2024年10月25日
自家血栓を使用した肺塞栓症の低侵襲ラットモデルを確立するための詳細な方法論について説明します。梗塞領域を定量化し、肺動脈樹を視覚化するための追加の方法も提供されています。
私たちの研究の範囲は、ヒトの病態生理学を模倣した肺塞栓症のげっ歯類モデルの信頼性と再現性を向上させることです。私たちは、低侵襲技術が PE モデルの誘導にどのように使用されているかに答えることを目指しており、それらが新しい治療戦略の開発を促進することを期待しています。私たちのプロトコルは、標準的な方法で自家血栓を生成し、最小限の侵襲性で外科的げっ歯類 PE モデルを誘導するため、PE 動物実験の信頼性と再現性が向上します。げっ歯類では血栓の解消が速いことが明らかになりました。これは、慢性血栓塞栓性肺高血圧症モデルの確立が難しい理由を説明しています。ここでの血栓視覚化技術は、信頼性の高いCTAP動物モデルの開発を導きます。私たちは、生物医学工学と臨床心臓血管チームの両方の共同研究室です。このモデルを使用して、私たちの研究室は、高度な生体材料ソリューションに基づいて、PE の新しい血栓塞栓症および合併症予防戦略の開発に重点を置きます。
[ナレーター]まず、麻酔をかけた動物を仰臥位で手術プラットフォームに置きます。両手足を体から水平に伸ばし、後肢を伸ばして鼠径部を適切に露出させます。医療用テープを使用して、動物をこの位置に固定します。電気シェーバーを使用して、胸骨と鼠径部の周りの毛を剃ります。次に、残毛に脱毛クリームを塗り、ポビドンヨードで皮膚を3回消毒します。1ミリリットルの注射器に取り付けられた27ゲージの針を垂直に8ミリメートルの深さまで挿入して、左右の頭蓋大静脈に穴を開けます。次に、シリンジを持ち、プランジャーをゆっくりと引き戻して、バレル内に負圧を作り出します。血液が流れ込むまで徐々に針を抜きます。次に、0.3ミリリットルの血液が採取されるまでその位置を維持します。血栓の調製には、採取した血液を1.5ミリリットルの遠心分離管に押し込みます。次に、血液柱の長さが10センチになるまで、自作の血栓発生器のシリコンチューブに血液を引き込みます。血液が凝固するまで30分待ちます。次に、血栓血液柱を生理食塩水の入ったシャーレに洗い流します。その後、細いはさみを使用して、血栓柱をそれぞれ長さ4ミリメートルの均一な血栓に切ります。2ミリリットルの生理食塩水があらかじめ充填された自作のインジェクターに15〜25個の血栓を引き込みます。麻酔したラットの手術領域を消毒した後、鼠径部の表在性心窩部血管の起点の上に5ミリメートルの皮膚切開を行います。10倍の実体顕微鏡を使用して、皮下脂肪の薄い層を分離し、表在性心窩部血管を露出させます。表在性心頭部静脈を動脈、神経、脂肪組織から慎重に分離します。次に、8-0で遠位側をコントロールします滅菌縫合糸を縫合し、マイクロクランプで縫合糸をクランプします。8-0で近位側をコントロール別のマイクロクランプに取り付けられた滅菌縫合糸ループ。遠位ループを結び、焼巣器で静脈を横断します。次に、孤立した静脈の遠位側に小さな横切開を行い、静脈内腔に残っている血液を生理食塩水で洗い流します。静脈がきれいになったら、マイクロピンセットを使用して静脈切開を拡大します。塞栓術の場合は、自作のインジェクターの針を静脈切開部から静脈にそっと挿入します。針が静脈から滑り落ちないように、3番目のクランプで針を固定します。次に、プランジャーをゆっくりと押して、少量の生理食塩水を投与します。プランジャーを押し続けて、表在性心窩部静脈アクセスを介して大腿静脈に血栓を投与します。近位縫合糸で静脈を結紮します。最後に、切開部を縫合します。イソフルランの過剰摂取でラットを安楽死させた後、大きなはさみで肋骨を切り、肺や大血管への損傷を避けるために胸を開きます。次に、輸液装置の針を左心室に挿入します。輸液装置のバルブを開けて、ヘパリン化生理食塩水の注入を可能にします。はさみを使用して、下大静脈と左付属器を切断して排水できるようにします。灌流速度を毎分50ミリリットルに制御します。灌流後、4%のパラホルムアルデヒド溶液で満たされた10ミリリットルの注射器を使用して、右心室を通して肺動脈幹に穴を開けます。肺から4%のパラホルムアルデヒドを総体積30ミリリットルに大量に投与することにより、肺組織を固定します。肺動脈樹を視覚化するには、シリコーンキャスティングコンパウンドに同量の希釈剤を加えます。混合物をブレンドした後、5%の硬化剤を加え、混合物を再度ブレンドします。次に、1ミリリットルの混合物を1ミリリットルの注射器に引き込みます。空気を排出し、右心室を通って肺動脈幹に針を挿入します。プランジャーを軽く押して、シリコンキャスティング混合物が肺動脈ツリーを満たすようにします。 塊全体をペトリ皿に入れてから、摂氏4度の冷蔵庫に一晩保管して、鋳造混合物を結晶化させます。肺を25%、50%、75%、95%、および100%のエチルアルコール溶液にそれぞれ24時間順次浸漬します。脱水した肺をサリチル酸メチルに24時間浸します。塞栓術直後、摘出された肺には自家血栓と肺梗塞のある領域が見られました。塞形の負荷が高いほど、肺梗塞の面積が広くなりました。塞栓術直後に採取した肺サンプルと比較して、塞栓術の24時間後に採取された肺サンプルは、ラットの強い内因性線溶の可能性を示す梗塞領域の著しく減少を示しました。この図は、正常な肺と肺塞栓症の肺のギプスと組織の除去後の肺動脈樹を示しています。
本記事では、自家血栓を用いた低侵襲なラット肺塞栓症(PE)モデルの作製方法について詳しく解説します。また、梗塞領域の定量化および肺動脈樹の可視化技術についても説明します。
肺塞栓症の信頼性の高い前臨床モデルは、心血管疾患におけるトランスレーショナルリサーチおよび治療法の革新において不可欠です。標準化された自己血栓と定量的な梗塞評価を用いるこの低侵襲なラットモデルは、初期段階の創薬における再現性と研究間の比較可能性という課題を解決します。モデルの忠実度を高めることで、新規のPE介入策に対する予測の信頼性と、リスク調整後のポートフォリオ決定を支援します。
このモデルは、PEの創薬から前臨床に至る一連の流れに統合されており、初期のメカニズム研究と候補物質の評価を橋渡しするものです。