는 계획된 분석에 따라 달라집니다.
6. 0.1 - 0.5 cm ³ 티슈 샘플의 분취 량을 5 개의 냉동 튜브에 첨가하고 액체 질소로 급속 냉동하십시오.
7. RNA 안정화 용액 25 mL와 함께 0.1 - 0.2 cm ³ 의 작은 조각을 튜브에 첨가한다. 4시에 쇼핑6, 24 시간 동안 RNA 안정화 용액을 폐기하고 그것을 대체하십시오. 얼다.
8. OCT 0.5 mL가 달린 5 개의 cryo tube에 0.5 cm ^3의 조각을 넣고, OCT로 위로 올려 놓고 혼합하고 동결시킨다.
9. 분석 할 때까지 시료를 -80 ° C에 보관하십시오.
   참고 : Burton et al. 계획된 분석에 따라 태반 샘플링의 실용적인 측면에 대한 훌륭한 개요를 제공합니다. ²⁰ microvillous 및 기초 막 분리에 대한 나머지 조직을 제조하고, 진공 흡착 방식에 의해 탈락 조직을 수집하기 위해 고려한다. ^{21 , 22}

6. 신생아의 특성

1. Apgar- 점수 (1, 5 및 10 분), 성별, 체중, 길이, 재태 연령 및 신생아 집중 치료실 (입원 기간 및 결과)에 대한 입원을 포함하여 신생아 특성을 기록하십시오.
2. 인체 측정, 공기 치환에 의한 신생아 신체 조성 측정 고려또는 X-ray 흡광도 측정법으로 측정 할 수 있습니다. ^{23 , 24}

7. 계산

1. 방사형 및 자궁 동맥에서 유사한 혈액 조성을 가정하고 자궁 평활근 정 농도 차이를 계산하십시오.
   자궁 동정맥 농도 차이 = C _A - C _V
   정맥 - 동맥 농도 차이 = C _v - C _a
   
   여기서 C는 첨자가있는 농도 : A, 요골 동맥; V, 자궁 정맥; v 배꼽 정맥과 배꼽 동맥.
2. 체적 유량, mL / min (Q)을 계산하시오.
   
   여기서 D는 혈관 직경 (cm)이고, TAMX는 시간 평균 최대 속도이고, h는 공간 혈액 속도 프로파일의 계수입니다. 제대 정맥의 계수로 0.5를 사용하고자궁 동맥 ^{(25), (26)} 0.6.
3. Fick의 원리에 따라 태반 섭취량과 출산량을 계산하십시오 :
   
   자궁 입구 섭취 = ( C _A - C _V ) x Qm
   태아 흡수 = (C의 _V - _C가) x Q _f
   
   아래 첨자 : m, 모성 및 f, 태아.

결과

4 혈관 샘플링 방법은 임상 실험에 적용 가능하며 우리는 209 명의 어머니 / 유아 쌍으로부터 혈액 샘플을 성공적으로 얻었습니다. 이 중 128 회에 우리는 또한 체적 유량을 측정했습니다. 70 마리의 모체 - 태아 쌍 ( 그림 3 )에서 모체와 태아 혈관 모두의 완벽한 4 혈관 표본 추출과 양질의 혈류 측정이 이루어졌습니다. 또한, 우리는 지금까지 30 명의 자?...

토론

태반 4 혈관 샘플링 방법은 세 가지 주요 목적과 관련이 있습니다. 첫째, 우리의 포도당과 아미노산 연구에 의해 입증 된 것처럼 특정 물질이 어떻게 모체 측의 태반에 흡수되어 제대혈과 태아로 옮겨지는지를 연구하는데 사용될 수 있습니다. 둘째,이 방법은 프로게스테론 결과에 의해 입증 된 것처럼, 태반에 의해 생성되어 산모 또는 태아 순환계로 방출되는 물질을 연구하는 데 매우 관련이...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Maternal body composition
Impedance scale	Tanita		or similar
Ultrasound measurements
Sequoia 512 ultrasound machine	Acuson		equipped with a curved transducer with colour and pulsewave Doppler (frequency bandwidth 2 - 6 MHz)
Blood samples
Arerial cannula	BD Medical	682245	or similar
20 cc Eccentric Luer Tip Syringe without Needle	Termo	SS-20ES	or similar. 3 needed.
10 cc Eccentric Luer Tip Syringe without Needle	Termo	SS-10ES	or similar. 9 needed.
5 cc 6% Luer Syringe without Needle	Termo	SS-05S1	or similar. 2 needed.
Arterial blood gas syringe	Radiometer Medical		or similar. 4 needed.
Sterile winged needle connected to flexible tubing, 21 gauge	Greiner Bio-One	450081	(intended for single use).3 needed.
Vacutainer tube 6 mL EDTA	Greiner Bio-One	456043	or similar. Label with sample site. 10 needed.
Vacutainer tube 5 mL LH Lithium Heparin Separator	Greiner Bio-One	456305	or similar. Label with sample site. 5 needed.
Vacutainer tube 6 mL Serum Clot Activator	Greiner Bio-One	456089	or similar. Label with sample site. 5 needed.
Vacutainer tube 3 mL  9NC Coagulation sodium citrate 3.2%	Greiner Bio-One	454334	or similar. Label with sample site. 5 needed.
Cryogenic vials, 2.0 mL	Corning	430488	or similar. Label with sample site, serum/type of plasma and ID. 90 needed.
Marked trays to transport the syringes			to transport the blood samples in the operation theatre
Rocker			for gentle mixing of the samples
Ice			in styrofoam box
Liquid nitrogen			in appropriate container
Placenta samples
Metal tray
Ice			in styrofoam box
Calibrated scale
Metal ruler
1 M Phosphate buffered saline	Sigma	D1408	or similar. Dilute 10 M to  1 M before use
RNA stabilization solution	Sigma	R0901-500ML	or similar
Optimal Cutting Temperature (O.C.T.) compound	vwr	361603E	or similar
Cryogenic vials, 2.0 mL	Corning	430488	or similar. Label with sample site. content and ID. 10 needed.
Centrifuge tubes, conical bottom 50 mL	Greiner Bio-One	227,285	or similar. Label with "RNA later", sample site and ID. 2 needed.
Liquid nitrogen			in appropriate container
Fetal body composition
Calibrated scale
Measuring tape