이 프로토콜은 연구자가 수정된 Longa 외부 경동맥 방법을 사용하여 마우스에서 중뇌동맥 폐색 절차를 수행할 수 있는 단계별 가이드를 제공합니다. 이 기사에 제시된 수정 사항은 중뇌동맥 폐색의 정확도를 높이고 완전한 재관류를 보장하는 것을 목표로 합니다.
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방법 논문
이 프로토콜은 연구자가 수정된 Longa 외부 경동맥 방법을 사용하여 마우스에서 중뇌동맥 폐색 절차를 수행할 수 있는 단계별 가이드를 제공합니다. 이 기사에 제시된 수정 사항은 중뇌동맥 폐색의 정확도를 높이고 완전한 재관류를 보장하는 것을 목표로 합니다.
중뇌동맥 폐색 모델은 허혈성 뇌졸중을 연구하기 위한 주요 동물 모델입니다. 30년 넘게 연구에 사용되어 왔음에도 불구하고 표준화는 여전히 불충분하다. 주로 쥐와 생쥐를 대상으로 실시되는 이 시술은 생쥐의 더 작고 연약한 특성으로 인해 어려움을 겪습니다. Koizumi 총경동맥법과 달리 Longa 외부 경동맥은 허혈 후 완전한 재관류를 보장하는 유일한 내강 내 필라멘트 스트로크 모델입니다. 이 측면은 재관류 현상을 조사하는 연구에서 매우 중요합니다. 이 기사에서 설명한 외과적 수정은 허혈기 전체와 재관류 시작 후에도 총경동맥에서 지속적인 혈류를 보장합니다. 이러한 수정의 목표는 허혈 기간 동안 중뇌 동맥에 근접한 가지에서 관류를 중단하지 않고 유지하여 중뇌동맥을 선택적으로 폐색하는 것입니다. 또한, 재관류의 시작은 갑작스럽고 정밀하게 제어할 수 있으므로 인간 의학에서 혈관 내 혈전제거술을 보다 정확하게 모델링할 수 있습니다. 이 포괄적인 비디오 기사를 제공하는 우리의 목표는 새로운 외과 의사의 교육을 용이하게 하고 과학계 내에서 수술 절차의 표준화를 촉진하는 것입니다.
뇌졸중은 사망 원인 2위, 사망 및 장애를 합친 3차 주요 사망 원인1. 뇌졸중은 그 원인에 따라 허혈성 또는 출혈성일 수 있으며, 허혈성 뇌졸중은 임상에서 훨씬 더 흔합니다. 허혈성 뇌졸중은 뇌 조직에 혈액을 공급하는 동맥이 막혀 허혈, 세포 사멸 및 염증을 유발합니다. 혈전용해술과 기계적 혈전제거술과 같은 재관류 요법이 등장한 이래로 뇌졸중 치료에 큰 진전이 이루어졌습니다. 그러나 모든 재관류 요법은 흔히 재관류 손상(reperfusion injury)이라고 하는 것을 일으켜 환자의 상태를 악화시킬 위험이 있다2. 재관류 손상의 정확한 메커니즘은 아직 불분명하며, 잠재적인 원인과 예방 조치를 식별하는 것은 전임상 연구에 달려 있습니다. 이를 위해 허혈성 뇌졸중 후 재관류 손상에 대한 적절한 동물 모델을 개발하는 것이 중요합니다.
중뇌동맥폐색(MCAO)은 허혈성 뇌졸중을 연구하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 동물 모델입니다. 그것은 주로 설치류에서 수행되며 지금까지 과학 문헌에 설명 된 많은 다른 변이체를 가지고 있습니다 3,4. 총경동맥(CCA) 및 외경동맥(ECA) 변형으로 알려진 두 가지 주요 유형인 Koizumi와 Longa는 필라멘트 삽입을 위한 동맥 절제술 부위에 따라 기술적으로 다릅니다 5,6. 최근 논문에서 혈관 관류의 생체 내 모니터링을 통해 Longa 방법만이 진정으로 뇌 허혈/재관류 모델로 간주될 수 있음을 보여주었습니다7. 이 시술은 필라멘트를 ECA에 삽입하고, ICA를 통해 진행하고, 뇌 조직 허혈을 유발하기 위해 중뇌동맥(MCA)의 분기점에 고정하는 것을 포함합니다. 미리 결정된 허혈 기간이 지난 후 필라멘트를 빼면 재관류가 허용되어 일시적인 뇌 허혈을 시뮬레이션합니다. 뇌졸중 발병 후 연구에 사용되는 주요 결과 변수는 대부분 경색 병변의 부피이며, 이는 생체 외 조직학 또는 생체 내 뇌 스캔을 사용하여 측정할 수 있습니다. MCAO 모델의 과제는 변이체 간(inter-variant), 작업자 간(inter-operator), 피험자 간(inter-subject) 차이로 인한 낮은 재현성이며, 후자는 전임상 뇌졸중 연구에서 상당한 제한을 제기한다4.
더욱이, 설치류에서 MCAO를 따르는 경색 영역은 설치류의 뇌 크기에 비해 방대합니다. 또한, 뇌의 해마 후방 영역은 MCA가 아닌 후뇌동맥(PCA)의 혈류에 주로 의존함에도 불구하고 종종 경색 용적에 모집된다8. 문헌에 기술된 Koizumi 및 Longa 방법에서와 같이, CCA는 마우스에서 Willis 서클의 불완전한 개통성으로 인해 허혈 기간 동안 결찰 상태로 유지되어 의도한 것보다 훨씬 더 넓은 영역에서 허혈 유도를 유도합니다 5,6,9. 허혈 기간 후에 CCA를 다시 열거나 수리하는 방법에서도, 통상적인 30-60분의 허혈은 비-MCA 영역에서 돌이킬 수 없는 조직 손상을 초래한다(10). 또한, 예상과 달리 이전 연구에서는 필라멘트의 실리콘 코팅 길이가 병변 크기11에 영향을 미치지 않는다는 것을 보여주었습니다. 그러나 필라멘트의 실리콘 코팅 길이 선택은 교합 기간 동안 결찰된 CCA가 있는 모델에서만 다루어졌습니다.
이 방법의 목표는 마우스에서 Longa MCAO 방법을 수정하여 허혈 기간 동안 CCA에서 중단 없는 혈류를 가능하게 하여 MCAO의 선택성을 높이고 시술 후 경색 부위의 완전한 재관류를 보장하는 것이었습니다. 이러한 수정은 사망률을 낮추고 피험자 간 분산을 줄임으로써 마우스의 허혈 재관류 손상을 연구하는 종단 연구에 큰 도움이 될 것입니다.
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모든 동물 취급 및 절차는 자그레브 대학교 의과대학의 윤리 허가 위원회와 크로아티아 공화국 농업부의 과학적 목적으로 사용되는 동물 보호를 위한 윤리 위원회의 승인을 받았습니다. 실험 절차는 크로아티아 동물보호법(NN 102/17, 32/19), 동물보호법 개정안(NN 37/13) 및 과학적 목적으로 사용되는 동물 보호에 관한 지침(NN 55/13)에 따라 수행되었으며, 이는 실험 동물의 관리 및 사용에 대한 유럽 지침(지침 2010/63/EU)에 부합합니다.
1. 동물 및 수술 부위의 준비
2. 허혈유도 수술

그림 1: 익상편구개 동맥 분기점을 지나는 중뇌동맥 폐색 필라멘트 전진의 그림. 적절한 필라멘트 전진(왼쪽)은 MCAO 필라멘트가 ICA의 측벽에 대해 뒤로 물러나고 PPA 분기 지점에서 멀어지도록 구부러지는 방식으로 방향을 지정함으로써 달성됩니다. 그렇게 하지 않으면(오른쪽) 필라멘트가 PPA에 들어가 뇌졸중을 일으키지 않을 수 있습니다. 후자의 경우 필라멘트는 필요한 만큼 전진할 수 없으며 외과의는 필라멘트의 끝이 ICA 분기점에서 보일 때까지 필라멘트를 빼내고 필라멘트를 다시 전진시키기 시작해야 합니다. 녹색의 동맥은 후방 소통 동맥(PcomA)을 나타내며, 대부분 마우스에서 특허가 없습니다. BioRender.com 로 만들어졌습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
3. 허혈 기간
4. 필라멘트 철수 수술
5. 수술 후 관리
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수술 중 또는 수술 후 MRI 스캔, 특히 관류 가중 영상(PWI) 및/또는 확산 가중 영상(DWI) 스캔(그림 2)은 성공적인 시술의 결정적인 증거를 제공할 수 있습니다. 수술 중 PWI는 동측 MCA 영역에서 심각한 허혈을 보여 필라멘트 배치가 완전한 폐색을 초래했음을 확인합니다. 성공적인 시술의 수술 후 PWI는 병변 중심부에서 과관류를 표시하고 MCA 영역 경계에서 어느 정도의 재관류를 표시합니다. 수술 중 DWI 병변은 수술 중 PWI에서 관찰된 허혈 영역에 해당합니다. 수술 후 DWI 병변은 허혈성 병변의 중심부로 수축을 나타내며 병변의 겉보기 확산 계수가 현저히 감소하여 수술 중 DWI 병변 및 주변의 재관류된 뇌 조직보다 더 어둡게 만듭니다. 표준 T2 해부학적 스캔은 수술 중 및 수술 후 모두에서 필라멘트로 인한 출혈이 발생하지 않는 한 일반적으로 주목할 만한 것을 보여주지 않습니다
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MCAO는 작업자에게 매우 까다로운 절차이며 동물에게는 쇠약해지는 절차입니다. 이러한 이유로, 연구자들은 뇌졸중의 중증도를 최소화하고, 절차적 실패를 줄이며, 시술 후 동물의 복지를 개선하는 표준 수술 절차를 갖추는 것이 가장 중요합니다. 이 MCAO 프로토콜은 마우스에서 이 절차를 수행할 때 고려해야 할 몇 가지 주요 측면을 강조합니다.
MCAO 필라멘트의 선택은 유도된 뇌졸중 병변의 크기와 위치에 영향을 미치므로 이 절차에서 중요한 단계입니다11. Doccol이 개척한 것과 같은 실리콘 코팅 필라멘트는 필라멘트로 인한 출혈의 발생률을 낮추는 데 큰 도약을 이루었습니다12. 그러나 실리콘 코팅 필라멘트는 크기와 길이가 매우 다양하기 때문에 새로운 연구자가 실험 동물의 MCAO에 적합한 필라멘트를 선택하는 데 어려움이 있습니다. 필라...
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저자는 공개할 이해 상충이 없습니다. 저자는 이 저작물에 언급된 상업적 이름 및 상표와 관련이 없습니다.
이 연구는 크로아티아 과학 재단 프로젝트 BRADISCHEMIA (UIP-2017-05-8082)의 자금 지원을 받았습니다. GA KK01.1.1.01.0007 보조금 계약 번호에 따라 유럽 지역 개발 기금을 통해 유럽 연합이 자금을 지원하고, 유럽 지역 개발 기금을 통해 유럽 연합이 자금을 지원합니다. KK.01.1.1.07.0071, 프로젝트 "SineMozak. 박사 과정 학생인 로크 이스터(Rok Ister)와 마르타 퐁락(Marta Pongrac)의 연구는 유럽연합(European Union)이 유럽사회기금(European Social Fund)으로부터 자금을 지원받는 크로아티아 과학재단(Croatian Science Foundation)의 "젊은 연구자 경력 개발 프로젝트 - 박사과정 학생 교육"의 전폭적인 지원을 받았습니다. 수술 과정은 일반 카메라 마운트를 사용하여 수술용 현미경에 장착된 Android 스마트폰을 사용하여 촬영되었습니다. 비디오 자료를 편집하고 Wondershare Filmora 비디오 편집기를 사용하여 음성 해설을 녹음했습니다.
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