マウスにおける横行大動脈狭窄の修正技術
2022年8月18日
本プロトコルは、自作リトラクターを用いた低侵襲横断大動脈狭窄(TAC)手順を伴う修正され単純化された技術を記述する。この手順は人工呼吸器や顕微鏡なしで行うことができ、圧力過負荷を引き起こし、最終的には心肥大または心不全につながります。
このプロトコルは、TAC手術を行うための迅速な外科的外傷を制限し、複雑でなく、安価な質量を提供します。このモデルは、自作のリトラクターを使用して大動脈弓にアプローチし、顕微手術スケールや機械的換気を必要としないため、外科的外傷を大幅に制限します。はじめに、5ミリリットルの注射器を用意します。
次に、針ホルダーで先端をつまんで針を鈍くします。ニードルホルダーで鈍らせた27ゲージの針を用意し、その先端を90度に曲げます。市販の鉄線を使用し、針に巻き付けます。
針の鈍い先端に小さなスネアまたはループを形成します。オートクレーブ滅菌により、手術前にすべての手術器具を滅菌します。麻酔下での乾燥を防ぐために、つま先をつまんで麻酔の深さを確認します。
眼科用軟膏を両眼に塗ります。次に、マウスを滅菌ドレープで覆われた加熱パッドの上に仰臥位で置き、頭をオペレーターに向けます。四肢を粘着テープで固定し、切歯を4-0縫合糸で固定します。
次に、直腸プローブを挿入して、手術中の体温を監視します。滅菌した眼科用ハサミを使用して、新しい使い捨ての滅菌ドレープに穴を開けます。滅菌ドレープをマウスの上に置き、髪の毛のない操作フィールドが穴から見えることを確認します。
切開を行った後、皮膚と表在筋膜を分離し、気管と近位胸骨を露出させます。次に、上端から胸骨角度まで胸骨に3〜4ミリメートルの縦正中線を慎重に切開し、鉗子で胸骨を静かに持ち上げます。まっすぐな鉗子を使用して、標的血管とその周囲の組織を鈍く解剖します。
次に、以前に自作したリトラクターを右手にワイヤースネアで持ちます。左総頸動脈と右分母動脈の起点の間の大動脈の下のリトラクターのスネアを慎重に通過させます。リトラクターを左手に渡します。
顕微鏡ピンセットを右手に持ち、最後に7-0シルク縫合糸をスネアループに通します。リトラクターを引き出します。27ゲージの針を大動脈と平行に置き、縫合糸を針と大動脈の周りに結びます。
次に、眼科用鉗子で27ゲージの針を持ち、別の鉗子で27ゲージの針と大動脈に結び付けられた結び目を持ちます。27ゲージの針を結紮からすばやく、しかし静かに引き抜きます。中断された縫合パターンで4-0合成モノフィラメント縫合糸で皮膚を縫合します。
マウスを暖かいパッドの上に置き、復活するのを待ちます。一般的に、マウスは約60分で復活します。4週間の手術後。
駆出率および分数短縮は、偽マウスと比較して横行大動脈狭窄マウスにおいて有意に減少した。しかし、左室腫瘤および左室内径は横行大動脈狭窄マウスにおいて有意に上昇した。この粒子の最も重要なステップは、大動脈弓の下に縫合糸を通過させることです。
すべての映画は、動脈への不必要な牽引を減らすために穏やかでなければなりません。この手順に従って、研究者は、心肥大または心不全の患者に対する潜在的な治療標的を調査するために、動物モデルに治療を適用することができます。
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概要
このプロトコルでは、自作のリトラクターを用いた低侵襲な横行大動脈縮窄（TAC）の手法について概説します。本手法は、圧力負荷を誘発し、心肥大や心不全を研究することを目的として設計されています。手順は簡潔であり、機械換気や高度な顕微鏡装置は必要ありません。
研究の主要構成要素
研究分野
- 循環器学
- 心疾患の動物モデル
- 外科的手法
背景
- TACモデルは、心肥大および心不全の研究において極めて重要です。
- 回復を促進し、実験結果を向上させるためには、手術による外傷を最小限に抑えることが不可欠です。
- 従来のTAC法では複雑な装置が必要な場合が多いですが、本プロトコルではその簡略化を目指しています。
使用した手法
- TACの実施には、自作のリトラクターと鈍針を用いた。
- 使用した生物学的システムはマウスモデルである。
- 主要な技術には、顕微鏡下手術への要求が少ない基本的な外科手術器具が含まれる。
主な結果
- TAC処置後4週間で、心肥大モデルにおいて左室心筋重量および駆出率の有意な変化が認められました。
- これらの結果は、本処置によって心ストレスおよび心肥大が正常に誘導されたことを裏付けています。
- これにより、さらなる治療研究における本モデルの有用性が検証されました。
結論
- 本研究では、マウスにおける心負荷をシミュレートするための簡便な手法を提示することに成功しました。
- この手法は、心疾患および潜在的な治療法の研究に従事する研究者にとって有用です。
よくある質問
産業界における重要性
マウスにおける大動脈横断的縮窄（TAC）は、圧力負荷下での心肥大および心不全を研究するための基礎的な前臨床モデルです。この改良された低侵襲TAC法は、外科的外傷と手術の複雑さを軽減し、初期段階の心血管疾患治療薬開発において、より再現性と拡張性の高い疾患モデリングを可能にします。本アプローチは迅速な回復と生理学的妥当性を支持し、トランスレーショナルリサーチおよび治療標的評価における予測の信頼性を向上させます。
バイオファーマR&Dにおける戦略的応用
初期創薬およびターゲットバリデーション
- メカニズム研究に向けた、圧力負荷誘発性心肥大の堅牢なモデリングを可能にする。
- 制御されたin vivoシステムにおける、心血管ターゲットの機能的検証を容易にする。
- ヒト疾患に関連する心ストレス経路の、仮説駆動型の検証をサポートする。
スクリーニングおよびアッセイの開発
- 候補となる介入策をin vivoで評価するための、標準化され再現可能なプラットフォームを提供します。
- 手技のばらつきを低減し、駆出率や心室重量などの一貫した定量的な読み取りをサポートします。
- モデル調製を効率化し、前臨床スクリーニングキャンペーンのスループットを向上させます。
トランスレーショナル・前臨床研究
- 心不全研究におけるトランスレーショナル・バイオマーカー開発のための、疾患に関連したエンドポイントと整合しています。
- 初期の探索段階から新規治療薬の前臨床有効性評価までの一貫した遂行を可能にします。
- 臨床的に関連のある心臓表現型をモデル化することで、リスクを調整した開発推進の意思決定を支援します。
パイプラインおよびワークフローの統合
この低侵襲なTACモデルは、初期のメカニズム研究から前臨床段階のリード化合物評価に至るまでの心血管系の創薬パイプラインに統合されます。
- 基礎生物学研究：心負荷モデルにおける仮説検証およびパスウェイの解明をサポートします。
- スクリーニング：化合物評価のための、再現性と定量性のある心機能測定を実現します。
- 分析：実験群間での心機能パラメータの統計的比較を可能にします。
- トランスレーショナルリサーチ：主要な心不全表現型をモデル化することで、臨床的妥当性への橋渡しを提供します。
- 企業における再利用：心血管系の研究開発プログラム全体で繰り返し利用可能な、拡張性と標準化を備えたプラットフォームを提供します。
運用および企業への影響
- 科学的価値： 心臓ターゲットのバリデーションにおける予測信頼性を向上させ、メカニズム的な曖昧さを軽減する。
- 運用的価値： 外科的複雑さを最小限に抑え、手順を標準化し、回復までの時間を短縮する。
- 戦略的価値： 後期段階における生物学的リスクを低減することで、go/no-go判断の質と資本効率を向上させる。
- ポートフォリオへの影響： 強固な前臨床データに基づいた、リスク調整後の心血管資産の優先順位付けを可能にする。
実施上の検討事項
- 小動物外科および心血管生理学の専門知識が必要です。
- 基本的な手術器具および血管操作用の自作レトラクターが必要です。
- 手術および術後モニタリングプロトコルのチーム間での標準化が求められます。
- さまざまなマウス系統に適応可能ですが、特定の遺伝的背景に応じて最適化が必要な場合があります。
- 潜在的な制限として、血管収縮およびエンドポイント測定における技術的なばらつきが挙げられます。
