본 프로토콜은 동맥 혈전증을 유도하기 위해 FeCl3 매개 손상을 사용하는 방법, 및 전자 현미경 분석을 위해 혈전증의 다양한 단계에서 동맥 손상 샘플을 수집하고 준비하는 방법을 설명합니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
방법 논문
* These authors contributed equally
본 프로토콜은 동맥 혈전증을 유도하기 위해 FeCl3 매개 손상을 사용하는 방법, 및 전자 현미경 분석을 위해 혈전증의 다양한 단계에서 동맥 손상 샘플을 수집하고 준비하는 방법을 설명합니다.
심혈관 질환은 전 세계적으로 사망률과 이환율의 주요 원인입니다. 비정상적인 혈전증은 당뇨병 및 비만과 같은 전신 질환과 죽상동맥경화증, 암 및 자가면역 질환과 같은 만성 염증성 질환의 일반적인 특징입니다. 혈관 손상 시 일반적으로 응고계, 혈소판 및 내피가 조율된 방식으로 작용하여 손상 부위에 혈전을 형성하여 출혈을 예방합니다. 이 과정의 이상은 과도한 출혈 또는 조절되지 않는 혈전증/불충분한 항혈전 활성으로 이어져 혈관 폐색 및 후유증으로 이어집니다. FeCl3 유도 경동맥 손상 모델은 생체 내에서 혈전증이 어떻게 시작되고 진행되는지 조사하는 데 유용한 도구입니다. 이 모델은 손상 부위의 내피 손상/탈락 및 후속 혈전 형성을 포함합니다. 다양한 정도의 혈관 손상에 대한 반응으로 혈관 손상 및 혈전 형성을 모니터링하기 위해 매우 민감한 정량적 분석을 제공합니다. 일단 최적화되면, 이 표준 기술은 혈전증의 기저에 있는 분자 메커니즘과 성장하는 혈전에서 혈소판의 미세구조적 변화를 연구하는 데 사용될 수 있습니다. 이 분석은 또한 항혈전제 및 항혈소판제의 효능을 연구하는 데 유용합니다. 이 기사에서는 FeCl3 유도 동맥 혈전증을 시작하고 모니터링하는 방법과 전자 현미경으로 분석할 샘플을 수집하는 방법을 설명합니다.
혈전증은 혈관을 부분적으로 또는 완전히 차단하여 혈액의 자연스러운 흐름을 방해하는 혈전의 형성입니다. 이것은 허혈성 심장 질환 및 뇌졸중과 같은 심각하고 치명적인 심혈관 사건으로 이어집니다. 심혈관 질환은 이환율과 사망률의 주요 원인이며 전 세계적으로 4명 중 1명이 사망합니다 1,2,3. 혈전증은 혈관계 기능 장애로 나타나지만 기저 미생물 또는 바이러스 감염, 면역 장애, 악성 종양 또는 대사 상태의 결과일 수 있습니다. 혈액의 흐름은 혈관 내피 세포, 적혈구/백혈구, 혈소판, 응고인자 등 혈관계의 다양한 구성 요소들 간의 복잡한 상호작용에 의해 유지된다4. 혈관 손상 시, 혈소판은 내피하 기질의 접착 단백질과 상호작용하여 과립 내용물을 방출하여 더 많은 혈소판을 모집한다5. 동시에 응고 캐스케이드가 활성화되어 피브린 형성 및 침착을 유발합니다. 궁극적으로, 혈소판과 적혈구가 피브린 메쉬(fibrin mesh) 내에 갇혀있는 혈전이 형성된다 6. 혈전증을 조절하기 위해 항혈소판제 및 항응고제를 사용할 수 있지만 가짜 출혈은 이러한 요법의 주요 관심사로 남아 있으며 이러한 약물의 복용량과 조합을 미세 조정해야 합니다. 따라서, 새로운 항혈전제를 발견하는 것이 여전히 시급하다7.
혈전증은 기계적 손상(혈관 결찰), 열적 손상(레이저 손상) 및 화학적 손상(FeCl3/로즈 벵골 적용)과 같은 여러 가지 방법을 사용하여 연구됩니다. 혈전증의 성격은 부상의 위치(동맥 대 정맥), 방법 또는 정도에 따라 다릅니다. 이러한 모든 유형 중에서 FeCl3 유발 혈관 손상이 가장 널리 사용되는 방법입니다. 생쥐, 쥐, 토끼, 기니피그 및 개 8,9,10,11,12에 사용되었습니다. 이 방법은 비교적 간단하고 사용하기 쉬우며 주요 매개변수가 표준화되면 다양한 혈관계(예: 동맥[경동맥 및 대퇴골], 정맥[경정맥] 및 세동맥[크레마스터 및 장간막])에서 민감하고 재현 가능합니다(보충 표 1).
이 모델은 또한 혈전 형성의 역학과 형태에 대한 이해를 높이는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술은 다양한 유속 지점에서 혈전증을 멈추고 폐색되기 전에 공정의 중간 단계를 연구할 수 있는 이점을 제공합니다. 혈전증 연구의 최근 발전은 이 모델을 사용하여 혈전용해의 비약리학적 방법13 또는 항혈전 및/또는 섬유소 용해제의 비침습적 전달에 주의를 집중시켰다14,15. 몇몇 연구진은 혈소판막이 이러한 치료제로 코팅될 때, 혈전을 표적으로 하는 열 자극에 의해 약물이 활성화될 수 있음을 보여주었다16. 여기에 설명된 기술은 단일 혈소판 수준에서 결과를 검증하는 것과 같은 연구에 유용할 수 있습니다. 이 원고에서 프로토콜 1은 기본적인 FeCl3 매개 혈관 손상 절차를 설명하는 반면, 프로토콜 2는 전자 현미경에 의한 추가 분석을 위해 혈관 손상 샘플을 수집하고 고정하는 방법을 설명합니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
여기에서 논의된 모든 실험은 켄터키 대학의 IACUC(Institutional Animal Care and Use Committee)에서 검토하고 승인했습니다.
참고: 수술 기구는 그림 1 과 재료 표에 나와 있습니다. C57BL/6J 마우스, 8-10주령, 수컷/암컷 또는 관련 유전자 조작(Knockout 또는 Knockin) 균주를 사용했습니다.
1. FeCl3 유발 경동맥 손상
2. FeCl3 유발 손상 후 직렬 블록 표면 주사 전자 현미경(SBF-SEM) 연구를 위한 샘플 수집 및 준비
참고: 제시된 EM 프로토콜은 s에 적합합니다.ampSBF-SEM을 위한 준비. 이 이미징 기술은 혈전에서 혈소판의 3차원 구조를 연구하는 전례 없는 능력을 제공합니다. 이 기술을 사용하면 샘플이 일련의 순차적 블록 SEM 이미지로 시각화되며, 샘플을 진행하면서 생성됩니다. 이 준비의 요점은 다음과 같습니다 : 1) 샘플은 미리 임베딩 된 중금속으로 염색되어야합니다. 2) 플라스틱 내장 샘플은 SEM 내에 장착하기 위해 적절하게 트리밍되어야 합니다(트리밍된 샘플의 시각적 내용은 그림 6 참조). SEM 내에서는 포매 후 염색이 불가능합니다. EM 분석을 위해 FeCl3 유발 혈관 손상에서 샘플을 수집할 때 수술을 수행하는 동안 다음과 같은 변경이 필요합니다. 제시된 FeCl3 수술 프로토콜의 수정은 모든 형태의 전자 현미경에도 적용할 수 있습니다. 마취 상태와 절개 및 경동맥 노출 단계는 프로토콜 1과 동일합니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
데이터는 일반적으로 폐색까지의 시간 또는 완전 폐색 혈전을 형성하는 데 필요한 시간으로 표시됩니다. 이러한 데이터는 Kaplan-Meier 생존 곡선(그림 4A)19, 혈류 중단 또는 실험 종료 시점의 최종 혈류를 보여주는 막대가 있는 도트 플롯(그림 4B) 또는 선 그래프(그림 4C)로 표시할 수 있습니다. 이 기술을 사용하여 혈전 안정성을 연구 할 수 있습니다. 대부분의 경우 FeCl3 손상 시 혈전이 점진적으로 형성되고 성장함에 따라 혈류가 점진적으로 감소하여 혈관이 완전히 폐색되면 0에 도달합니다. 어떤 경우에는 몇 분 동안 점진적으로 감소한 후 혈류가 갑자기 증가합니다. 이것은 성장하는 혈전의 부분적인 탈락으로 해석되며 색전술 사건으로 간주될 수 있습니다(그림 4...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
혈전증을 유도하기 위해 맥관 구조에 FeCl3 를 국소 적용하는 것은 널리 사용되는 기술이며 다양한 혈소판 수용체, 리간드 신호 전달 경로 및 그 억제제20,21,22,23에 대한 역할을 확립하는 데 도움이되었습니다. FeCl3 가 혈전증을 일으키는 메커니즘은 다각적입니다. 이전에는 내피 탈락이 혈전증의 원인으로 간주되었지만 최근 몇 년 동안 여러 보고서에서 이 과정에서 적혈구와 혈장 단백질의 역할을 제안했습니다24,25,26,27.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
저자는 이 연구와 관련된 이해 상충이 없습니다.
ORCID 프로필 : SJ : 0000-0001-6925-2116; SWW: 00000-0001-5577-0473.
저자는 이 원고를 주의 깊게 정독한 Whiteheart Laboratory 회원들에게 감사를 표합니다. 이 작업은 NIH, NHLBI(HL56652, HL138179 및 HL150818)의 보조금과 SWW에 대한 재향 군인회 공로상, BS에 R01 HL 155519, RDL에 대한 NIBIB 교내 프로그램 보조금으로 지원되었습니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.9% 식염수 | 피셔 사이언티픽 | BP358-212 | NaCl은 0.9% 식염수 용액을 만드는 데 사용됩니다. |
| 1 mL 주사기 | Becton, Dickinson and Company | ||
| 309659 190 프루프 에탄올 | 콥텍 | V1101 | 수술을 위해 마우스를 준비하는 데 사용할 70% 에탄올 용액을 만드는 데 사용됩니다 |
| 2,2,2 Tribromoethanol | Sigma Aldrich | 48402 | |
| 25 야드 블랙 브레이디드 실크 봉합사 (5-0) | DEKNATEL | 136082-1204 | |
| 26G x 3/8 바늘 | Becton, Dickinson and Company | 305110 | |
| 2-메틸-2-부탄올 | 시그마 알드리치 | 240486 | |
| 7.5 mL 전사 피펫, 3 mL | Globe Scientific Inc. | 135010 | |
| 알코올 준비 패드 (70% 이소프로필 알코올) | Medline | MDS090735 | |
| Araldite GY 502 | 전자 현미경 서비스 | 10900 | |
| 세포 배양 접시 35mm x 10mm | 코닝 주식회사 | ||
| 컴팩트 스케일 | 워드의 과학 | 470314-390 | |
| 해부 가위, 12.5 cm 길이의 | 세계 정밀 기기 | 15922-G | |
| DMP-30 활성화제 | 전자 현미경 서비스 | 13600 | |
| Dodenyl 숙신산 무수물/DDSA | 전자 현미경 서비스 | 13700 | |
| 강아지 똥 가방/동물 사체 처리 가방 | Crown Products | PP-RB-200 | |
| 도플러 플로우프로브 | 천음속 시스템 Inc. | MA0.5PSB | |
| EMBED 812 레진 | 전자 현미경 서비스 | 14900 | |
| 에틸 알코올, 무수 200 proof | 전자 현미경 서비스 | 15055 | |
| 아이 드레싱 펜치, 4" 풀 커브드, 표준, 0.8mm 넓은 팁 | Integra Miltex | 18-784 | |
| 필터 페이퍼 | VWR | 28310-106 | |
| 세밀한 가위 - 날카롭고 둔탁한 | 세밀한 과학 도구 | 14028-10 | |
| 핑거 루프 귀 펀치 | 고급 과학 도구 | 24212-01 | |
| 거즈 스폰지 2" x 2" – 12 Ply | Dukal Corporation | 2128 | |
| 글루타르알데히드(10% 용액) | 전자 현미경 서비스 | 16120 | |
| Integra Miltex 탄소강 수술용 칼날 #10 | Integra® 밀텍스® | 4110 | |
| 철(III) 염화물 | SIGMA-ALDRICH | 157740-100G | |
| 나이프 핸들 Miltex® 초미세 스테인리스 스틸 사이즈 3 | Integra Lifesciences | 157510 | |
| L-아스파르트산 | 시그마 어부 | A93100 | |
| L-아스파르트산 | 피셔 사이언티픽 | BP374-100 | |
| 질산납 | 피셔 사이언티픽 | L-62 | |
| LEICA S8AP0 현미경 | LEICA | 더 이상 사용할 수 없음 | 회사에서 더 이상 사용할 수 없음 |
| LEICA S8AP0 현미경 스탠드 | LEICA | 10447255 | 더 이상 회사에서 사용할 수 없습니다. |
| VWR | 82003-822 | ||
| 마이크로 해부 펜치; 1x2 이빨, 전체 곡선; 0.8 mm 팁 너비; 4" 길이 | Roboz 수술 기구 회사 | RS-5157 | |
| 오스뮴 테트록사이드 4% 수용액 | 전자 현미경 서비스 | 19150 | |
| 파라포름알데히드(16% 용액) | 전자 현미경 서비스 | 15710 | |
| 포타슘 페리시아나이드 | SIGMA-ALDRICH | P-8131 | |
| 프로필렌 옥사이드, ACS 시약 | 전자 현미경 서비스 | 20401 | |
| Rainin Classic 피펫 PR-10 | Rainin | 17008649 | |
| 연구용 유량계 | 천음속 시스템 Inc. | T402B01481 | 모델: T402 |
| 스카치 매직 인비저블 테이프, 3/4" x 1000", 클리어 | 스카치 | ||
| 작은 동물 가열 패드 | K & H 제조 Inc. | 모델: HM10 | |
| 나트륨 카코딜레이트 버퍼 0.2M, pH7.4 | 전자 현미경 서비스 | 11623 | |
| 멸균 면 팁 애플리케이터 | 청교도 의료 제품 | 25-806 1WC | |
| 스테로마스터 조명기 | 피셔 사이언티픽 | 12-562-21 | 더 이상 회사에서 사용할 수 없음 |
| Surgical Dumont #7 Forceps | 고급 과학 도구 | 11271-30 | |
| Thiocarbohydrazide (TCH) | SIGMA-ALDRICH | 88535 | |
| Universal Low Retention Pipet Tip Reloading (0.1-10 µ L) | VWR | 76323-394 | |
| 우라닐 아세테이 | 전자 현미경 서비스 | 22400 | |
| Veet 젤 크림 헤어 리무버 | Reckitt Benckiser | 3116875 | |
| 화이트 안티스태틱 육각형 무게 보트, 중간, 64 x 15 x 19 mm | Fisher Scientific | S38975 | |
| DATAQ Instruments, Inc. | 용 WinDAQ/100 소프트웨어 | 버전 3.38 | 무료로 다운로드할 수 있습니다. https://www.dataq.com/products/windaq/ |
| 자이스 액시오캠 Icc 1 | 자이스 | 57615 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.