방법 논문

재생 의학 연구를 위한 수생 동물 모델

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DOI:

10.3791/64946

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2023년 1월 20일

이 논문에서

초록

논의 된 기사 :

Shimizu, Y., Kawasaki, T. 재생 능력의 비교 분석을 위해 제브라피시와 메다카를 사용한 성인 시신경의 찔린 상처 부상 모델. 시각화 실험 저널(Journal of Visualized Experiments). (180), e63166 (2022).

Burris, B., Jensen, N., Mokalled, M. H. 성인 제브라피쉬의 수영 지구력 및 수영 행동 평가. 시각화 실험 저널(Journal of Visualized Experiments). (177), e63240 (2021).

El-Daher, F. et al. 제브라피시 유충의 척수 재생을 연구하기 위한 제어 반자동 레이저 유발 부상. 시각화 실험 저널(Journal of Visualized Experiments). (177), e63259 (2021).

Slater, P. G., Larraín, J. xenopus laevis 올챙이의 척수 절편. 시각화 실험 저널(Journal of Visualized Experiments). (178), e63276 (2021).

사설

재생은 질병이나 외상성 사건으로 인해 손상된 장기, 조직 및 세포를 복원할 수 있는 흥미롭고 매혹적인 생물학적 과정입니다 1,2,3. 이러한 사건 이후 손상된 장기의 이식이 환자의 유일한 구원입니다 4,5. 그럼에도 불구하고 장기 기증의 수명이 짧고 효과가 다르기 때문에(예: 통증, 감염, 출혈 및 혈전) 재생 접근법은 이러한 환자의 생명을 구할 수 있는 잠재적인 대안이 될 수 있습니다. 더욱이, 지난 10년 동안 여러 모델 유기체(예: 제브라피쉬, 메다카, 제노푸스와 같은 수생 동물 6,7,8,9,10,11,12)가 외상성 손상 사건 후 재생 과정을 연구하는 데 사용되었습니다. 이 컬렉션의 목표는 수생 동물의 장기 또는 조직 손상에 대한 표준화된 프로토콜을 보여주고 재생 의학에서 이러한 모델 동물을 사용하여 얻을 수 있는 엄청난 이점을 입증하는 것입니다.

뇌 재생을 연구하기 위해 Shimizu et al.13 은 메다카와 제브라피쉬를 비교하는 흥미로운 뇌 손상 모델을 제안합니다. 저자는 신경성 줄기 세포 틈새에서 세포 운명을 조사하기 위해 바늘을 사용하여 성체 물고기의 뇌에 손상을 유도하는 방법을 설명했습니다. 세부적으로 저자는 뇌의 특정 영역(시신경 질두)에 바늘을 수동으로 삽입하고 물고기 뇌를 제거하고 고정했습니다. 뇌를 절편하고(극저온 조절기 사용) 이 절편을 사용하여 특정 마커(증식성 또는 분화성)를 검출했습니다. 저자가 설명한 접근 방식은 메다카와 제브라피쉬라는 두 가지 다른 경골 물고기에서 결과를 산출했습니다.

척수 재생을 위해 Burris et al.14 는 손상되지 않은 제브라피쉬의 행동과 척수 병변 사건 이후의 제브라피쉬의 행동을 평가하기 위한 원래 프로토콜을 설명합니다. 저자는 척추 손상이 있는 물고기의 수영 능력이 크게 감소하는 것을 관찰했습니다. 흥미롭게도 이 물고기는 병변 후 최소 2주 후에 점차적으로 수영 능력 기능을 회복했습니다. 제브라피쉬 모델을 사용한 척수 재생 연구에 기여한 El-Daher et al.15 의 프로토콜을 통해 척추 손상을 더 정확하게 수행할 수 있었습니다. 저자는 레이저를 사용하여 특정 병변을 유도했습니다. 이 방법은 동물과 실험의 수를 늘릴 수 있다는 점에서 수동 접근 방식과 달랐습니다.

경골 물고기 및 기타 수생 동물은 척수 손상 후 재생될 수 있으므로 Slater et al.16 은 개구리 동물 모델(xenopus)에서 척수를 절단하는 프로토콜을 자세히 설명합니다. 저자는 또한 수술 중 이 동물 모델을 관리하는 방법, 수술 후 관리를 제공하는 방법 및 기능 테스트를 수행하는 방법에 대한 단계를 포함합니다. 이러한 비포유류 동물 모델에서 조직 재생, 특히 뇌와 척수를 지배하는 분자 메커니즘을 해부하려는 지속적인 노력은 여러 질병 치료를 위한 새로운 전략을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.

공개 사항

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감사의 글

저자는 감사의 말을 전하지 않습니다.

참고문헌

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  3. Shimizu, T. Tissue & organ engineering for regenerative therapy. Arerugi. 66 (1), 32-35 (2017).
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  9. Watanabe, N., et al. Kidney regeneration through nephron neogenesis in medaka. Development, Growth & Differentiation. 51 (2), 135-143 (2009).
  10. Sekimizu, K., Tagawa, M., Takeda, H. Defective fin regeneration in medaka fish (Oryzias latipes) with hypothyroidism. Zoological Science. 24 (7), 693-699 (2007).
  11. Phipps, L. S., Marshall, L., Dorey, K., Amaya, E. Model systems for regeneration: Xenopus. Development. 147 (6), (2020).
  12. Slater, P. G., Palacios, M., Larrain, J. Xenopus, a model to study wound healing and regeneration: Experimental approaches. Cold Spring Harbor Protocols. 2021 (8), (2021).
  13. Shimizu, Y., Kawasaki, T. Stab wound injury model of the adult optic tectum using zebrafish and medaka for the comparative analysis of regenerative capacity. Journal of Visualized Experiments. (180), e63166(2022).
  14. Burris, B., Jensen, N., Mokalled, M. H. Assessment of swim endurance and swim behavior in adult zebrafish. Journal of Visualized Experiments. (177), e63240(2021).
  15. JoVE. Erratum:Controlled semi-automated laser-induced injuries for studying spinal cord regeneration in zebrafish larvae. Journal of Visualized Experiments. (182), e6497(2022).
  16. Slater, P. G., Larrain, J. Spinal cord transection In xenopus laevis tadpoles. Journal of Visualized Experiments. (178), e63276(2021).

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