피내 미세투석: 인간의 미세혈관 기능 장애의 새로운 메커니즘을 조사하기 위한 접근 방식

요약

피내 미세투석은 건강과 질병의 미세혈관 기능을 조사하는 데 사용되는 최소 침습 기술입니다. 용량 반응 및 국소 가열 프로토콜은 모두 피부 순환에서 혈관 확장 및 혈관 수축의 메커니즘을 탐구하기 위해 이 기술에 활용될 수 있습니다.

초록

피부 혈관은 인간의 미세혈관 기능을 평가하는 데 사용할 수 있는 접근 가능한 조직입니다. 피내 미세투석은 피부 순환에서 혈관 평활근과 내피 기능의 메커니즘을 조사하는 데 사용되는 최소 침습 기술입니다. 이 기술은 심혈관 질환 발병 위험의 지표인 산화질소 매개 혈관 확장 감소로 지수화된 미세혈관 내피 기능 장애의 병태생리학을 약리학적으로 해부할 수 있습니다. 이 기술에서는 미세 투석 프로브를 피부의 진피층에 배치하고 레이저 도플러 유량 측정 프로브가 있는 국소 가열 장치를 프로브 위에 배치하여 적혈구 플럭스를 측정합니다. 국소 피부 온도를 직접 열 가하여 고정하거나 자극하고, 혈관 확장 또는 혈관 수축을 유도하거나 관심 기전(보조 인자, 항산화제 등)을 조사하기 위해 세포 내 신호 전달 경로를 자극 또는 억제하기 위해 약리학적 제제를 프로브를 통해 관류합니다. 피부 혈관전도도를 정량화하고, 질병 상태에서 내피 기능 장애의 기전을 규명할 수 있습니다.

서문

심혈관 질환(CVD)은 미국의 주요 사망 원인입니다¹. 고혈압(HTN)은 뇌졸중, 관상 동맥 심장 질환 및 심부전의 독립적인 위험 요인이며 미국 인구의 ~50% 이상에 영향을 미치는 것으로 추정됩니다². HTN은 독립적인 CVD(원발성 HTN) 또는 다낭성 신장 질환 및/또는 내분비 장애(이차성 HTN)와 같은 다른 상태의 결과로 발생할 수 있습니다. HTN의 광범위한 병인은 HTN에서 관찰되는 기저 메커니즘 및 말단 장기 손상에 대한 조사를 복잡하게 만듭니다. HTN과 관련된 말단 장기 손상의 병태생리학에 대한 다양하고 새로운 연구 접근이 필요합니다.

CVD의 초기 병리학적 징후 중 하나는 내피 기능 장애로, 산화질소(NO) 매개 혈관 확장 장애를 특징으로 한다 ^3,4,5. 유동 매개 확장은 CVD와 관련된 내피 기능 장애를 정량화하는 데 사용되는 일반적인 접근법이지만, 미세혈관 침대의 내피 기능 장애는 큰 도관 동맥의 기능 장애와 무관하거나 전조일 수 있습니다

프로토콜

모든 절차는 참가자 모집 전에 펜실베니아 주립 대학의 기관 검토 위원회의 승인을 받습니다.

1. 장비 설정

1. 국부 가열 장치와 레이저 도플러 유량계를 켭니다.
   알림: 둘 다 제조업체의 지침에 따라 데이터를 수집하기 전에 보정해야 합니다. 레이저 도플러 유량계는 100 Hz (100 샘플/분)에서 샘플링하고 데이터 수집 소프트웨어에서 연속 기록을 통해 데이터 수집 하드웨어에 연결해야 합니다. 다른 데이터 수집 하드웨어 및 소프트웨어를 사용할 수 있지만, 단순화를 위해 나머지 지침은 PowerLab 하드웨어 및 LabChart 소프트웨어 기능을 반영합니다.
2. LabChart 소프트웨어 파일을 엽니다.
   알림: 원하는 데이터 입력 및 지속적인 데이터 수집 기능이 있는 참조 파일을 미리 만들어야 합니다. 각 레이저 도플러 및 각 미세 투석 부위에 해당하는 로컬 히터에 대해 하나의 패널이 있어야 하며, 패널은 데이터 수집 하드웨어 장치의 적절한 채널 입력에 해당해야 합니다.

2. 미세 투석 섬유 배치

1. 팔뚝의 복부 측면에 있는 피부의 크고 눈에 띄는 혈관을 식별하고 영구적인 마커로 표시합니다(필요한 경우 지혈대를 사용하여 혈관을 시각화....

토론

피내 미세투석 기술은 인간 혈관 연구에서 다재다능한 도구입니다. 연구자는 응용 프로그램을 더욱 다양화하기 위해 프로토콜을 변경할 수 있습니다. 예를 들어, ACh 용량-반응 프로토콜을 설명하지만, 혈관 확장 단독보다는 혈관 수축 또는 혈관 운동 긴장도의 메커니즘에 대한 다른 연구에서는 노르에피네프린 또는 니트로프로스사이드 나트륨 용량-반응 접근법을 활용했습니다 26,27,28,29,30,31.

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 mL syringes	BD Syringes	302100
Acetlycholine	United States Pharmacopeia	1424511	Pilot data collected in our lab indicate drying acetylcholine increases variability of CVC response; do not dry, store in desiccator
Alcohol swabs	Mckesson	191089
Baby Bee Syringe Drive	Bioanalytical Systems, Incorporated	MD-1001	In this study the optional 3-syringe bracket (catalg number MD-1002) was utilized
CMA 30 Linear Microdialysis Probes	Harvard Apparatus	CMA8010460
Connex Spot Monitor	WelchAllyn	74CT-B	automated blood pressure monitor
Hive Syringe Pump Controller	Bioanalytical Systems, Incorporated	MD-1020	Controls up to 4 Baby Bee Syringe Drives
LabChart 8	AD Instruments		**PowerLab hardware and LabChart software must be compatible versions
Lactated Ringer's Solution	Avantor (VWR)	76313-478
Laser Doppler Blood FlowMeter	Moor Instruments	MoorVMS-LDF
Laser Doppler probe calibration kit	Moor Instruments	CAL
Laser Doppler VP12 probe	Moor Instruments	VP12
Linear Microdialysis Probes	Bioanalytical Systems, Inc.	MD-2000
NG-nitro-l-arginine methyl ester	Sigma Aldrich	483125-M	L-NAME
Povidone-iodine / betadine	Dynarex	1202
PowerLab C Data Acquisition Device	AD Instruments	PLC01	**
PowerLab C Instrument Interface	AD Instruments	PLCI1	**
Probe adhesive discs	Moor Instruments		attach local heating unit to skin
Skin Heater Controller	Moor Instruments	moorVMS-HEAT 1.3
Small heating probe	Moor Instruments	VHP2
Sterile drapes	Halyard	89731
Sterile gauze	Dukal Corporation	2085
Sterile surgical gloves	Esteem Cardinal Health	8856N	catalogue number followed by the initials of the glove size, then the letter "B" (e.g., 8856NMB for medium)
Surgical scissors	Cole-Parmer	UX-06287-26