ヒト頭蓋内動脈瘤 (IA) の病態生理学に関する知識の増加により、IA の成長と破裂のプロセスについての理解が深まりました。過去数十年間、研究と治療戦略は、主に動脈瘤への血流を防止または閉塞するための内腔指向の機械的概念に焦点を当てていました。しかし、近年のさらなる洞察により、動脈瘤壁の変性、血栓のリモデリング、成長能力、潜在的な IA 破裂など、患病した血管壁に関連する生物学的特性の基本的な役割が明らかになりました 1,2。
前臨床動物実験は、IAの病態生理学の理解に大きく貢献しています。したがって、前臨床環境でこの臨床状態を研究するには、適切な動物モデルの開発と使用が最も重要です3。前臨床モデルでは、実験パラメータまたは結果測定技術のわずかな変更が結果に大きな影響を与える可能性があります4.広範な方法論的バイアスと明らかな翻訳の障害に対する認識が高まっている結果、計画、設計、実行、報告を含む動物実験のすべてのステップで標準化されたプロトコルを確立することは、結果の再現性を達成し、最終的に臨床翻訳を確実にするために重要です5.
このコレクションは、前臨床モデルでヒト IA の病態生理学を研究するために、現在使用されている前臨床方法論と結果測定技術を提示することを目的としています。
豊富な前臨床動脈瘤モデルの中でも、マウスのくも膜下出血(SAH)の血管内穿孔モデルは最も人気のあるモデルの1つです。ただし、このモデルを使用した多くの研究では実験パラメータについて報告されておらず、パラメータの選択(フィラメントサイズや使用される麻酔薬など)に大きなばらつきがあります。その結果、このモデルを使用した文献は、報告された動物死亡率と測定された結果の有意な不均一性によって特徴付けられます。Liu et al. 技術的な詳細を提示し、血管内穿孔モデル6 の標準を設定するためのパラメーターの選択を提案しています。さらに、出血の検証と他の頭蓋内病変の除外のために、SAH 導入から 24 時間以内に標準的な磁気共鳴画像法 (MRI) を実行することにより、モデルを改良します。
Wandererらの研究は、ウサギの新しい動脈瘤モデルを記述しています7。ヒトの組織病理学的研究は、成長および破裂しやすいIAは、動脈瘤壁の細胞性の喪失によって特徴付けられることを示しています。この事実を考慮に入れて、実験動脈瘤壁の改変、特に動脈瘤壁を脱細胞化するための修正は、ヘルシンキラット側壁動脈瘤モデル8で最初に記載されました。並進のはしごを上ると、提示されたウサギモデルは、さまざまな壁の状態を模倣するために真の分岐星座に自家動脈嚢動脈瘤を作成することにより、血行動態の状況も考慮に入れています。このモデルの脱細胞化動脈瘤は、長期にわたる開存性と経時的な成長パターンの持続を示します。
上記のウサギ分岐モデルを出発点として、3Rの原則(削減、置換、改良)を厳密に適用して、Boillatらはウサギ動脈瘤モデル9の改良を提示します。手術手順をわずかに変更することで、1回の手術で断端と真の分岐動脈瘤を作ることができます。これにより、1 匹の動物内で異なる血管構造と血行動態状態を持つ動脈瘤における新しい血管内デバイスのテストが可能になり、さまざまな壁の状態が可能になります。
Popadic et al. の記事は、ウサギにおける巨大動脈瘤の創設に捧げられています10.外頸静脈に由来する自家静脈嚢は、総頸動脈の間に人工的に作成された分岐部に縫合されます。アセチルサリチル酸の術後投与と低分子ヘパリンの長期投与は、このプロトコルの重要なポイントです。実験ステップが慎重に実行されれば、このモデルは罹患率が非常に低く、動脈瘤の開存率が高いため、新しい血管内デバイスのテストに最適です。
頭蓋内圧 (ICP) の一定の測定は、SAH の臨床管理において取られる基本的な行動です。Petersonらのグループは、ラットの脳実質に光ファイバー圧力センサーを安全に配置する技術を提示します11。これにより、平均動脈圧(MAP)を同時に測定して脳灌流圧を計算しながら、ICPを正確にモニタリングすることができます。ラットの頭蓋内出血について具体的に説明されていますが、頭蓋内圧の変化を特徴とするさまざまな病状、および他のげっ歯類に同じ技術を使用できます。
Wandererらによる細胞追跡に関する記事は、より基本的な研究関連の問題を取り上げています12。この研究では、著者らは血管内治療後の動脈瘤治癒を媒介する細胞の起源を調査しています。遺伝子組み換えラットに外科的に作成された側壁動脈瘤の骨の折れる設定では、親油性細胞トレーサー(CM-Dil色素)を局所的に注射して、動脈瘤の下の親動脈に由来する内皮細胞とその誘導体を追跡します。
要約すると、提示された研究はすべて、前臨床動脈瘤モデルのより大きな標準化を目的としています。最も適切なモデルの選択は、研究の意図に大きく依存します。たとえば、上記の3つの異なるウサギモデルはすべて異なる焦点(すなわち、動脈瘤壁の状態、血行動態、または動脈瘤のサイズ)を持っています。実験パラメータの一貫性を高め、選択した動物モデルの限界を認識することで、実験の再現性が向上するだけでなく、ベンチからベッドサイドへのトランスレーショナルロードのブロックが最終的に解除される可能性があります。