Summary
상세한 미세외과 기술은 동일한 동물에서 순차적 혈액 수집을 위한 장기 경정맥 캐뉼레이션 래트 모델을 확립하기 위해 입증된다. 생리학적 및 혈액학적 파라미터는 래트의 회복 단계 동안 모니터링되었다. 이 모델은 동물 스트레스를 유발하지 않고 경구 투여된 폴리페놀의 약동학 연구에 적용되었다.
Abstract
작은 실험실 동물의 혈액 샘플링은 제약 리드 최적화에 필요하지만 실험 동물에게 큰 피해와 스트레스를 줄 수 있으며 이는 잠재적으로 결과에 영향을 줄 수 있습니다. 쥐의 경정맥 절제술 (JVC)은 반복적 인 혈액 수집에 널리 사용되는 모델이지만 수술 기술과 동물 관리에 대한 적절한 훈련이 필요합니다. 이 기사에서는 경골 캐뉼라의 배치 및 밀봉에 중점을 둔 영구적 인 JVC 래트 모델을 수립하고 유지하기위한 미세 수술 절차를 자세히 설명합니다. 생리학적 (예를 들어, 체중, 음식 및 물 섭취량) 및 혈액학적 파라미터 모니터링의 중요성은, 래트의 회복 동안 수술 후 6일 동안 제시된 결과들로 강조되었다. 약물-경구 투여된 천연 페놀 엘라그산의 혈장 농도-시간 프로파일은 JVC 래트 모델에서 결정되었다.
Introduction
설치류, 기니 피그 및 토끼와 같은 작은 실험실 동물로부터 혈액 샘플을 반복적으로 수집하는 것은 제약 리드 최적화에 중요한 측면이며 연구 1,2에 사용 된 동물의 수를 줄이는 데에도 중요합니다. 새로운 진단 도구 및 약물 제형(예를 들어, 백신)을 개발하기 위한 파이프라인은 약동학(PK), 독성 및 민감도3,4,5와 같은 생체 내에서의 견고성 및 성능을 평가하기 위해 상이한 부피의 혈액에 대한 접근을 필요로 한다.
혈액 샘플 수집에 대한 실험실 접근법은 크게 외과 적 및 비 수술적6의 두 가지 유형으로 분류됩니다. 비수술적 접근법은 심장 천자, 궤도 부비동 천자, 사페누스 및 꼬리 정맥의 출혈과 같은 일반적인 기술을 포함하는 연구자를 위해 비교적 쉽게 파악할 수 있습니다. 일부 비수술적 방법으로 다중 혈액 샘플링이 가능하지만 샘플 부피가 작으며 동물에게 신체적 상처와 심리적 스트레스를 유발할 수 있습니다1. 한편, 외과 적 접근법은 반복적 인 정맥 천자에 대한 바람직한 대안이며, 동물의 혈관에 일시적 또는 영구적 인 캐뉼라를 배치하는 것을 포함합니다 7,8,9. 큰 혈액량은 의식이있는 쥐의 캐뉼라를 통해 반복적으로 철회 될 수 있으며 취급 기술, 구속 및 마취 7,8,10,11로 인한 스트레스와 통증을 피할 수 있습니다. 그러나 캐뉼라 이식은 혈액을 성공적으로 수집하기 위해 적절한 교육을받은 숙련 된 연구원이 필요합니다.
쥐에서 경정맥 절제술 (JVC)을 통한 혈액 수집 은 약물 PK 6,10,12,13을 연구하는 데 가장 널리 사용되는 방법입니다. 그러나 JVC 쥐 모델의 확립은 미세 외과 적 기술과 수술 후 치료 및 유지 보수에 대한 지식에 대한 신중한 연습이 필요합니다. 특히, 수술 후, 래트는 진통제의 투여와 추가 실험13,14,15를 위해 안정한 생리적 상태에 도달하기 위해 충분한 회복 시간을 필요로 한다. 체중 증가 (즉, >10g)가 쥐의 회복을위한 유효하고 일반적으로 적용되는 지표이지만, 쥐가 탈수, 감염 및 염증으로 인해 수술 후 예기치 않은 사망을 겪는 것은 드문 일이 아니며 이는 초기 발병14,15에서 미묘하게 알 수 있습니다. 또한, JVC 모델에서 카테터 폐색은 혈액 수집 중에 문제가 될 수 있습니다.
본 프로토콜은 경정맥의 식별, 분리 및 캐뉼레이션에 특정한 초점을 맞춘 마취된 래트에서 JVC에 대한 미세외과적 절차를 상세히 입증하였다. 회복 단계 동안 쥐의 생리적 및 혈액학적 모니터링의 중요성이 강조된다. 마지막으로, JVC 래트 모델을 검증하기 위해 정맥 카테터를 통해 연속 혈액 샘플을 수집하여 불량한 생체이용률(즉, 낮은 전신 농도)을 갖는 경구 투여된 천연 페놀 엘라그산의 PK를 연구하였다.
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Protocol
아래에 설명 된 절차는 노스 웨스턴 폴리 테크닉 대학 (No. 202101117)의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (No. )에서 승인 한 프로토콜의 일부로 수행되었습니다.
1. 수술 전 준비 (수술 전날)
참고 : 필요한 해결책 : 일반 식염수 (염화나트륨 0.9 % w/v ), 헤파린 식염수 (1 % w / v 헤파린 나트륨), 카테터 잠금 용액, 멜록시캄 용액 (2 mg / mL)과 같은 비 스테로이드 성 항염증제 (NSAID).
- 용액 준비
- 200 μL의 사전 패키징된 카테터 잠금 용액을 1.5 mL 멸균 마이크로원심분리 튜브에 분취한다.
참고: 카테터 잠금 용액은 글리세롤(v/v,1:1)과 혼합된 헤파린화 식염수(0.4% v/v 헤파린 나트륨)로 구성됩니다. - 헤파린 나트륨 1 g을 일반 식염수 100 mL에 섞어 1% 헤파린화 식염수를 제조하였다.
- 멜록시캄을 정상 식염수에 녹여 수술 후 통증 완화를 위해 2mg/mL 농도의 용액을 준비합니다.
참고: 준비된 헤파린화 식염수 및 멜록시캄 용액을 0.22 μm 필터를 통해 여과한다. 모든 솔루션은 멸균되어 향후 사용을 위해 4°C에서 보관됩니다.
- 200 μL의 사전 패키징된 카테터 잠금 용액을 1.5 mL 멸균 마이크로원심분리 튜브에 분취한다.
- 수술 기구 및 재료
- 모든 깨끗한 수술 도구를 파우치에 포장하고 오토클레이브 살균 테이프 조각으로 테이프로 테이프로 붙입니다. 사용된 특정 수술도구에 대해서는 도 1A 를 참조한다.
- 수술용 파우치를 다음날 사용하기 위해 121°C에서 30분 동안 오토클레이브한다.
- 동물 준비
- 수술 전에 모든 수컷 Sprague-Dawley (SD) 쥐를 22 ± 1 °C에서 통제 된 온도로 표준 동물 실에 보관하십시오. 적어도 7 일 동안 표준 실험실 음식과 물 광고 리비툼 을 먹이십시오.
참고 : 수컷과 암컷 쥐 모두 JVC 모델에 사용할 수 있으며 전형적인 연령과 체중은 각각 9-14 주와 294 주에서 57g± 다양합니다. - 쥐를 마취 전 챔버에서 산소와 혼합 된 3 % -3.5 % 이소 플루란으로 마취하십시오. 쥐가 발 꼬집음에 대한 반응의 부족으로 의식을 잃게되는지 여부를 결정하십시오.
- 부드럽게 쥐를 꺼내어 쥐의 코를 2 % -2.5 % 이소 플루란을 공급하는 마취 코피스에 넣으십시오.
- 복부와 등쪽 위치에서 탈모 크림과 애완 동물 면도기로 오른쪽 어깨와 목의 뒷부분 주위의 모피를 철저히 제거하십시오. 다음날 수술을 받기 위해 쥐를 새장으로 돌려 보내십시오.
- 수술 전에 모든 수컷 Sprague-Dawley (SD) 쥐를 22 ± 1 °C에서 통제 된 온도로 표준 동물 실에 보관하십시오. 적어도 7 일 동안 표준 실험실 음식과 물 광고 리비툼 을 먹이십시오.
2. 당일 수술 전
- 무균 워크스테이션 준비
- 75 % 의료용 알코올을 분무하여 작업 영역을 소독 한 다음 깨끗한 쿠션으로 덮인 가열 패드를 놓습니다. 워크스테이션 옆에 차가운 광원이 있는 LED 램프를 설정합니다.
- 필요한 용액(단계 1.1)을 실온으로 미리 예온합니다.
- 헤파린화 식염수 0.6 mL와 카테터 잠금 용액 0.15 mL를 두 개의 멸균 1.0 mL 무딘 팁핑 주사기에 각각 채운다. 멸균된 5.0 mL 주사기를 사용하여 정상 식염수 2.5 mL를 인출한다.
- 75 % 의료용 알코올에 면봉을 담그십시오. 사용하기 전에 과도한 에탄올을 짜내십시오.
- 쥐의 체중을 계량하고 기록하십시오.
3. 수술 중
- 외과 적 준비
- 수술 코트, 멸균 장갑 및 얼굴 마스크를 착용하십시오. 그런 다음 멸균 된 수술 파우치를 열고 모든 수술 도구를 75 % 의료용 알코올에 넣고 사용하기 전에 말리십시오.
- 경정맥 격리
참고: 이 부품의 예상 작동 시간은 10분입니다.- 유도 챔버에서 산소와 혼합 된 3 % -3.5 % 이소 플루란으로 수술 준비 및 면도 된 쥐를 마취시키고 쥐가 발 꼬집음에 대한 반응 부족으로 의식을 잃게되는지 여부를 결정합니다.
- 마취를 유지하기 위해 2 % -2.5 % 이소플루란이 공급 된 코피스에 쥐의 코를 넣으십시오.
- 피하 주사 (s.q.) 멜록시캄 용액을 2 mg / kg의 용량으로 주사하십시오.
참고 : 약동학 연구에서 관심있는 약물 화합물과 상호 작용하지 않는 진통제를 선택하십시오. - 접착 테이프를 사용하여 쥐의 팔뚝을 복부 위치에서 수술 플랫폼의 양쪽으로 제지하십시오.
- 75% 의료용 알코올에 담근 면봉과 요오드 기반 스크럽을 번갈아 가며 수술 부위를 세 번 부드럽게 문지릅니다.
- 포셉으로 목의 중간 선 오른쪽에있는 쇄골 근처의 피부를 조심스럽게 들어 올리고 한 쌍의 외과 용 가위로 가슴 길이 약 1.5-2.0cm를 절개하십시오.
- 무딘 홍채 가위로 얇은 조직 덮개를 해부하여 경정맥 아래를 노출시킵니다. 외부 경정맥의 근위 두개골 끝은 시각적으로 식별 할 수있는 두 개의 가지로 구성됩니다.
참고: 쥐의 나이와 성별에 따라 경정맥을 덮고 있는 연조직(예: 타액선, 림프절 및 지방 조직)이 달라집니다. 어린 래트와 비교하여, 늙은 래트는 더 뚱뚱하고(예를 들어, BW > 300 g), 따라서 경정맥이 보이기 전에 더 많은 조직 분리가 필요하다. - 경정맥을 결합 막성 조직과 함께 들어 올려 경정맥에 부착 된 림프선을 시각화하십시오. 조심스럽게 혈관 방향을 따라 정맥을 주변 근육, 지방 및 기타 조직과 분리하십시오.
- 부수적 인 혈관을 손상시키지 않고 경정맥 아래에 포셉을 움켜 쥐고 정맥 아래에 6-0 봉합사 두 개를 통과시켜 혈관의 두 끝을 개별적으로 표시하십시오.
- 봉합사의 한 조각을 가능한 한 쥐 머리 쪽으로 당기고 포셉을 사용하여 2-3 노트로 정맥을 두개골로 리게이트하십시오.
- 두 번째 합자를 1 개의 느슨한 매듭으로 정맥의 꼬리 끝에 놓습니다.
- 경정맥 통조림
참고: 이 부품의 예상 작동 시간은 15분입니다.- 11 cm 폴리우레탄(PU) 카테터(I.D. 0.6 mm x O.D. 0.9 mm, 도 1B)를 함유하는 패키지를 열고, 카테터를 헤파린화 식염수로 채워진 제조된 무딘 팁핑된 주사기에 부착한다.
- 기포를 피하기 위해 헤파린화 식염수를 카테터에 천천히 밀어 넣으십시오.
- 포셉의 팁이 아닌 평평한면을 경정맥 아래로 밀어 반대편에서 빠져 나오게하십시오. 한 쌍의 castroviejo 마이크로 가위로 두개골 넥타이 근처의 정맥에 작은 V 자형 컷을 만들고 팔꿈치 혈관 확장기 포셉의 끝으로 절개를 부드럽게 엽니 다.
참고: 소량의 피가 쏟아져 나오는 경우 미리 예열된 정상 식염수(37°C)로 절개를 헹구십시오. - 경정맥 카테터의 전단의 비스듬한 개구부를 잘라냅니다. 튜브의 비스듬한 끝을 포셉으로 고정하고 경정맥으로 밀어 넣으십시오.
참고: 이 단계는 카테터 슬라이딩을 용이하게 하기 위해 다른 사람이 필요할 수 있습니다. - 카테터를 전진시키는 동안 팔꿈치 미세 수술 포셉을 천천히 철회하고 포셉으로 혈관의 외부 표면을 고정시킵니다.
참고 : 오른쪽 혈관을 선택하고 카테터의 끝이 성공적으로 혈관으로 미끄러지면 전체 카테터 삽입 과정이 흐름 저항을 느끼지 않아야합니다. - 길이가 약 3.0cm인 PU 튜브의 첫 번째 파란색 마크(그림 1B)에 부딪힐 때 카테터 삽입을 중단하십시오.
- 삽입 된 카테터를 포셉을 사용하여 꼬리 및 rostral 합자로 정맥에 고정시킵니다.
- 봉합사 바늘 (1/2 곡선 절단, 12 mm)을 사용하여 절개 바늘 (1/2 곡선 절단, 12 mm)의 오른쪽에있는 노출 된 조직을 통해 6-0 봉합사를 실을 꿰매고 합자를 지혈제로 묶습니다.
- 카테터를 두 번째 파란색 마크(그림 1B)로 구부려 동일한 합자(단계 3.3.8)와 결합하고 PU 튜빙이 폐색되는 것을 방지한다.
- 여분의 봉합사 실을 모두 자르고 무딘 팁이 달린 주사기를 22G 스테인레스 스틸 플러그로 교체하여 카테터를 닫습니다.
- 카테터 외장화
참고: 이 부품의 예상 작동 시간은 10분입니다.- 쥐를 등쪽 위치에 놓고 75 % 의료용 알코올에 담근 면봉으로 견갑골 사이의 부위를 부드럽게 닦으십시오.
- 외과 용 가위로 등쪽 목 중앙에 아주 작은 절개를하십시오. 등쪽 절개를 통해 피부 아래의 trochar 를 목의 오른쪽에있는 복부 절개쪽으로 안내하고 부드럽게 밀어 넣으십시오.
- 정맥 카테터를 trochar에 넣은 다음 정맥 카테터를 당겨 등쪽 절개 쪽으로 안내하십시오.
- 봉합사와 동일한 방법으로 외장화 된 카테터를 근육 층에 고정하십시오 (3.3.8 및 3.3.9 단계의 절차 참조).
- 6-0 나일론 봉합사와 봉합사 바늘 (3/8 곡선 절단, 17mm)으로 복부 및 등쪽 절개의 피부층을 닫습니다. 요오도포로 모든 수술 절개를 면도합니다.
참고: 상처 클립은 피부 절개를 닫는 또 다른 방법입니다. - 손가락 끝으로 카테터를 쥐어 카테터 플러그를 제거하십시오. 새로운 무딘 팁이 달린 주사기를 놓고 천천히 주사기를 뒤로 당겨 혈류를 테스트하십시오.
참고 : 쥐가 수핀 위치에 있기 때문에 혈액 샘플을 얻지 못할 수도 있습니다. 혈액 샘플은 측면 신체 위치로 변경함으로써 얻을 수 있었다. - 카테터를 손가락 끝으로 다시 잡고 무딘 팁이 달린 주사기를 사용하여 0.2 mL의 헤파린화 식염수와 0.1 mL의 잠금 용액을 카테터에 주입하십시오.
- 카테터를 손가락 끝으로 잡고 주사기를 스테인레스 스틸 플러그로 교체하십시오. 카테터의 클램프를 풀고 플러그를 약간 밀어 카테터의 조임을 보장합니다.
4. 즉각적인 수술 후 치료
- 등쪽 욕창 위치에서 쥐를 신선한 옥수수 속구로 개별적으로 케이징하여 회수하십시오. 종종, 코어 체온을 유지하기 위해 온도 조절 가열 패드를 제공하십시오.
참고 : 동물 복지의 경우, 침구에 음식과 물을 남겨 두는 것이 먹고 마실 때 목의 움직임으로 인한 통증을 완화시키는 효과적인 방법입니다. - 수술의 종료 시간을 기록하고 적어도 4 시간 동안 2 시간 간격으로 쥐를 모니터링하십시오. 쥐가 통증이나 고통의 징후를 보이는 경우 회복을위한 추가 진통제를 제공하십시오.
5. 회복 단계 동안의 생리적 및 혈액학적 모니터링
- 매일 체중과 음식 및 물 섭취량을 모니터링하고 데이터를 기록하십시오.
- 혈액학 검사를 위해 소량의 신선한 혈액을 수집하려면 쥐를 제지제사에 넣으십시오. 플러그를 열고 주사기를 정맥 PU 카테터에 삽입하여 카테터가 막히지 않도록하십시오.
참고: 혈액 수집은 6일 연속으로 매일 동시에 수행되었다. - 혈액, 헤파린 화 식염수 및 카테터 잠금 용액의 혼합물이 들어있는 초기 배출 된 혈액을 버리십시오.
- 새로운 주사기를 사용하여 150 μL의 신선한 혈액 샘플을 수집하고 혈액 샘플을 튜브 벽에 분무 건조 된 K2EDTA (1.8 mg / mL 혈액)가 들어있는 0.5 mL 튜브로 옮깁니다.
참고: 카테터가 막히면 0.2mL의 헤파린화 식염수를 카테터에 주입하여 다음 혈액 수집 시간 몇 분 전에 카테터를 플러시할 수 있습니다. - 회수 된 혈액을 보상하기 위해 멸균 식염수를 동일한 부피로 주입하십시오. 미리 가온된 정상 식염수 150 μL(37°C)를 주입하고 카테터를 통해 멸균 헤파린화된 정상 식염수 0.2 mL를 주입한다.
- 잠금 용액 100 μL를 카테터에 주입하여 다음 시료 수집 전에 카테터의 밀봉 및 멸균성을 보장합니다.
- 자동 혈액 세포 계수기를 사용하여 수집 후 2 시간 이내에 혈액 샘플을 분석하십시오.
6. 경구 투여 약물의 약동학 연구를 위한 반복 혈액 샘플링
참고 : 체중 증가>10g 및 안정적인 혈액 학적 수준을 가진 쥐는 향후 연구에 등록하는 것이 좋습니다. 현재의 프로토콜에 따라, JVC 쥐는 회복하는 데 4 ~ 6 일이 필요했습니다.
- 수술 후 4-6 일 후에 쥐를 12 시간 동안 금식시키고 물에 무료로 접근하십시오.
참고 : 실험 목표에 따라 동물을 금식하는 것은 선택 사항입니다. - 금식한 쥐를 천연 페놀 생리 활성 엘라그산으로 6 mg / kg의 용량으로 직선 위관 바늘16으로 경구 위관.
- 경구 투여 후 24 h에 걸쳐 미리 결정된 시점에서 경정맥 캐뉼라를 통해 헤파린화된 튜브에 200 μL의 혈액 샘플을 수집한다. 혈액 수집 과정은 단계 5.5의 절차를 따른다.
참고 : 카테터는 혈액 수집이 완료 될 때까지 잠금 용액으로 닫을 필요가 없습니다. - 혈액 샘플을 4°C에서 10분 동안 3000 x g 에서 즉시 원심분리한다.
- 추출된 혈장 샘플을 액체 크로마토그래피-질량 분광법17,18로 분석한다.
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Representative Results
이 프로토콜은 일련의 혈액 수집을위한 미세 수술 기술을 사용하여 장기 JVC 모델을 수립하는 방법을 철저히 입증했습니다. 도 1A는 수술을 수행하는 데 사용되는 필수 수술 도구 및 재료를 보여줍니다. 3개의 청색 마크를 갖는 PU 카테터의 명세가 또한 예시되어 있으며, 이는 연구자가 단계 3.3에서 정맥 캐뉼라를 배치하도록 안내하는데 도움이 된다., PU 카테터 상의 마크를 사용하여 캐뉼레이션을 안내하는 방법(도 1B). JVC 래트 모델을 확립하는 데 필요한 타임라인을 인식하는 것도 중요하다(그림 1C). JVC의 작동 시간은 약 35 분이지만 연구원이 숙련 된 경우 꼬리 저격 또는 궤도 부비동 천자와 같은 비 외과 적 접근법에 비해 JVC 쥐 모델이 사용 준비가되기까지 10-14 일 (적응 및 회복 단계)이 걸리며 적절한 훈련과 함께 즉시 사용할 수 있습니다.
수술 후 6일에 걸친 생리적 및 혈액학적 상태도 조사하였다(도 2). 쥐의 체중 증가, 음식 및 물 섭취량, 완전한 혈구 수는 회복 단계 동안 가변적이었다 (도 2A, B). 본 연구 조건 하의 대부분의 쥐는 체중 증가 >10 g, 정기적 인 식단 섭취 및 백혈구 수, 적혈구 수를 포함한 감염, 탈수 및 염증과 관련된 선택된 혈액 성분과 같은 몇 가지 주요 기능의 회복 된 수준으로 입증 된 바와 같이 수술 후 4-6 일 이내에 회복되는 것으로 나타났습니다. 헤모글로빈 및 혈소판 수 (도 2C-F). 쥐의 물 섭취량이 수술 후 첫날에 상대적으로 많았으며 탈수를 나타냈다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
천연 폴리페놀, 엘라그산의 약동학은 확립된 JVC 래트 모델에서 연구되었다(도 3). 엘라그산은 약물 생체 이용률이 좋지 않은 특징이 있습니다. 저용량 (예 : 6 mg / kg)으로 투여 될 때, 혈장에서의 농도를 검출하기 위해 많은 양의 혈액 샘플이 필요합니다. 그림 3은 24시간 이상 ng/mL의 낮은 혈장 농도 엘라그산 농도와 용해도 및 투과성이 좋지 않기 때문에 다양한 위장관(GIT) 흡수를 보여줍니다.
도 1: JVC 래트 모델 확립에 사용되는 주요 수술기구 및 소모품의 개요. (A) Top: a-d는 각각 75% 의료용 알코올을 함유한 일반 식염수, 요오도포, 플라스틱 제품, 스프레이 병이다. 중간: e-o는 5.0 mL 주사기, 1.0 mL 주사기, 무딘 팁핑된 주사기, 멸균 캐뉼라, 외과용 가위, 홍채 가위, 반곡선 포셉, 혈관 확장기 밸런스드 포셉, 카스트로비에조 마이크로 가위, 스테인레스 스틸 트로차, 애완동물 면도기; 하단 : p-w는 면봉, 6-0 멸균 비 흡수성 나일론 봉합사, 면봉 공, 봉합사 바늘의 두 가지 유형, 스테인레스 스틸 플러그, 곡선 지혈제, 접착 테이프, 마취 노즈 피스입니다. (b) 래트에서 경정맥의 캐뉼레이션에 사용되는 PU 카테터의 사양. 카테터는 총 길이가 11mm이고 O.D 0.6mm x I.D가 0.9mm입니다. 카테터에는 캐뉼레이션 중에 앵커 포인트 역할을하는 세 개의 파란색 표시가 있습니다. (C) JVC 래트 모델을 확립하는 제안된 타임라인. 이 연구에서, 쥐의 체중뿐만 아니라 음식 및 물 섭취량은 회복 단계에서 매일 기록되었고, 혈액 샘플은 일상적인 혈액학 모니터링을 위해 하루에 한 번 수집되었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 2: 수술 후 6일 동안 래트의 생리적 및 혈액학적 모니터링. (A) 체중 변화; (B) 물 및 음식 섭취량의 변화; (C-F) 백혈구 수, 적혈구 수, 헤모글로빈 및 혈소판 수는 각각 있습니다. 데이터는 n=6인 SEM± 평균을 나타낸다. 파란색의 숫자 값은 평균값을 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 경구 위관 후 24시간 이상 래트의 혈장 엘라그산 농도-시간 프로파일. 데이터는 n=3인 SEM± 평균을 나타낸다. PK 파라미터의 값은 스프레드시트 소프트웨어(예: Microsoft Excel)19에서 추가 기능 프로그램 PKSolver를 사용하여 얻어집니다. Cmax: 피크 농도, Tmax:Cmax에 도달하는시간; AUCinf: 시간 제로에서 무한대까지의 혈장 농도-시간 곡선 아래의 영역. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
선박 통조림 기술을 마스터하려면 상당한 연습과 각 작업에서 교훈을 배워야합니다. Christakis et al. 누적 합계 (CUSUM) 분석을 사용하여 연구원은 약물 후보 20에 대한 PK 평가를 준비하기 전에 일년 동안200 마리의 쥐를 연습해야한다는 것을 발견했습니다. 그러나, 정맥 절개술에 필요한 작동 시간은 수행된 래트의 수가13,20개에 의해 상당히 감소될 수 있다. 우리의 프로토콜을 사용하여 경정맥을 효과적으로 캐닝하고 혈액 샘플을 수집하는 성공률은 약 50 %에서 80 % 이상으로 증가했으며 (수행 된 총 쥐는 15 명), 초기 작동 시간은 2 시간에서 35 분으로 단축되었습니다.
JVC 쥐 모델을 수립하는 시연에는 몇 가지 중요한 단계가 포함됩니다. 첫째, 목 주위의 절개 부위는 처음에는 경정맥을 찾는 데 중요합니다. 오른쪽 JVC가 수행되는 경우, 절개 영역은 일반적으로 목 중앙선의 오른쪽을 따라 쇄골의 윗면에서 선택됩니다 (경정맥 분리 섹션 3.2 참조). 둘째, JVC는 정맥의 깨끗한 세그먼트의 준비에 달려 있습니다. 연조직의 둔한 해부시, 경정맥은 1) 근위 끝의 두 가지 가지와 2) 림프절이 부착 된 두 가지 특징에 의해 보이고 확인됩니다. 셋째, 카테터를 경정맥으로 밀어 넣으면서 (3.3 경정맥 절제술 섹션 참조), 카테터의 전단을 트리밍하고 꾸준한 외력으로 혈관을지지하면 캐뉼레이션 성공률을 크게 향상시킬 수 있습니다. 또한, 스트레스와 통증이 수술 후 회복에 영향을 줄 수있는 동물의 행동을 변화시킬 수 있기 때문에 쥐를 위로하기 위해 적절한 진통제와 열을 제공해야합니다. 마지막으로, 마취, 열 손실 및 합병증의 지속 기간은 예기치 않은 쥐 사망을 초래할 수 있습니다. 따라서 적어도 3 일 동안 수술 중 및 수술 후 쥐를 면밀히 모니터링하는 것이 중요합니다. 회복 기간 동안의 체중증가, 식이요법 및 음주 상태 및 래트의 혈액학적 성분과 같은 다수의 건강 지표의 평가는 데이터베이스(21,22,23,24)에서 건강한 SD 래트의 관심 대상의 기준값과 비교될 수 있는 정보를 제공할 수 있었다. . 쥐가 탈수를 경험하면, 체액 손실을 보상하기 위해 수술이 끝날 때 체중의 3 % -5 %의 멸균 등장액을 피하 주사 할 수 있습니다. 대부분의 쥐는 수술 후 3 일째까지 체중 (예 : >10g)을 얻으므로 사용할 준비가되어 있어야합니다. 그러나 혈액 바이오마커 평가 (예 : 백혈구, 사이토 카인)와 관련된 연구의 경우 쥐에 대한 정상적인 혈액 학적 지수를 보장하기 위해 수술 후 4-6 일째까지 래트를 등록하는 것이 좋습니다.
PK 연구에서의 유용성에도 불구하고, 카테터 재료에 따라, 모든 약물 후보가 단일 캐뉼레이션에 적합한 것은 아니다. Gaud et al.은 높은 log P 화합물이 PE 카테터 물질에 결합하여 변경된 PK25를 초래한다는 것을 발견했습니다. 또한, 진통제 (예를 들어, 멜록시캄)는 종종 수술 후 래트의 통증을 감소시키기 위해 적용된다. 멜록시캄의 제거 반감기가 약 19-23 h26,27이라는 것을 고려할 때, 주입 된 멜록시캄 (2 mg / kg)의 단일 용량은 24 시간 후에 거의 몸에서 제거됩니다. 그러나 잠재적 인 약물 - 약물 상호 작용은 멜록시캄의 사용에서 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 멜록시캄은 시토크롬 P450 대사28,29를 위해 다른 약물과 경쟁할 수 있다. 따라서, 선택된 진통제의 투여량 및 유형은 약동학 연구를 위해 선택된 약물에 따라 스크리닝되어야 한다. 관심있는 약물이 멜록시캄과 상호작용하는 경우, 다른 진통제(예를 들어, 부프레노르핀)가 사용될 수 있다.
결론적으로, 이 프로토콜은 실험실 설정에서 혈액 수집을 위한 장기 JVC 래트 모델을 확립하고 수술 후 회복 단계 동안 래트의 생리학적 상태를 조사하는 방법을 철저하게 입증하였다. 강조 표시된 중요한 수술 단계와 경험은 연구자가 캐뉼레이션 모델의 적용을 효율적으로 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없습니다.
Acknowledgments
이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (No. 82003692)이 R.X. Zhang에 지원한다. 노스웨스턴 폴리테크니컬 대학교에서 R. Miao에게 최고의 학업 장학금을 수여합니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.5 mL test tube containing EDTA anticoagulant | Xinkang | N/A | collecting blood samples for hematology test |
| 0.5*20 mm 1.0-mL syringe | KLMEDICAL | N/A | washing or replacing the fluid with saline |
| 0.6*28.5 mm 5.0-mL syringe | HD | N/A | Subcutaneous injection |
| 1.0-mL Blunt tipped syringe (22G) | skillsmodel | S4-PKT22G | Inject the saline and collect blood samples through catheter |
| 1.5 mL sterile microcentrifuge tube | Axygen | MCT-150-C-S | Store sterile catheter lock solution heparinized saline and meloxicam solution |
| 1.5 mL microcentrifuge tubes | Biosharp | BS-15-M | blood collection |
| 1/2 circle cutting 5*12 mm suture needle | skillsmodel | S4-FHZ | Thread the muscle layer to fix the catheter |
| 3/8 circle cutting 7*17 mm suture needle | skillsmodel | S5-FHZ | Suture the incision of rat cortex |
| 6-0 sterile non-absorbable silk suture thread | JUNSHENG | N/A | ligature |
| 75% medical alcohol | HONGSONG | N/A | Disinfection |
| Adhensive tape | LIUTAI | N/A | positioning the rat |
| Autoclave sterilization tape | Biosharp | BS-QT-028 | Mark sterilized items |
| Automated blood cell counter | Sysmex | XN-550 | Hematology test |
| Castroviejo micro scissors | skillsmodel | WA1010 | Cut the opening in the blood vessel |
| Centrifuge | Thermo Fisher Scientific | 75002402 | Plasma preparation |
| Clean cushion | Qingjie | N/A | Prepare the operation area |
| Cotton balls | HC | N/A | Wound disinfection and sterilization |
| Cotton swabs | BEITAGOGO | N/A | Disinfection |
| Curved hemostat | skillsmodel | N/A | ligature |
| DN50 Stainless-steel rat restrainer | skillsmodel | S4-RGDQ1 | Restrict the movement of rats for easy operation |
| Ellagic acid | Aladdin | E102710-25g | natural phenol for oral administration |
| Half-curved forceps | skillsmodel | 53072 | Lift the muscle layer and tissue, isolate the jugular vein and tie the suture |
| Heating pad | Warm mate | N/A | preventing heat loss of animal |
| Heparin sodium | Solarbio | H8060 | anticoagulant |
| Iodophor | Xidebao | N/A | Clean the wound |
| Iris scissors | skillsmodel | 54002 | Bluent separation the muscle layer |
| Isoflurane | RWD | R510-22-16 | anaesthesia |
| LED lamp | EMPERORFEEL | N/A | sugery |
| Liquid chromatography-mass spectroscopy | Thermo Fisher Scientific | VQF01-20001/ TSQ02-10002 | detection of drug concentration in plasma |
| Meloxicam | Hongqiang | N/A | Analgesic |
| Normal saline | KL | N/A | Prepara the solution and protect blood vessels from drying out |
| Pet razor | Codos | 3180 | Shaving the fur |
| Phosphate-buffered saline | ZHHC | PW012 | Preparation of Ellagic acid solution |
| PU catheter | skillsmodel | RJVC-PU | Jugular vein cannulation |
| Small animal operation anesthesia console | RWD | 68620 | Operation workstation |
| Spray bottle | Other | N/A | aseptic workstation |
| Stainless steel plug (22G) | skillsmodel | S4-PKD22G | Plug the catheter to ensure its sealing |
| Stainless steel trochar | skillsmodel | S$-PKDGZ | Guide the catheter exteriorization |
| Sterile lock solution | skillsmodel | SK-FB | lock the catheter to ensure its sterility |
| Straight feeding needle | skillsmodel | N/A | Oral gavage |
| Surgical pouch | BKMAM | N/A | container for sterilization of surgical instruments |
| Surgical scissors | skillsmodel | J21070 | Cut incision on rat skin |
| Vessel dilator balanced forceps | skillsmodel | WA3020 | Expand the blood vessel and guide the cannula to slide in |
| ZS-MV Small animal anesthesia machine | ZSLab | 1057003 | inducing and maintaining anaesthesia |
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