방법 논문

말초 포도당 수치에 대한 마우스 뇌에 대한 지속적인 약물 주입의 효과 평가

2025년 7월 8일

이 논문에서

초록

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출처: Ajoy, R., et. al입니다. 마우스 뇌에 지속적인 약물 주입 시스템을 사용하여 말초 포도당 불내성에 대한 시상하부 인슐린 신호를 연구합니다. J. Vis. 특급 (2018)

이 비디오는 쥐의 뇌에 지속적으로 약물을 주입하는 것이 혈당 수치에 미치는 영향을 보여줍니다. 포도당 대사는 공복 한 쥐의 꼬리에서 혈액을 채취하고 경구 포도당 투여 전후의 포도당 수치를 측정하여 평가합니다. 인슐린 내성은 특정 간격으로 포도당 수치를 기록하여 마우스에 인슐린을 주입하여 평가합니다.

프로토콜

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동물 모델과 관련된 모든 절차는 지역 기관 동물 관리 위원회와 JoVE 수의학 검토 위원회에서 검토되었습니다.

1. Micro-Osmotic Pump 주입 시스템의 준비

참고: 0.2μm 필터로 여과된 완충액을 사용하여 펌프, 인공 뇌척수액(aCSF) 완충액 및 약물(Met-CCL5/RANTES 단백질 용액(aCSF에서 10ng/mL))을 멸균 조건에서 준비하고 장갑을 낀 채 배양 후드 아래에서 모든 절차를 수행합니다. 수술 절차는 다음과 같이 진행됩니다.

  1. 수술 하루 전에 미세삼투압 펌프를 준비합니다: 키트와 함께 제공된 1mL 주사기 및 둔탁 바늘로 뇌 미세삼투압 펌프에 인공 뇌척수액(aCSF)을 채웁니다. 미세삼투압 펌프를 CSF에 담그고 쉐이커에 올려 넣고 밤새 부드럽게 흔듭니다.
    주의 : 펌프는 CSF로 채워져야 하며 펌프 내부의 기포는 피해야 합니다(그림 1A).
  2. 수술을 시작하기 전에 실험을 위해 재조합 Met-CCL5/RANTES 단백질 용액(10ng/mL, aCSF로 희석)을 준비합니다. 펌프에서 aCSF를 제거하고 초과분이 누출될 때까지 약물 용액을 펌프에 천천히 채웁니다.
    참고: 15mL aCSF 또는 Met-CCL5/RANTES 용액은 5-8개의 펌프에 충분합니다.
    주의 : 절차를 반복하여 펌프가 내부에 기포 없이 약물로 완전히 채워졌는지 확인하십시오.
  3. 카테터 튜브를 원하는 길이로 자르고 뇌 주입 키트의 뭉툭한 뇌 주입 바늘에 부착합니다. 주입 키트와 튜브에 약물을 채웁니다.
  4. 마지막으로 뇌 주입 키트를 조립하여 미세 삼투압 펌프에 부착합니다.
    주의 : 튜브나 펌프에 기포가 형성되어서는 안 됩니다(그림 1A).
  5. 펌프가 마르는 것을 방지하기 위해 멸균된 50mL 튜브에 aCSF에 설정된 전체 삼투압 펌프-뇌 융합 세트를 담그십시오. 삼투압 펌프-뇌 융합 세트는 이제 수술에 사용할 준비가 되었습니다.
    참고: 미삼투압 펌프 시스템은 장기 약물 주입에 사용할 수 있습니다. 이를 통해 안전하고 편리하게 약물을 쥐의 뇌로 전달할 수 있습니다.

2. 뇌내심실수술 – 미삼투압 펌프의 이식

주의: 75% 에탄올로 수술 환경을 살균하고 연구에 참여한 사람들이 멸균 장갑과 깨끗한 실험실 가운을 착용하고 있는지 확인하십시오. 수술 도구/기구는 사용하기 전에 고압멸균 및 건조해야 하며, 이후 마우스 수술 사이에 75% 에탄올로 멸균해야 합니다.

  1. 마우스의 무게를 측정하고 케타민/자일라진(케타민 50mg/kg, 자일라진 10mg/kg)과 함께 복강내 주사(IP)를 사용하여 마우스의 무게를 측정하고 마취합니다.
    주의: 생쥐의 체중이 24g 미만인 경우 삼투압 펌프 이식 수술에 권장되지 않습니다.
  2. 마우스 헤드를 정위 장치에 장착하고 고정합니다(그림 1B).
  3. 수술용 가위와 집게를 사용하여 두개골을 덮고 있는 바깥쪽 피부를 잘라냅니다. 요오드를 사용하여 주변 두개골을 청소합니다.
  4. 삼투압 펌프-뇌 융합 세트 이식을 위해 목 부위 근처에 있는 한 쌍의 뭉툭한 머리 집게를 사용하여 피부의 가장 바깥쪽 층과 피하 피부층을 분리합니다(그림 1C).
  5. 정위 장치를 사용하여 뇌 지도(그림 1D)를 참조하여 주입 지점을 표시합니다. 이 실험에서 바늘은 3번째 뇌실 영역(브레그마: 측면 0.0mm, 후방 1.3mm, 복부 5.7mm)에 이식되어야 합니다.
  6. 못 드릴을 사용하여 두개골에 표시된 영역 주위에 구멍을 뚫습니다(그림 1E).
    주의 : 쥐의 수막과 혈관이 끊어지지 않도록 주의하여 뇌의 미세 혈관이 파괴되지 않도록 하십시오.
  7. aCSF(대조군) 또는 약물(Met-CCL5/RANTES 단백질 용액)이 포함된 미삼투압 펌프-뇌 융합 세트를 목 부위 뒤의 피부 아래에 놓고 천공된 구멍에 뇌 주입 바늘을 삽입하여 약물을 마우스 뇌에 주입합니다(그림 1E). 바늘은 수막을 관통하여 심실로 들어갑니다. 표면 둔감화 젤(그림 1F)을 사용하여 두개골에 바늘을 고정하고 접착제가 마를 때까지 1-2분 동안 기다립니다. 다음으로 바늘 상단의 돌출 부분을 잘라냅니다(그림 1G-H).
  8. 조직 접착제를 사용하여 머리의 수술 상처를 치료합니다. 상처 위에 접착제 50μL를 바르고 피부의 양쪽을 함께 당긴 다음 피부가 밀봉될 때까지 30초 동안 유지합니다(그림 1I).
    주의: 수술 후 상처를 닦을 때는 100% 알코올 패드를 사용하고 감염을 예방하기 위해 스트렙토마이신이 함유된 페니실린 100ul을 사용하십시오. 메모: 쥐 피부는 흉터 조직을 형성하고 수술용 접착제를 투여한 후 며칠 안에 치유됩니다. 접착제의 가장 큰 장점은 피부 자극이나 염증을 유발할 수 있는 수술용 바늘을 피할 수 있다는 것입니다.
  9. 따뜻한 접시(최대 37°C까지 가열)에 보관된 깨끗한 케이지에 마우스를 넣고 마우스가 마취 효과에서 회복될 때까지 기다립니다.
    주의 : 수술 후 생존 가능성을 높이려면 마우스의 체온을 유지하는 것이 중요합니다.
  10. 일주일의 회복 기간이 지나면 생쥐는 구강 포도당 내성 검사(OGTT) 및 인슐린 내성 검사(ITT)와 같은 추가 실험을 할 준비가 됩니다.

3. 구강 포도당 내성 검사(OGTT)

참고: aCSF 및 MetCCL5/RANTES(10ng/mL, 100μL) 주입 후 7일 후에 경구 포도당 내성 검사를 수행합니다. 충분한 물 공급으로 OGTT 전에 생쥐를 위해 6시간 금식을 유지하십시오. 실험이 수행되는 동일한 작업대에 동물을 두어 절차에 대한 스트레스를 줄이기 위해 환경에 적응할 수 있도록 합니다.

  1. 포도당 용액 준비 : 실험을 수행하기 전에 증류 된 H2O 15 mL에 포도당 3.75 g을 용해시켜 포도당 용액을 준비하십시오.
  2. 실험 절차 중 판독값을 기록하기 위한 시간표를 설정합니다(표 1).
    참고: 실험 중에 정확한 기록을 할 수 있도록 각 혈액 검사 사이에 적절한 간격으로 시간표를 설정하는 것이 중요합니다.
  3. 단식 후 각 마우스의 무게를 측정하고 주입할 적절한 포도당의 양을 계산합니다. 예를 들어, 마우스의 무게가 30g인 경우 투여할 포도당 용액의 양은 300μL여야 합니다.
  4. 작업대에서 다음 기기를 준비합니다.
    1. 혈당계 (시작 버튼을 눌러 배터리 상태를 확인하십시오. 테스트 전에 작동하는지 확인하십시오.)
    2. 포도당 칩
    3. 인슐린 주사기(0.3mL 인슐린 주사기)
    4. 면도날
    5. 타이머
  5. 벤치가 설치되면 다음과 같이 혈당 수치를 측정하고 기록합니다.깨끗하고 새로운 포도당 칩을 혈당계에 넣고 시작 버튼을 눌러 0으로 설정합니다.
  6. 마우스 목 뒤를 잡고 꼬리를 몇 번 쓰다듬어 꼬리 부위에 충분한 혈류가 흐르
  7. 도록 합니다.
  8. 새 면도날을 사용하여 꼬리의 작은 조각을 자르고 포도당 칩에 작은 혈액 한 방울(약 10-20μL)을 짜냅니다. 정확한 측정이 가능하도록 혈액이 칩을 채워야 합니다. 혈당계는 포도당 수치를 즉시 표시합니다. 기계에 "오류"가 표시되면 새 포도당 칩으로 절차를 반복하십시오.
    알림: 포도당 칩에는 혈액 한 방울만 필요합니다. 혈액 샘플을 두 번 이상 채취해야 하는 경우 손가락으로 마우스의 꼬리를 여러 번 움직여 압력을 가하고 꼬리 끝을 칩 바로 위에 올려 혈액을 채취하면 됩니다. 혈액 샘플을 채취하는 동안 매번 꼬리 끝을 자를 필요는 없습니다.
  9. 다음으로, 위내 위내 기술을 사용하여 마우스에 포도당(0.25g/mL)을 경구로 공급합니다. 투여할 포도당의 양은 다음 공식을 사용하여 계산해야 합니다: 10X 체중(BW) μL 포도당 용액(예: 마우스의 체중이 30g인 경우 투여할 포도당 용액의 양은 300μL). 경구 포도당을 투여한 직후 타이머를 시작하십시오.
  10. 15분, 30분, 60분, 90분, 120분에 포도당 측정 절차를 반복합니다.
  11. 모든 포도당 수치 판독값을 기록한 후 면도날과 포도당 칩을 생물학적 위험 용기에 버리십시오. 먹이를 쥐 우리에 다시 넣고 동물실로 돌려주세요.

표 1. 구강 포도당 내성 검사(OGTT) 기록 시간표

분 분 의 의 개 호 의 분 시 개 호 명 초 초 초 초 초 분
#마우스 ID포도당시작하다015306090
무게μL = 10xBW시간
150125.8골드258오전 9:00오전 9:00오전 9:009:15오전 9시 30오전 10:00
250225.3골드2539:079:079:079:229:3710시 7

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결과

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그림 1. 마우스의 삼투압 펌프 준비 및 이식 수술 절차. (A) 약물 용액이 관류된 뇌 주입 키트와 펌프 준비물. 빨간색 화살표는 카테터 튜브에 액체가 채워져 있음을 나타냅니다. (B) 마우스 헤드를 정위 장치에 고정하고 장착합니다. (C) 미세 삼투압 펌프-뇌 주입 세트의 이식을 위해 피부의 가장 바깥 층을 피하 피부와 분리합니다. 점선은 삼투압 펌프 임플란트의 위치를 나타냅니다. (D) 화살표는 주입 쪽을 나타냅니다. (E) 두개골에 표시된 부분 주위에 구멍을 뚫습니다. (F) 삼투압 펌프-뇌 주입 세트를 마우스 뒤쪽에 놓고 ...

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공개 사항

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이해 상충이 선언되지 않았습니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Vetbond 조직 접착제3M#1049SB마우스 머리의 병변 부위를 밀봉하는 데 사용되는 접착제
LOCTITE® 454 순간 접착제듀렉트 코퍼레이션#8670쥐의 두개골에 바늘을 고정하는 데 사용되는 접착제
알젯 마이크로-삼투압 펌프듀렉트 코퍼레이션#9922시간당 0.11μl, 28일
뇌 주입 시스템듀렉트 코퍼레이션#88511-3mm, 약물을 쥐의 뇌에 관류하는 데 사용
혈당계로슈#06870244001혈당 수치를 측정하는 데 사용
포도당 칩로슈#06454011020혈액 샘플을 로드하는 데 사용
에반스 블루시그마#MKBK0523V약물 주입 영역을 시연하기 위해
인슐린 주사기벡턴, 디킨슨 앤 컴퍼니#3232145 C인슐린을 복강내로 투여하는 데 사용
MIO NE116 제어 장치
(네일 드릴)
미오 시스템#E235-015마우스의 두개골에 구멍을 뚫으려면
CCL5/메트-란테스 단백질연구개발#ADB0111081재조합 인간 CCL5, 대장균 유래
aCSF 공식119mM NaCl
26.2 mM 나HCO3
2.5 mM KCl
1 mM NaH2PO4
1.3 mM 마그네슘Cl2
포도당 10mM
필터는 0.22μm 필터 장치로 살균하고 4°C에서 보관합니다.
aCSF는 3-4주 동안 안정적입니다
Phospho-IRS-1 Serine302 항체세포 신호전달#128791:1000 희석
IRS-1 (D23G12) 항체세포 신호전달#128791:1000 희석
Phospho-Akt Serine 473 항체세포 신호전달#99161:2000 희석
Akt (pan) (C67E7) 항체세포 신호전달#99161:1000 희석
동물: C57BL/6NAR 연구소연구에 사용된 야생형 마우스 균주

재인쇄 및 허가

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