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이 프로토콜은 총경동맥을 통한 중뇌동맥 폐색 재관류를 준비하는 과정을 설명합니다.
중뇌동맥 폐색 재관류(MCAO/R) 모델은 뇌졸중의 병리학적 메커니즘을 이해하고 약물 개발에 매우 중요합니다. 그러나 일반적으로 사용되는 모델링 방법 중 Koizumi 방법은 총경동맥(CCA)의 결찰과 적절한 재관류를 달성할 수 없기 때문에 종종 면밀한 조사에 직면합니다. 마찬가지로, Longa 방법은 외부 경동맥(ECA)을 분리하고 결찰하는 것에 대해 비판을 받았습니다. 이 연구는 ECA의 무결성을 보존하고, CCA를 통해 모노필라멘트 나일론 봉합사를 삽입하고, 결찰된 CCA 절개를 복구하고, CCA로부터 재관류를 유지하는 수정된 모델 준비 방법을 소개하는 것을 목표로 합니다. 혈류의 재관류는 레이저 스페클 플로우 이미징을 사용하여 확인되었습니다. Longa 척도, Modified Neurological Severity Score, 트리페닐테트라졸륨 클로라이드(TTC) 염색 및 뉴런의 면역형광 표지와 같은 평가 방법은 이 접근법이 안정적인 허혈성 신경 손상을 유도할 수 있음을 입증했습니다. 이 수정된 MCAO/R 모델 프로토콜은 간단하고 안정적이어서 뇌허혈 분야의 실무자에게 귀중한 지침을 제공합니다.
세계보건기구(WHO)에 따르면 뇌졸중은 지난 10년 동안 전 세계적으로 두 번째로 큰 사망 원인으로 남아 있으며 높은 발병률, 높은 사망률 및 높은 장애율을 보이고 있습니다 1,2. 전 세계 인구가 고령화됨에 따라 개발도상국에서 뇌졸중 발병률이 증가할 것으로 예상되며, 이는 잠재적으로 성인의 조기 사망 및 장애의 주요 원인이 될 수 있습니다. 또한 뇌졸중은3세의 젊은 나이에 발생하는 경향이 있습니다. 뇌졸중 후 노동력의 상실은 가족과 사회에 큰 부담을 준다4. 따라서 안전하고 효과적인 치료법의 개발은 뇌졸중 연구에서 중요한 과제가 되고 있습니다.
동물 모델은 인간 질병의 예방 및 치료를 연구하기 위한 중요한 도구 역할을 합니다. 뇌졸중 치료 전략의 성공적인 전환은 뇌졸중 동물 모델 5,6의 재현성과 신뢰성에 달려 있다. 중뇌동맥(MCA)은 임상적 뇌졸중의 흔한 부위이므로 MCAO 모델은 인간 허혈성 뇌졸중에 가장 가까운 모델입니다. 봉합법을 사용하여 제조된 MCAO 모델은 개두술이 없고 허혈 시간을 쉽게 제어할 수 있다는 장점으로 인해 연구자들에 의해 선호되었습니다. 신경 보호 실험의 40% 이상에서 활용되었습니다7. 그러나 수많은 장점에도 불구하고 이 모델의 운영 세부 사항은 많은 연구자들에게 논란의 여지가 있는 주제로 남아 있습니다.
봉합사 유도 중뇌동맥 폐색(MCAO) 모델의 경우 봉합사를 빼냄으로써 재관류가 발생합니다. 현재 봉합사 삽입에는 Koizumi의 방법8 과 Longa의 방법9의 두 가지 주요 방법이 사용됩니다. 고이즈미의 방법에서는 봉합사가 주로 총경동맥(CCA) 절개를 통해 내경동맥(ICA)으로 들어가는 반면, Longa의 방법은 절단된 외부 경동맥(ECA)을 통해 ICA로 들어갑니다. 재관류 중 Koizumi 방법은 CCA 절개를 영구적으로 결찰해야 하며 재관류를 위해 Willis 서클10에 의존합니다. 그러나 일부 연구에서는 CCA 공급을 잃은 후 Willis 서클의 보상 공급만으로는 효과적인 재관류를 달성할 수 없다고 제안합니다. 더욱이, Willis 서클은 특히 C57Bl/6 마우스에서 높은 해부학적 변동성을 나타내어 경색 변동성을 증가시키고 실험 데이터 신뢰성을 감소시킵니다. 결과적으로, 이 방법은 연구자들에 의해 점점 더 의문시되고 있다11.
Longa의 방법은 절단된 ECA를 통해 봉합사를 삽입한 다음 봉합사를 빼낸 후 내부 경동맥(ICA)을 영구적으로 결찰하는 것입니다. 이렇게 하면 CCA 개통성이 보존되어 기준선 값의 최대 100%까지 혈액 관류가 가능합니다. 그러나 이 방법은 외부 경동맥과 작은 동맥 가지를 분리하거나 절단하거나 전기 응고를 해야 하기 때문에 시술이 까다롭습니다. 또한 뇌의 전체 혈류 구조를 방해하는데, 이는 임상 환자의 상태와 다르다12. 중요한 것은, 연구에 따르면 ECA를 절단하거나 결찰하는 것은 씹고 삼키는 것을 제어하는 근육에 허혈성 병변을 일으켜 동물 식단에 영향을 미치고 쥐에서 수술 후 동물 죽음과 심각한 감각 및 운동 손상을 유발할 수 있습니다13,14.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 수정된 모델 준비 방법이 시급히 필요합니다. 본 연구에서는 CCA 삽입 절개를 복구하고 효과적인 재관류를 달성하는 수정된 MCAO 모델링 방법을 소개합니다. 이 시술은 간단하고 실용적이며 실현 가능하여 심각한 신경학적 손상과 복제 가능한 경색 병변을 유발하고 뇌졸중 연구자에게 귀중한 지침을 제공합니다.
실험 프로토콜은 Chengdu University of Traditional Chinese Medicine(기록 번호: 2019-DL-002)의 실험 동물 사용 및 기관 동물 관리 및 사용 위원회 지침에 따라 수행되었습니다. 모든 동물 연구 데이터는 ARRIVE(Animal Research: Reporting In Vivo Experiments) 지침에 따라 문서화되었습니다. 이 연구에는 체중이 250g ± 20g이고 6-8주가 된 수컷 Sprague Dawley(SD) 쥐가 활용되었습니다. 사용된 동물, 시약 및 장비에 대한 세부 사항은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 동물 준비
2. MCA의 폐색
3. MCAO의 재관류
4. 신경 기능 및 뇌허혈성 손상 평가
레이저 스페클 플로우 이미징은 모노필라멘트 나일론 봉합사가 폐색되기 전에 중간 대뇌 동맥(MCA) 영역에 풍부한 혈류가 있음을 보여주었고 쥐의 기준선 혈류 값이 기록되었습니다. MCA의 폐색 후, 뇌의 허혈성 쪽의 혈류 값이 급격히 감소했습니다. 봉합사를 빼내기 전에 허혈성 측의 혈류 값을 다시 확인하여 봉합사가 MCA를 막고 있는지 확인했습니다. 그 결과 혈류에 약간의 변화만 나타났다. 봉?...
모노필라멘트 나일론 봉합사에 의해 유도된 중뇌동맥폐색(MCAO) 모델은 MCAO 모델을 준비하는 데 사용되는 가장 일반적인 방법입니다. 이 접근법은 전임상 연구에서 널리 채택되고 있으며 단순성, 개두술의 필요성 부족, 최소한의 외상 및 재관류 능력으로 인해 많은 의사들로부터 인정을 받았습니다.
내강 필라멘트 MCAO에는 Koizumi 방법8 과 Longa 방법
없음.
이 연구는 중국국가자연과학재단(82173781, 82373835), 박사후 연구 프로젝트(BKS212055), 포산과학기술국(2320001007331) 과학기술혁신사업, 광둥성기초응용기초연구재단(2019A1515010806), 광동성 일반대학 중점현장프로젝트(지능화)(2020ZDZX2057), 일반과학연구사업(특성혁신)의 지원을 받았다. 광동성 대학(2019KTSCX195).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Animal anesthesia system | Rayward Life Technology Co., Ltd | R500IE | |
Animal temperature maintainer | Rayward Life Technology Co., Ltd | 69020 | |
Cy3 secondary antibody | Wuhan Saiweier Biotechnology Co., Ltd | GB21303 | |
DAP1 antibody | Wuhan Saiweier Biotechnology Co., Ltd | G1012 | |
DCX antibody | Wuhan Saiweier Biotechnology Co., Ltd | GB13434 | |
Goat serum | Beyotime Biotechnology Co., LTD | C0265 | |
GraphPad Prism | GraphPad Software | GraphPad Prism 8.0 | |
ImageJ | National Institutes of Health | ImageJ software | |
Isofluran | Rayward Life Technology Co., Ltd | R510-22 | |
Laser speckle blood flow imaging system | Rayward Life Technology Co., Ltd | PeriCam PSI NR | |
MAP-2 antibody | Wuhan Saiweier Biotechnology Co., Ltd | GB11128 | |
Miniature hand-held skull drill | Rayward Life Technology Co., Ltd | 87001 | |
monofilament suture | Rayward Life Technology Co., Ltd | 250-280g | |
NeuN antibody | Wuhan Saiweier Biotechnology Co., Ltd | GB11138 | |
OCT embedding agent | BIOSHARP | BL557A | |
Penicillin sodium | Chengdu Kelong Chemical Co., Ltd. | 17121709-2 | |
Quick Antigen Retrieval Solution for Frozen Sections | Beyotime Biotechnology Co., LTD | P0090 | |
SD rats | SPF ( Beijing ) Biotechnology Co.,Ltd. | 250-280g | |
Triton X-100 | Beyotime Biotechnology Co., LTD | ST795 | |
TTC | Chengdu Kelong Chemical Co., Ltd. | 2019030101 |
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