ネズミ尾リンパ浮腫モデル
2021年2月10日
リンパ浮腫はリンパ機能障害によって引き起こされる四肢腫脹である。リンパ浮腫の慢性マウステールモデルと、尾部への遺伝的貨物輸送のための組織ナノトランスフェクション技術(TNT)の新しい使用について述べています。
リンパ浮腫は治療法のない慢性的な状態です。これは、乳癌の治療に腋窩リンパ節手術と放射線を受けた患者の3分の1に影響を与える。有効な動物モデルを持つことは、新しい治療戦略のメカニズムと開発を理解するのに役立ちます。
リンパ浮腫のマウス尾モデルは、急速な発症で信頼性が高く、再現性があります。ヒトリンパ浮腫と一致する組織学的変化を示す。この手順のデモンストレーションは、私の研究室の博士号を取得したガネーシュ・モハン博士です。
まず、8週齢の鎮静マウスを厳格に置き、尾に70%イソプロピルアルコールを準備します。キャリパーを使用して、尾の底部から20ミリメートルから始まる5ミリメートル単位で尾径を測定します。ベースから 20 ミリメートルの尾部に 3 ミリメートルの周回切除をマークします。
外科的な顕微鏡的拡大の下で、細心の3ミリメートルの完全な厚さの皮膚切除を行い、基礎となるすべての血管構造をそのまま残す。真皮を通って最初に上周縁マークを切開し、その後に最初の切開まで3ミリメートル遠位の周周の完全な厚さの切開を続ける。2つの切開を接続するために垂直な完全な厚さの垂直切開を行い、歯付きの細かいピックアップを使用して先端をつかみ、真皮に血管面内の深部を解剖し、マイクロハサミで静脈の冒険に表面化します。
尾の先端に1%イソスルファンブルー皮下近位の0.1ミリリットルを注入する。横尾静脈に隣接する注射により青色に見える2つのリンパ管を特定します。リンパ管を慎重にトランステークトし、まっすぐなマイクロ外科用ハサミで横静脈とリンパ管の間の平面を解剖する。
リンパ管と側面静脈の間に1つのはさみ刃の先端を渡し、刃を閉じてリンパ管を移す。終了したら、無菌付着クリアアドレッシングで尾の傷をドレスアップします。インドシアニングリーン0.1ミリリットルを先端付近の遠位マウス尾部に皮下に投与する。
部屋のライトを暗くし、近赤外線レーザー血管造影をバッファリング設定に入れて、ライブイメージングを行います。イソスルファンブルーを尾端に投与した後、リンパ球は青色を呈した。隣接する横静脈が保存されている間、リンパ管は破壊された。
リンパ浮腫誘導後のマウス尾の進行性の腫脹および持続性の持続性リンパ浮腫をここに示す。切り捨てられたコーン方程式で計算されたマウステール体積は、第4週でピークに達し、第6週に高まり、その後第15週まで徐々に改善された。高分解能レーザースペックルコントラストイメージングは、尾脈管の開血管の評価のために負傷した側面静脈および無傷の側面静脈を示すリンパ浮腫テールモデルにおけるマウス尾灌流を確認するために行われた。
近赤外レーザーリンパ組織検査は、術前の無傷のリンパ球および手術後の手術後の手術部位を越えてICGトランジットを示さなかったことを示し、それによって腫脹がリンパ不全によって引き起こされたことを確認した。組織ナノトランスフェクション技術を用いた遺伝貨物送達の効率は、マウスの尾部に標識されたDNAをフルオレセインを送達することによって実証された。マウス尾リンパ浮腫モデルとICG近赤外線レーザー血管造影の適応を使用することは、治療に影響を及ぼす臨床的に翻訳可能でエキサイティングな動物モデルです。
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概要
本研究では、リンパ管機能不全による四肢の腫脹を特徴とする疾患である、マウス尾部を用いた慢性リンパ浮腫モデルを提示します。本研究では、患部である尾部へ遺伝物質を導入するために、組織ナノトランスフェクション技術（TNT）を用いた革新的な手法に焦点を当てています。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- 生物学
- 再生医療
背景
- リンパ浮腫は根治治療のない慢性疾患であり、乳がん手術後の多くの患者に影響を及ぼします。
- そのメカニズムを理解し、治療戦略を開発するためには、信頼性の高い動物モデルが不可欠です。
- マウス尾部モデルは、ヒトのリンパ浮腫と同様の組織学的変化を示します。
- 本研究は、その手順および治療への意義を明らかにすることを目的としています。
研究目的
- 再現性のあるマウスリンパ浮腫モデルを確立すること。
- 効率的な遺伝子カーゴ送達のためにTNTを利用すること。
- 将来的な治療への応用のための本モデルの可能性を評価すること。
使用した方法
- マウス尾部の準備および外科的切除の手法。
- リンパ管を可視化するためのイソスルファンブルーの注入。
- リンパ管の生体イメージングのための近赤外レーザー血管造影法の使用。
- 経時的な尾部体積の変化および血管開通性の評価。
主な結果
- モデルでは、進行性の腫脹および持続的なリンパ浮腫が認められた。
- 高解像度イメージングにより、隣接する静脈の完全性が確認された。
- TNTにより、遺伝物質が尾部へ正常に導入された。
- 本モデルは、リンパ浮腫治療における臨床応用の可能性を示している。
結論
- マウス尾部モデルは、リンパ浮腫を研究するための有効なツールである。
- TNTは、遺伝子介入のための新しいアプローチを提供する。
- 本研究は、リンパ浮腫管理における将来的な治療戦略への道を切り開くものである。
よくある質問
産業界における重要性
リンパ浮腫という、未充足の医療ニーズが極めて高い疾患において、治療標的の妥当性を検証する際のリスクを軽減するためには、信頼性の高いリンパ機能不全の前臨床モデルを確立することが不可欠です。この慢性マウス尾部リンパ浮腫モデルは、15週間にわたる持続的な表現型評価を可能にし、介入効果の縦断的な評価をサポートします。機能的イメージングと組織ナノトランスフェクション技術を統合することで、血管系が維持されたシステム内での機序研究や標的遺伝子ペイロードのデリバリーが促進され、トランスレーショナルな関連性が向上します。
バイオ医薬品研究開発における戦略的応用
初期探索およびターゲットバリデーション
- 科学的価値：血管への影響を抑えつつ、リンパ浮腫を持続的に誘導することで、リンパ系特異的な治療仮説の検証を可能にする。
- 運用上の価値：リンパ管新生、体液恒常性、および線維化経路に関与するターゲットを検証するための、再現性のあるプラットフォームを提供する。
- 予測的価値：脂肪蓄積や線維化を含むヒトに近い組織学的進行をモデル化することで、メカニズムに基づいたリスク低減を支援する。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 科学的価値：インドシアニングリーン近赤外リンパ管造影を用いたリアルタイムの読み出しにより、定量的なリンパ機能アッセイの開発を促進します。
- 運用的価値：高解像度レーザースペックルコントラストイメージングによる灌流評価の標準化を可能にし、動脈および静脈の完全性を確認できます。
- 拡張性の価値：リンパ管修復に影響を与える化合物や遺伝的修飾因子のハイスループットスクリーニングへの適応をサポートします。
トランスレーショナル・前臨床研究
- トランスレーショナル価値： 15週間にわたって尾 perfusion と持続的な浮腫を維持し、急性モデルよりも臨床へのトランスレータビリティを向上させる。
- バイオマーカーの一致： 画像ベースのリンパ管機能不全と、ヒトの疾患に関連する体積的および組織学的エンドポイントとの相関を可能にする。
- 治療の連続性： 血管新生組織における局所的な遺伝子介入の戦略として、組織ナノトランスフェクションを介したデリバリーの評価をサポートする。
パイプラインおよびワークフローの統合
このモデルは、リード最適化および疾患関連コンテキストにおける有効性試験に先立ち、ターゲットエンゲージメント研究のための検証済みシステムを提供することで、創薬から前臨床に至る連続的なプロセスに適合します。
- 探索生物学： 機能的破壊と表現型リードアウトを通じて、リンパ系特異的ターゲットの仮説駆動型の検証をサポートします。
- アッセイの準備： 尾部の体積測定、リンパ流イメージング、および血管開通性の確認を含む、定量可能な出力を生成します。
- 分析の有効化： 最大15週目までのタイムポイントにおける介入効果の統計的比較のための、縦断的データセットを提供します。
- トランスレーショナルブリッジ： 臨床的に関連のあるイメージングモダリティと持続的な表現型を介して、メカニズムに関する知見を前臨床検証に結びつけます。
- プラットフォームの再利用： 一貫したモデル生成のために、多くの研究室で適応可能な標準化された手術およびイメージングワークフローを確立します。
運用および企業への影響
- 科学的価値：臨床的に関連性があり、外科的に精密なモデルを用いることで、リンパ管ターゲット検証における生物学的な曖昧さを軽減します。
- 運用的価値：標準化された切除、リンパ管結紮、および灌流確認プロトコルにより、再現性を向上させます。
- 戦略的価値：一過性の浮腫モデルを超えた持続的な表現型評価を可能にすることで、go/no-go判断の信頼性を高めます。
- ポートフォリオへの影響：15週間の安定性が実証されたモデルを用いて、リンパ管標的候補物質のリスク調整後の優先順位付けをサポートします。
実施上の検討事項
- 精密な組織切除およびリンパ管の同定のため、微小外科の専門知識と手術用顕微鏡へのアクセスが必要です。
- 機能的検証のため、レーザースペックルコントラスト解析および近赤外血管造影システムを含むイメージングインフラストラクチャに依存します。
- 尾部の生存能とモデルの一貫性を確保するため、術後ケアおよびモニタリングプロトコルの標準化が必要です。
- 本モデルを異なる遺伝的背景や併存疾患モデルに適用する場合、適応上の検討事項が含まれます。
- 遺伝子カーゴの導入に用いる組織ナノトランスフェクション送達技術に関する専門的なトレーニングが必要であるという制限があります。
バイオファーマFAQ
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:53
Surgical Disruption of Mouse Tail Lymphatics
2:33
Functional Lymphatic Evaluation with Near Infrared Laser Angiography
2:54
Result: Assessment of Progressive Swelling, Lymphatic Function, and Focal Delivery of Genetic Cargo in the Mouse Tail Lymphedema Model
4:09
Conclusion
