지렁이, Lumbricus Terrestris: 새로운 미세 주입 혈관 구조 생체 내 무척추 동물 모델

Asis Lopez; Yaswitha Mikkilineni; Shayna Berman; Damir Khismatullin; Gregory T. Clement; Matthew R. Myers

doi:10.3791/62449

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방법 논문

지렁이, Lumbricus Terrestris: 새로운 미세 주입 혈관 구조 생체 내 무척추 동물 모델

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DOI:

10.3791/62449

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2021년 4월 1일

Asis Lopez¹^,⁵ , Yaswitha Mikkilineni² , Shayna Berman³ , Damir Khismatullin¹^,⁴ , Gregory T. Clement⁵ , Matthew R. Myers⁵

¹Bioinnovation PhD Program, Tulane University, ²Biology Department, Virginia Commonwealth University, ³Mechanical Engineering Department, Montgomery College, ⁴Biomedical Engineering Department, Tulane University, ⁵US Food and Drug Administration

이 논문에서

요약

지렁이는 혈관 구조 연구를 위한 새로운 무척추동물 in vivo bench-top 모델입니다. 우리는 지렁이 혈관 구조에 효율적인 수술과 미세 주입을 가능하게 하는 기술과 장비를 제시합니다. 수술 프로토콜, 미세 주입 기술 및 맞춤형 마이크로 피펫을 생산하는 절차에 대해 설명합니다.

초록

척추동물은 생물의학 연구에 없어서는 안 될 존재이지만, 연구는 비용, 장시간의 내부 검토, 윤리적 고려 사항 등의 요인으로 인해 제한되는 경우가 많습니다. 우리는 지렁이를 특정 예비 혈관 구조 연구에 적용할 수 있는 대안적이고 저렴한 무척추 동물로 제시합니다. 지렁이의 등쪽 혈관, 복부 혈관 및 5쌍의 유사 심장을 외과적으로 이용할 수 있기 때문에 지렁이는 쉽게 접근할 수 있고 유지 비용이 저렴하며 주어진 화합물을 소량만 투여하면 됩니다. 지렁이 모델은 인간의 혈액과 유사한 헤모글로빈 구조를 가진 단순한 폐쇄 혈관 순환계를 제공합니다. 지렁이를 마취하고 관련 혈관을 노출시키기 위해 외과적 절개를 수행하기 위한 프로토콜이 제공됩니다. 화합물 투여를 위한 마이크로피펫은 피펫 풀러로 유리를 가열 및 당기고 베벨링 시스템을 사용하여 미크론 크기의 미세한 바늘 팁을 만들어 형성됩니다. 그런 다음 팁을 마이크로 포지셔너 및 마이크로 인젝터와 함께 사용하여 큰 샘플 크기와 작은 화합물 부피를 사용하여 지렁이의 혈관 시스템에 임의의 화합물을 반복적으로 주입합니다. 주입 절차의 복잡성에 대한 세부 정보가 제공됩니다. 지렁이의 작은 혈관 크기는 특히 복부 혈관의 경우 까다롭습니다. 그러나 제시된 기술을 숙달하면 저비용 솔루션으로서 높은 반복성을 제공하므로 매우 큰 표본 크기의 연구를 실용적으로 수행할 수 있습니다.

서론

지렁이는 이전 과학적 응용 분야에서 중요한 생물 지표 및 생물학적 분석으로 사용되었습니다 1,2,3,4,5,6; 토양 내 살생물제(살충제) 및 생태독성학적 부작용 ^7,8,9,10과 같은 현장 및 생물 축적 연구를 위해 육상 환경에서 유해하고 독성 폐기물로 인한 생물학적 위험을 평가하는 데 이상적인 유기체입니다. 또한, 생물탐사로 인해, 지렁이는 섬유소 용해, 항응고제, 항균 및 항암 분자의 대체 공급원입니다^11,12; 1991년 한 연구팀이 지렁이 피부....