이 프로토콜은 마우스 모델에서 자궁 손상을 유도한 후 후속 임신 중에 다운스트림 분석을 수행하는 절차를 설명합니다.
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이 프로토콜은 마우스 모델에서 자궁 손상을 유도한 후 후속 임신 중에 다운스트림 분석을 수행하는 절차를 설명합니다.
제왕절개(제왕절개) 및 기타 시술(확장 및 소파술, 근궁절제술 등)으로 인한 자궁 손상은 전치태반, 태반 부착 스펙트럼(PAS), 제왕절개 흉터 임신 및 자궁 파열을 포함한 후속 임신에서 여러 질병을 유발할 수 있습니다. 제왕절개는 미국 내 분만의 약 30%를 차지하며 비율은 증가할 것으로 예상됩니다. 그러므로, 부상과 관련된 임신 장애가 발생하는 메커니즘에 대한 더 깊은 이해와 가능한 중재를 테스트하기 위한 플랫폼이 필수적입니다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 자궁 손상에 대한 동물 모델, 특히 자궁 내 결과에 대한 손상의 영향을 다루는 모델이 매우 필요합니다. 이 프로토콜은 실험실 마우스(Mus musculus)에서 기계적으로 유도된 자궁 손상 모델에 대한 새로운 수술 절차를 설명합니다. 수술 준비, 자궁 손상 자체의 유도 및 수술 후 회복 절차를 위해 취한 조치가 시연됩니다. 임신하지 않은 마우스와 임신한 마우스 모두의 다운스트림 해부에 관한 추가 정보가 제공됩니다. 전반적으로, 이 프로토콜은 생체 내 모델에서 자궁 손상을 유도하기 위한 일련의 절차를 자세히 설명함으로써 자궁 상처 치유의 분자 및 세포 사건과 후속 임신에 미치는 영향을 설명하기 위한 다루기 쉬운 방법을 제시합니다.
미국에서 출산 3건 중 1건이 제왕절개(제왕절개)를 통해 이루어지지만, 자궁이 어떻게 치유되는지, 그리고 손상된 자궁이 어떻게 후속 임신에서 합병증을 유발하는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12, 13. 이러한 합병증에는 자궁 파열, 전치태반, PAS 및 제왕절개 흉터 임신이 포함되며, 이는 함께 하나 이상의 제왕절개를 한 환자의 ~2.5%에 영향을 미칩니다 1,2,6,8,12,14,15,16,17. 전치태반은 자궁 하부에 태반이 비정상적으로 배치되는 것이 특징입니다 4,16. 이는 자궁경부의 신체적 폐색과 임신 중 출혈 위험 증가를 유발할 뿐만 아니라 PAS 8,12의 더 심각한 침습성 질환에 대한 중요한 위험 요소이기도 합니다. PAS는 태반이 방광이나 직장까지 모계 조직으로 너무 깊숙이 침투하는 것으로 정의되며, 생명을 위협하는 모계 출혈을 막기 위해 종종 제왕절개 자궁절제술이 필요한 경우가 많다12,17. 제왕절개 흉터 임신은 드물지만 유산, 태아 사망, 조산을 포함한 관련 질환 비율이 높다18,19. 이전 제왕절개 병력과 관련된 합병증 외에도 근종절제술 또는 확장 및 소파술(D&C)과 같은 다른 자궁 시술도 환자의 이환율을 유발합니다. 예를 들어, 늦은 자연 유산 후 D&C를 받는 환자의 ~30%와 평활근종으로 인해 두 번째 자궁경 절제술을 받은 환자의 최대 46%가 Asherman syndrome(AS)의 특징인 자궁 내 유착이 발생합니다20,21. AS는 여성의 ~2%에 영향을 미치며 무월경, 월경통, 배아 착상 실패, 재발성 임신 손실, 조산 및/또는 PAS21,22를 유발합니다. 그러므로, 이전의 자궁 외상과 관련된 상당한 주요 이환율 및 사망률을 감안할 때, 실험적 동물 모델은 자궁 상처가 치유되는 메커니즘과 자궁 손상이 이후의 임신 결과에 미치는 영향을 규명하는 데 중요할 뿐만 아니라 새로운 진단 및 치료법 개발을 위한 플랫폼으로서 매우 중요하다23,24.
따라서 여러 연구에서 자궁 손상에 대한 쥐 모델을 개발했습니다. 그러나 초기 연구에서는 자궁 손상이 후속 임신에 미치는 영향을 조사하지 않았거나(25) 난소 절제술을 받은 마우스에서 자궁내막 수용성 창 밖에서의 배아 착상을 조사하기 위해 자궁 내강 표면의 손상을 제한했다26. 이러한 지식 격차를 해소하기 위해, 이 프로토콜에 기술된 모델은 다른 최근 연구와 함께 마우스에 자궁 손상을 도입하기 위한 새로운 수술 방법론을 제시합니다27,28. 이 프로토콜은 광범위한 접근성, 유전적 다루기, 짧은 임신 기간, 출생부터 사춘기까지의 빠른 시간, 큰 깔짚 크기 및 비용 효율성으로 인해 일반적인 실험실 쥐를 모델 유기체로 사용합니다. 또한, 생쥐에서 두 개의 자궁 뿔의 해부학적 특징은 각 실험 동물에서 손상되지 않은 뿔로 내부 제어를 가능하게 할 뿐만 아니라 흉터 vs. 전체 자궁 환경에 걸친 전반적인 결함. 이 프로토콜에 설명된 접근법은 간단한 등쪽 개복술을 수반한 후 버링된 바늘을 사용하여 단일 자궁 뿔의 자궁내막층과 근막층을 모두 절개하는 것입니다. 이 방법은 제왕절개 및 근궁절제술 중에 나타나는 부상을 가장 밀접하게 모방하지만, AS29,30에 선행하는 D&C와 같은 비절개 부상을 조사하기 위해 쉽게 수정할 수 있습니다. 부상 후, 동물은 회복할 수 있도록 한 다음 자궁 내 후속 결과에 대한 부상의 결과를 조사하기 위해 시간 제한 임신을 위해 스터드 수컷과 교미하도록 합니다27,28.
전반적인 전략은 다른 최근 연구와 유사하지만, 이 프로토콜에는 뚜렷한 이점을 제공하는 측면이 있습니다. 예를 들어, Li et al.과 Burke et al.은 모두 여기에 기술된 바와 같이 배쪽이 아닌 복부로 자궁에 접근했다31,32. 등쪽 접근법은 수행하기가 더 간단하고 동물의 수술 후 빠른 회복에 더 도움이 됩니다. Burke et al. 연구에서 임신하지 않은 마우스의 경우, 구부러진 바늘이나 큐렛을 사용하여 자궁내막을 긁어내어 D&C를 더 가깝게 모방했는데, 이는 제왕절개 및 근종절제술을 더 밀접하게 모델링한 본 프로토콜의 전체 두께 절개 손상과 대조적입니다32. 주산기 마우스에서, Burke 등은 여기에 기술된 바와 같이 배아가 착상하는 반-메소메트리 표면과 반대되는 메솜 시험에 절개를 도입했습니다. Li et al.31에서 사용한 가위와 반대로 버링된 바늘을 사용함으로써, 이 접근법은 D&C와 제왕절개 및 근종절제술을 모두 모델링하기 위해 전체 두께에서 자궁내막 제한 손상으로 더 쉽게 수정할 수 있습니다. Li 등과 Burke 등은 모두 봉합사로 자궁 상처를 봉합했는데, 이는 제왕절개 중 사건에 더 충실하지만 치유 과정에 추가적인 다양성을 야기할 뿐만 아니라 이물질 효과의 가능성도 초래한다 31,32,33,34,35,36. 쥐를 대상으로 한 유사한 연구에서는 복부 경로를 사용하여 임신하지 않은38,39 마리와 임신하지 않은37 마리의 동물 모두에서 봉합사 37,38,39 봉합사를 사용하여 봉합되는39 절개자궁 상처를 생성하기 위해 복부 경로를 사용했습니다. 그러므로, 여기에 제시된 프로토콜은 최소한의 수술 경험이 필요하고, 전층 자궁 손상 후 배아 착상 및 태반 관련 사건을 다루며, 자궁 내막의 D&C와 같은 손상을 포함한 다양한 질문에 쉽게 적응할 수 있는 쉽고 재현 가능한 접근법에 관심이 있는 연구자에게 특히 적합합니다27,28.
이 프로토콜의 1단계에서는 수술 전 단계를 간략하게 설명합니다. 2단계는 자궁 뿔에 손상을 입히는 수술 절차를 설명합니다. 마지막으로 3단계에서는 자궁 수술이 후속 임신에 미치는 영향을 조사하기 위해 임신한 댐을 해부하는 방법을 자세히 설명합니다. 전체적으로 이 연구는 자궁 상처 치유 및 관련 임신 결과에 대한 독특한 설치류 수술 모델을 제시하며, 이는 빠르게 수행되고 채택하기 쉽습니다.
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이 프로토콜에 설명된 모든 절차는 University of California, Davis의 기관 동물 관리 및 사용 위원회(IACUC)의 승인을 받았습니다(IACUC 프로토콜 #23985). 이 프로토콜에 설명된 절차는 일반적으로 생후 7-10주에서 체중이 19-25g 사이의 C3H 암컷에서 수행되지만, 이 프로토콜은 연구자의 질문에 따라 모든 균주, 연령 및 체중의 암컷 마우스에 적합합니다. 부상이나 고통의 징후가 없는 건강한 동물만 연구에 사용되도록 수술 전에 동물을 모니터링합니다. 시약과 사용된 장비에 대한 자세한 내용은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 수술 부위의 준비
2. 자궁 손상의 외과적 유도
참고: 이 섹션에서는 임신하지 않은 암컷 쥐의 단일 자궁 뿔에 손상을 입히는 수술 및 절차에 대해 설명합니다. 먼저, 자궁 뿔의 상단을 노출시키기 위해 등쪽 개복술을 시행합니다. 그런 다음 구멍을 뚫은 25g의 바늘을 자궁 내강에 삽입하여 자궁 내막을 손상시키고 원하는 경우 자궁 내막을 절단합니다. 이것은 손상된 자궁 뿔에 세로로 난 상처를 만들어 자궁이 어떻게 치유되는지, 부상이 후속 임신에 어떤 영향을 미치는지와 같은 질문을 해결하기 위한 추가 실험을 가능하게 합니다. 수술을 하기 전에 동물에게 적절한 진정제를 투여하는 것이 중요합니다. 1단계에서 설명한 바와 같이, 몇 가지 매개변수는 동물이 적절하게 마취되었음을 나타냅니다. 여기에는 움직임 중단, 호흡수 감소, 앞다리 반사 부재 등이 포함됩니다. 또한, 가벼운 접촉에 대한 뒷다리 반사는 없어야 하지만, 충분한 압력이 가해지면 적절한 마취에도 불구하고 이러한 반사가 때때로 존재한다40,42.
3. 자궁 손상의 결과를 평가하기 위해 임신한 쥐의 짝짓기 및 해부
참고: 특정 연구 질문에 따라 자궁 손상 후 다양한 종말점 분석을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 임신하지 않은 동물은 상처 치유의 동역학을 조사하기 위해 부상 후 다른 시점에서 해부할 수 있습니다27. 또한, 손상된 동물은 자연 교미나 배아 이식을 통해 임신시킬 수 있으며, 이는 부상이 후속 임신에 미치는 영향을 조사하기 위한 것이다27. 이 단계는 손상된 자궁 환경에서 배아 및 태반 발달에 대한 평가를 설명합니다. 특히, 이 단계에서는 임신 12.5일째(E12.5, 질 마개 아침은 E0.5로 정의됨, 질 마개 식별에 대한 자세한 내용은 아래 3.2단계)에 동물의 시간 지정 짝짓기 및 해부에 대한 세부 정보를 제공합니다. 전체적으로 3단계는 특정 실험 질문 세트를 검토하기 위해 부상 후 수행할 수 있는 다운스트림 분석의 예를 제공합니다.
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케타민/자일라진을 마취제로 사용한 수술 후 동물은 일반적으로 ~1시간 이내에 부분적으로 움직일 수 있고 ~4-6시간 이내에 완전히 움직일 수 있습니다. 이소플루란 마취로부터의 회복은 일반적으로 몇 분 이내에 이루어집니다. 상처 이탈 또는 통증과 같이 발생할 수 있는 모든 합병증은 일반적으로 수술 후 1-3일 이내에 나타납니다. 피부 절개 부위가 치유되고 피부 클립을 제거할 준비가 될 때까지 통증이나 합병증을 모니터링하기 위해 매일 건강 검진을 수행합니다.
동물은 자궁 상처 치유를 평가하기 위해 수술 후 다양한 시점에서 희생될 수 있습니다. 예를 들어, 그림 10A 는 손상 3일 후 손상된 자궁을 보여주고, 그림 10B 는 손상 1개월 후 손상된 자궁을 보여주며 이 시점에서 거시적 흉터의 최소한의 징후를 보여줍니다. 필요에 따라 추가 매개변수를 테스트할 수 있습니다. 여기에는...
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제왕절개는 미국에서 분만의 ~33%를 차지하고 브라질 및 이집트와 같은 국가에서는 분만의 최대 55%-65%를 차지합니다12,52, 그러나 부상 후 자궁이 어떻게 치유되는지 또는 이러한 부상이 후속 임신에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 사전 제왕절개는 PAS(placenta accreta spectrum) 및 전치태반(placenta previa)과 같은 임신 장애의 주요 위험 요소이지만, 이러한 발생 기전은 명확하지 않습니다 3,6,14,17. 제왕절개 비율이 지속적으로 증가함에 따라 질병 메커니즘을 이해하...
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저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.
UC Davis Teaching and Research Animal Care Services(TRACS)의 지속적인 사육, 절차 및 물류 지원에 감사드립니다. UC Davis Cardiovascular Research Institute(CVRI) 동물 모델 코어와 코어 디렉터인 Dr. Yi-Je (Jay) Chen, D.V.M., Ph.D.에게 기술 지도 및 지원과 촬영을 위한 수술실 사용에 감사드립니다. 이 작업을 지원해 주신 Zhang 연구실의 모든 구성원에게 감사드립니다. 그림 5A 는 BioRender.com(https://BioRender.com/ig9sfon)로 만들어졌습니다.
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| 흡수성 4-0 비크릴 봉합사 | 에티콘 | J214 | |
| 동물 케이지 | VWR | 10712-110 및 10715-323 | 연구원의 동물 시설에서 제공하는 케이지는 허용됩니다. |
| 동물 귀 펀치 | 피셔 사이언티픽 | 13-812-201 | |
| AutoClip 상처 봉합 시스템 | 정밀 과학 도구 | 12020-00 | |
| U-100 인슐린 주사기 | 피셔 사이언티픽 | 14-826-79 | BD 브랜드 |
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