Method Article

폐동맥 고혈압의 실험 모델에서 우심실 기능 평가

DOI:

10.3791/68248

⸱

June 27th, 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Laboratory of Pulmonary Investigation, Institute of Biophysics Carlos Chagas Filho, Federal University of Rio de Janeiro

In This Article

Summary

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우심실 기능 평가를 위한 세부 방법의 발표는 폐고혈압 연구의 품질과 신뢰성을 향상시켜 향후 연구를 위한 강력한 프레임워크를 제공하고 다양한 실험실에서 재현성을 향상시킬 것입니다.

Abstract

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폐고혈압(PH)은 생존율 감소와 관련된 만성 질환으로 중요한 연구 분야입니다. PH의 실험 모델은 PH의 병태생리학에 대한 이해를 크게 향상시켰고 소규모 관찰 및 임상 시험의 설계를 용이하게 했습니다. 그러나 다양한 실험 연구 및 연구 그룹 간의 비교 가능성을 보장하기 위해 표준화된 방법론을 수립하는 것이 중요합니다. 표준화는 재현성을 향상시킬 뿐만 아니라 연구팀 간의 협업을 촉진합니다.

이 비디오에서는 PH의 기능 매개변수를 정확하게 분석하는 데 필요한 방법론적 단계를 간략하게 설명합니다. 여기에는 심초음파 검사, 침습성 우심실(RV) 천자, 풀턴 지수 계산이 포함됩니다. 심장초음파와 관련하여, 폐동맥 가속 시간 및 폐 배출 시간 비율의 측정과 RV 출력의 계산이 자세히 제시되어 있습니다. 침습적 측정과 관련하여 마취 프로토콜, 최적의 동물 위치 지정, 기계적 환기 설정, 정확한 흉벽 개방, RV 시각화 및 RV 펑크 기술을 포함한 필수 절차에 대해 설명합니다.

심실 박리법(Fulton's index)에 대한 방법론이 자세히 설명되어 있으며, 동물의 체중에 맞게 보정된 RV/좌심실 및 중격 비율의 계산도 설명되어 있습니다. 당사는 이러한 방법에 대한 자세한 프레젠테이션을 제공하는 것이 PH 연구의 품질과 신뢰성을 향상시켜 향후 연구를 위한 강력한 프레임워크를 제공하고 다양한 실험실에서 재현성을 향상시킬 것이라고 믿습니다.

Introduction

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호흡기 및 심혈관 과학에서 동물 모델을 사용하는 연구가 증가함에 따라 작은 동물에서 우심실(RV) 기능에 대한 적절한 기능 측정이 필수가 되었습니다. 폐고혈압(PH)에는 모노크로탈린1, 저산소증2 또는 수겐 + 저산소증3을 사용하는 여러 동물 모델이 있습니다. 그들은 새로운 병태생리학적 경로 1,4를 밝히고 PH에 대한 새로운 잠재적 약리학적5 및 비약리학적6 치료법을 연구하는 데 큰 역할을 했습니다. 그럼에도 불구하고, PH 표현형을 유발하는 원인 물질에도 불구하고, RV 성능의 기능적 측정에 대한 우려가 있는데, 주로 RV 기능이 일반적으로 (1) 전임상 연구에서 채택된 주요 결과이기 때문입니다7; (2) RV 챔버의 심장 초음파 검사 및 침습적 천자를 수행하기 위해 다양한 유형의 장비를 사용할 수 있습니다. (3) 마취에 대한 전문 지식과 작은 동물의 침습적 기계 환기에 대한 약간의 지식이 필요하며 RV 평가를 위한 적절한 창에 ....

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Protocol

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연구 프로토콜은 리우데자네이루 연방 대학교의 동물 사용에 관한 윤리 위원회(CEUA)에서 프로세스 번호 043/22로 승인되었습니다. 모든 절차는 실험실 동물 관리 원칙 및 미국 국립 과학 아카데미 실험실 동물 관리 및 사용 가이드를 준수했습니다. 이 연구는 ARRIVE 가이드라인11을 따랐다.

1. 동물 준비 및 실험 프로토콜

  1. 이전에보고 된 동물의 수를 계산하십시오12.
    참고: CTRL과 PAH 간의 RVSP 차이가 d = 3.95의 효과 크기를 달성했다는 점을 고려하여, 표본 크기 비율 1과 유의미한 차이(α = 0.05)를 식별하기 위한 통계적 검정력(1-β = 0.8)을 가정하고, 이 프로토콜에서는 그룹당 3마리의 동물이 필요했습니다.
  2. 수컷 Wistar 쥐 (6 마리)를 무작위 배정 (220 ± 10g)하여 복강 내 (ip) 주사를 맞게합니다 (60 mg / kg; PAH 그룹, n = 3) 또는 식염수(1 mL/kg; CTRL 그룹, n = 3).
  3. 28일째에는 심혈관 매개변수를 측정하고 복부 대동맥 절개를 통한 출혈로 동물을 안락사시킵니다.

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Results

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통계 분석을 위해 각 변수는 Shapiro-Wilk 검정을 사용하여 정규성 및 분산에 대해 검정되었습니다. 데이터는 표준 편차± 수단으로 표시됩니다. 쌍을 이루지 않은 t 테스트는 대조군(CTRL) 및 폐동맥 고혈압(PAH) 그룹(p<0.05)의 입자 농도를 비교하는 데 사용되었습니다.

PAH의 동물 모델에서의 심초음파학적 변화
그림 4는 PAH(0.43 ± 0.01ms)가 있는 동물에서 CTRL 동물(0.26 ± 0.02ms, p = 0.0003)보다 PAT/PET 비율이 낮았음을 보여주며, 이는 폐혈관 저항이 증가하면 폐동맥의 혈류 패턴이 수정되어 PET에 비해 PAT가 감소함을 시사합니다. 즉, 이는 RV가 폐혈관 저항을 극복하는 데 어려움을 반영하며, 이는 PAH의 발달을 암시합니다(그림 5B). RV 유출 .......

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Discussion

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PAH는 과도한 혈관 재형성을 특징으로 하는 진행성 질환으로, 폐 혈관 저항을 증가시켜 RV 후하중 증강을 초래한다14. 따라서, RVSP는 PAH15의 중증도와 직접적인 상관관계가 있는 기능 변수를 나타냅니다. 시간이 지남에 따라 RV의 적응 반응은 보상적 동심원 비대(Fulton's index)16 및 심실 확장(RV 유출 직경으로 측정)17입니다. 또한, 증가된 폐혈관 저항은 폐동맥의 혈류 패턴을 수정하여 PET17에 비해 PAT를 감소시키며, 이는 폐혈관 저항을 극복하는 RV의 어려움을 직접적으로 반영합니다. 이 세 가지 매개변수는 PAH의 중증도를 특징짓고 심장과 폐 상호 작용의 혈역학적 및 구조적 변화에 대한 포괄적인 관점을 제공합니다. 또한, 이.......

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.

Acknowledgements

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저자는 실험에 도움을 준 안드레 베네디토 다 실바(André Benedito da Silva), 동물 보호를 해준 베로니카 크리스티나 도스 산토스 리마(Verônica Cristina dos Santos Lima), 영어 문법 교정을 해준 로나 오브라이언(Lorna O'Brien)에게 감사를 표했다. 이 연구는 리우데자네이루 국가 연구 재단(FAPERJ E-26/202.766/2018, E-26/010.001488/2019)의 지원을 받았습니다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Reagents
Alcohol 70%MontenegroALC70-001
전도성 젤MercorCG-002
식염수(NaCl 0,9%)BioPharmaSAL-009
Instruments
19 G 두피 정맥 세트DescarpackSVS-19G
곡선 켈리 집게ABC instrumentos cirurgicosCKF-003
켈리 집게ABC instrumentos cirurgicosKF-004
바늘 (18, 22, 26g)DescarpackNDL-MIX
페트리 접시GlassLabPD-150
면도날ABC instrumentos cirurgicosRB-005
메스ABC instrumentos cirurgicosSC-006
가위ABC instrumentos cirurgicosSCIS-007
봉합선ABC instrumentos cirurgicosSUT-008
주사기(1, 3 및 5mL)DescarpackSYR-135
기관절개술 캐뉼라MedTechTC-010
핀셋ABC instrumentos cirurgicosTWZ-011
약물
덱스트로케타민 염산염 5%Crist&aa급성; liaDXT-00587.5 mg/kg 복강내
이소플루란 1 mL/mL 240 mLCrist&aa급성; liaISO-2402.5% 흡입 용액
리도카인 염산염 1%Cristá 리아LID-001400 & 마이크로; L 피하 국소
모노크로탈린시그마-알드리치C240160 mg/kg 복강내
판쿠로늄 브로마이드 2 mg/mL크리스트&급성; liaPAN-0022 mg/kg 정맥 주사
나트륨 헤파린 5000 IU/mLCristá liaHEP-50001mL 자
일라진 염산염 2%SyntecXYL-00212.5mg/kg 복강
장비
GraphPad Prism 9GraphPad Software, IncGP9
네트워크 다중 매개변수 수의학 모니터 LifeWindow 9xDigicare 동물 건강LW9x
LabView 소프트웨어National Instruments, Corp.LV-2019
MATLAB R2019a(버전) 소프트웨어The MathWorks, Inc.- MATLAB-2019
모니터 및 신호 변환기MedTechMST-015
정밀 스케일SartoriusPS-020
R540 마우스 및 쥐 동물 마취 기계RWD Life Schience Co., LTDR540-ANA
스케일오하우스SCL-025
Servo-i 기계식 인공호흡기 Getinge ABSERVO-IFiO2 = 21%; 일회 호흡량 = 8ml/kg, 호흡수 = 70bpm 및 PEEP = 3cmH2O
SonoView 소프트웨어SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbHSV-2020
UGEO HM70A 시스템 삼성전자ô nica da Amazô nia LTDAHM70A
G*Power 3.1.9.7Dü 대학교; 셀도르프, 독일gpower

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gomez-Arroyo, J. G., et al. The monocrotaline model of pulmonary hypertension in perspective. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 302 (4), L363-L369 (2012).
  2. Zhu, Z., et al. Echocardiographic assessment of right ventricu....

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