이 논문은 질병에 대한 병태생리학 및 잠재적 치료 전략을 조사하는 것을 목표로 하는 자가면역 근육 특이적 키나아제(MuSK) 중증 근무력증의 실험적 마우스 모델에 대한 포괄적인 프로토콜을 제시합니다.
방법 논문
이 논문은 질병에 대한 병태생리학 및 잠재적 치료 전략을 조사하는 것을 목표로 하는 자가면역 근육 특이적 키나아제(MuSK) 중증 근무력증의 실험적 마우스 모델에 대한 포괄적인 프로토콜을 제시합니다.
중증 근무력증(MG)은 신경근 접합부에 영향을 미치는 자가면역 질환입니다. 대부분의 MG 환자는 아세틸콜린 수용체(AChR)에 대한 자가항체를 생성하지만, 일부 환자는 근육 특이적 키나아제(MuSK)를 표적으로 하는 자가항체를 보입니다. MuSK MG는 심각한 근육 약화, 치료 저항성 임상 증상 및 종종 기계적 환기가 필요한 중증 근무력증 위기가 특징입니다. 결과적으로, 환자들은 면역억제제를 장기간 사용해야 하는 경우가 많으며, 이는 장기적인 부작용과 관련이 있습니다. MuSK-MG의 중증도와 희귀성을 감안할 때, 실험용 동물 모델을 개발하는 것은 새로운 치료 방식을 발전시키고 근본적인 병태생리학적 메커니즘에 대한 심층적인 이해를 위해 매우 중요합니다. 실험적 자가면역 중증 근무력증(EAMG)은 MuSK-MG의 동물 모델 역할을 하며, 인간 MG의 임상 및 면역학적 특징을 효과적이지만 부분적으로 모방합니다. 자가면역 동물 모델의 유도는 능동적 또는 수동적 면역을 통해 달성할 수 있습니다. 본원에 제시된 실험 프로토콜에서, 적극적 면역은 열사된 Mycobacterium tuberculosis와 함께 완전한 Freund's adjuvant에서 유화된 human MuSK의 정제된 세포외 도메인을 피하투여함으로써 채택되었다. 4개 접종소에서 면역 접종을 실시한 후 28일째 되는 날에 MuSK의 부스터 주사를 맞았습니다. M. tuberculosis에 대한 이 보조제는 TLR4를 통해 면역 체계를 활성화하고 투여된 항원의 향상된 식균작용을 가능하게 합니다. 이 기사는 처음부터 결론까지 MuSK-EAMG의 개발 및 특성화에 대해 포괄적으로 자세히 설명합니다.
중증 근무력증(MG)은 T 세포 의존성, 항체 매개 메커니즘을 통해 발생하는 자가면역 질환입니다. 주로 환자의 80%-85%에서 신경근 접합부(NMJ)의 시냅스후 막에 있는 니코틴성 아세틸콜린 수용체(AChR)에 대한 항체에 의해 발생하며, 약 5%의 환자에서 근육 특이적 키나아제(MuSK)에 대한 항체 및 기타 NMJ 단백질에 의해 발생합니다. MG는 자가면역 질환의 원형이자 시냅스후 기능을 이해하기 위한 모델이 되었습니다1. 자가면역질환의 동물모델은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, (1) 동물이 자연적으로 자가면역질환을 발병시키는 자발적 모델(Spontaneous model)과 (2) 자가면역질환을 인위적으로 모방하고 복제하는 유도 모델(Induced model)이다. 중증 근무력증(MG)에 대한 연구는 능동적 면역과 수동적 면역 모두 질병을 유발할 수 있음을 입증했으며, 이는 항체 매개 질환에 대한 이해에 크게 기여했습니다2.
수동적 전달은 자가항체 매개 질환의 급성 효과를 평가하는 매우 효과적인 방법이며 MG에서 환자 유래 항체를 연구하는 데 널리 사용되어 왔습니다. 이 접근법은 질병의 기저에 있는 면역학적 요인에 대한 이해를 넓히는 데 도움이 되었습니다. 예를 들어, 수동적 전이 연구는 AChR 클러스터 감소에 대한 anti-MuSK IgG4의 병원성 영향을 보여주었습니다3. 그러나 인간과 설치류 IgG 및 면역 체계 간의 기능적 차이, 림프 조직에서 발생하는 항 MuSK 자가면역의 초기 활성화 메커니즘을 모방하기에는 수동 전달 모델의 불충분성과 같은 수동 전달 모델에는 몇 가지 한계가 있습니다.
반면에, 면역 연구의 잠재적인 한계는 서로 다른 마우스 균주 간의 면역유전학적 다양성입니다4. 예를 들어, C57BL/6 (B6) 마우스는 AChR에 의한 적극적 면역에 취약한 반면, AKR/J 마우스는 내성이 있습니다. 따라서 EAMG 동물모델을 만들 때 질병을 정확하게 반영하기 위해 동물 종, 면역 방법 및 프로토콜 내용을 올바르게 선택하는 것이 중요합니다5.
또한 표적 항원을 전체 단백질로 사용하면 종종 높은 항체 역가가 생성됩니다. 그러나 모든 항체가 마우스 항원과 교차 반응하거나 질병을 유발하는 항원결정기를 생성할 수 있는 것은 아닙니다. 따라서 적극적 면역 모델이 항상 인간 병리학을 정확하게 반영하는 것은 아닙니다. 그럼에도 불구하고 적절한 임상 및 생리학적 표현형을 성공적으로 생성하면 이러한 모델은 실험 요법을 테스트하기 위한 장기적인 플랫폼을 제공합니다.
임상 연구는 MuSK-MG에 대한 다양한 질병 메커니즘 및 치료 요구 사항을 나타내며, 이 MG 아형 4,5,6의 특정 병원성 특징에 대한 추가 식별의 필요성을 강조합니다. 이전의 능동 면역 기반 MuSK EAMG 연구는 MuSK 자가면역에서 Th2 유형 면역 및 항 마우스 IgG1의 우세한 관여를 보여주었으며 인간 MuSK MG 7,8,9에 대한 여러 가지 잠재적 치료 방식(예: 테리플루노마이드, 중간엽 줄기세포, FCRLB shRNA)을 확인했습니다. 이는 새로운 치료 표적을 테스트하고 MuSK MG 병태생리학을 조사하는 데 있어 MuSK EAMG 모델의 중요성을 입증했습니다.
이 기사에서는 동물 모델 유도, 질병 진행 모니터링 및 EAMG 유도 검증 절차에 대해 자세히 설명했습니다. 임상 평가에는 관찰자에 의한 체중, 자세, 악력 및 임상 점수 모니터링이 포함되었습니다. 2차 면역 접종 후 28일 후에 생쥐를 안락사시켰고, 혈액, 뒷다리 근육, 비장, 겨드랑이 및 서혜부 림프절 등 다양한 조직을 채취하여 질병 발병을 확인했습니다. anti-MuSK 항체는 ELISA 방법을 사용하여 혈청에서 정량화되었습니다. 또한, 신경근 접합부의 침전물을 시각화하기 위해 근육 조직에 면역형광 염색을 수행했습니다. MuSK EAMG 감수성이 다른 마우스 그룹의 임상 및 면역 반응을 입증하고 비교하기 위해 KCNS3 shRNA로 처리된 마우스는 전염증 작용(미발표)을 보였고 FCRLB shRNA는 이전 연구에서 확인된 바와 같이 항염증 작용9을 보였습니다.
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이 프로토콜은 이스탄불 대학교 동물 실험을 위한 지역 윤리 위원회(HADYEK)의 승인을 받았으며 결정 번호는 2020/29입니다. 이전연구에서 7,8,9, EAMG 모델은 MuSK 단백질을 사용한 적극적인 면역을 통해 8-10주 된 BALB/c 또는 B6 마우스에서 유도되었습니다. 이 기사는 MuSK 면역 BALB/C 마우스(그룹당 4-8 마우스)를 사용한 다양한 실험에서 얻은 예시적인 데이터를 제공합니다. 사용된 시약과 장비는 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 면역을 위한 인간 MuSK의 생산 및 준비
2. 마취 및 예방접종 절차
3. 임상 채점
4. 조직 샘플 준비
참고: 기관적으로 승인된 프로토콜에 따라 두 번째 예방 접종 후 28일이 지나면 마우스를 희생시킵니다. 희생된 쥐에서 혈액, 근육, 비장 및 림프절을 수집하는 것은 추가 조사에 도움이 될 것입니다.
5. 면역형광 라벨링을 통한 신경근 접합부 평가
6. 웨스턴 블롯
7. 수제 Anti-MuSK IgG ELISA
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MuSK 실험적 자가면역 중증 근무력증(EAMG) 모델을 평가하고 검증할 때 몇 가지 주요 매개변수와 실험 결과는 질병 모델의 성공적인 유도 및 특성화를 입증하는 데 중요합니다. 아래는 MuSK EAMG 모델의 확립을 확정한 대표적인 결과입니다.
임상 점수 매기기
마우스는 표준화된 임상 채점 시스템을 사용하여 중증 근무력증의 임상 증상에 대해 모니터링하고 점수를 매깁니다. 이 점수에는 근력, 자세 및 일반적인 신체 상태 평가가 포함됩니다. 기준선 및 대조군 마우스와 비교하여 시간이 지남에 따라 임상 점수가 증가하면 실험 그룹에서 질병의 진행과 중증도를 확인할 수 있습니다. 임상 점수 데이터는 명확하고 점진적인 증가를 보여야 하며, 이는 인간 MuSK 중증 근무력증을 모방하는 모델의 효과를 강조해야 합니다(그림 1).
악력 및 체...
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Murine MuSK-EAMG는 근육 약화, 구근 약화로 인한 체중 감소, 순환 항 MuSK 항체 및 근육 AChR 감소 측면에서 임상 및 면역 병원성 측면에서 인간 MuSK-MG를 모방합니다. 이 MuSK-EAMG 모델의 이정표 및 예상 일정에 관해서는 두 번째 면역 접종 후 첫 주 이내에 근육 약화의 임상 징후가 나타나야 합니다. 약 5%의 생쥐에서 첫 번째 면역 후 질병의 징후가 나타날 수 있습니다. 두 번의 예방 접종 후 >70%의 EAMG(최소 1등급) 유병률이 예상됩니다. 질병의 발병률이 낮으면 세 번째 예방 접종을 실시할 수 있습니다 7,14,15. 두 번의 면역 모두에서 CFA의 MuSK 단백질을 투여받은 MuSK 면역 마우스는 두 번의 연속 면역에서 CFA와 IFA로 MuSK를 투여받은 ...
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이 연구를 완료하는 데 있어 이스탄불 대학교 보건 과학 연구소(Istanbul University Health Sciences Institute)와 아지즈 산카르 실험 의학 연구소(Aziz Sancar Institute of Experimental Medicine)의 지원과 기여에 감사드립니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 125I-&알파;-방가로톡신 | Invitrogen | BTX T1175 | |
| 2-메틸부탄 | 시그마-알드리치 | M32631 | |
| 40μ m 세포 스트레이너 | NEST | 258369 | |
| 96웰 Maxisorp 플레이트 | Sigma-Aldrich | M9410 | |
| 보조제 불완전한 | Becton Dickinson & Co. | 263910 | |
| 항-AChR 알파1 | Alomone | ANC-001 | |
| 안티 마우스 IgG HRP | Abcam | ab97023 | |
| 총알 블렌더 스톰 | 넥스트 어드밴스 | 티슈 균질화기 | |
| C3 | Novus | NB200-540G | |
| 탄산염-중탄산염 완충제 | 머크 | C3041 | |
| 극저온 스타 | 라이카 | CM1860 | |
| 동력계 Imada DST-50N | 무로마치 | MK380Si | |
| 형광 현미경 | 라이카 | DM4M | |
| 유리 주사기 | ISOLAB | 094.92.005 | |
| IgG | Abcam | ab96871 | |
| 마이크로플레이트 광도계, Multiskan FC | Thermo Scientific | 51119000 | |
| 마우스 수술 키트 | Kent Scientific Corparation | INSMOUSEKIT | |
| 핵균 H37Ra | Becton Dickinson & Co.& nbsp; | 231141 | |
| OCT 복합 | 한천 과학 | AGR1180 | |
| 주사기, 1mL | Becton Dickinson & Co. | 309625 | |
| 주사기, 2mL | B. Braun | 7389 | |
| 범용 동물 구속기 | Merck | Z756911-1EA | |
| WesternBright Sirius-Western 블로팅 검출 키트 | Advansta | K-12043-D10 | ECL |
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