이 프로토콜은 유리체강내 약물 투여, 저온 유지 절편 및 면역 형광을 포함하여 색소성 망막염의 쥐 모델에서 광수용체 변성 및 보존을 분석하기 위한 최적화된 기술을 간략하게 설명합니다. 이 방법은 망막 무결성을 보장하고 치료 개입의 효과에 대한 정량적 데이터를 제공합니다.
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방법 논문
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이 프로토콜은 유리체강내 약물 투여, 저온 유지 절편 및 면역 형광을 포함하여 색소성 망막염의 쥐 모델에서 광수용체 변성 및 보존을 분석하기 위한 최적화된 기술을 간략하게 설명합니다. 이 방법은 망막 무결성을 보장하고 치료 개입의 효과에 대한 정량적 데이터를 제공합니다.
망막병증은 전 세계적으로 수억 명의 사람들에게 영향을 미치며 시각 장애와 실명의 중요한 원인입니다. 이러한 질병 중 색소성 망막염(RP)은 진행성 망막 변성을 특징으로 하는 유전성 안구 질환으로 전 세계적으로 약 150만 명에서 200만 명에게 영향을 미칩니다. 유전성 망막 이영양증의 동물 모델에 대한 개념 증명 연구는 질병의 병태생리학적 메커니즘, 치료 효과 및 안전성에 대한 연구를 위한 중요한 증거 기반을 형성합니다. 생쥐의 유리체강 내 주사 및 저온 유지 장치 절편은 RP 모델에서 약물 효과를 조사하는 데 널리 사용되는 기술로, 유리체액에 물질을 정확하게 전달하고 망막 변화에 대한 자세한 분석을 위해 고품질 조직학적 샘플을 준비할 수 있기 때문입니다. 또한, 망막 광수용체에서 발현되는 칼슘 의존성 단백질인 리커버린(recoverin)에 대한 항체를 사용하여 면역형광을 통한 세포 계수는 최근 RP 모델에서 망막 변성과 관련된 세포 변화를 연구하는 데 사용되었는데, 이 접근 방식은 치료 개입 후 광수용체 손실 및 잠재적 세포 보존의 평가를 용이하게 하기 때문입니다. 유리체강내 주사는 안구 무결성과 신뢰할 수 있는 결과를 보장하기 위해 최적화되었으며, 가는 바늘을 사용하여 용액을 유리체 챔버에 투여합니다. 약물 효과를 평가하기 위해 사전 정의된 기간이 지난 후, 저온 유지 장치를 사용하여 10μm 두께로 샘플을 절단한 후 recoverin 항체로 면역형광 라벨링을 수행하여 조직학적 처리를 수행합니다. 마지막으로, 세포 계수를 수행하여 광수용체의 보존으로 입증된 바와 같이 약물 치료가 보호 효과를 발휘했는지 여부를 평가합니다. 이러한 기술은 망막병증 연구에서 일관된 데이터를 생성하기 위해 광범위하게 적용되어 왔지만, 정확한 조직 처리 및 처리 품질을 달성하는 데는 여전히 어려움이 있습니다. 이 프로토콜은 유리체강내 주입에서 조직학적 절편 준비에 이르기까지 각 단계를 최적화하기 위한 표준화된 접근 방식을 제공하여 재현 가능한 고품질 결과를 보장합니다.
시각은 감각 체계의 가장 복잡한 감각 중 하나로, 환경적 시각적 자극을 포착하고 이를 전기화학적 신호로 변환하는 데 필수적이며, 이 신호는 뇌에서 처리되어 이미지를 형성합니다. 노화, 유전적 결함 및 질병과 같은 다양한 생물학적 요인은 시력을 손상시켜 삶의 질과 일상 활동에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
인간의 눈은 세 개의 기본 방으로 구성되어 있습니다. 각막과 공막에 의해 형성된 바깥층은 안구에 구조적 지지를 제공합니다. 중간층에는 홍채, 모양체, 맥락막이 포함되며, 맥락막은 광수용체에 혈액을 공급하는 역할을 합니다. 마지막으로, 내층은 망막(retina)으로 구성되어 있는데, 망막은 빛의 자극을 처리하고, 빛을 뇌로 보내는 전기 신호로 변환하여 이미지 형성을 위해 1,2 하는 구조를 가지고 있습니다.
신경 망막은 광수용체(photoreceptor), 양극성 세포(bipolar cell), 수평 세포(horizontal cell), 무축삭 세포(amacrine cell), 신경절 세포(ganglion cell)와 같은 특수 세포를 포함한 여러 세포층으로 구성되어 있습니다. 또한 망막에는 미세아교세포(microglia), 성상세포(astrocyte), 뮐러(Müller) 세포와 같은 신경교세포(glial cell)와 색소성 상피 세포(pigmented epithelial cell)가 포함되어 있습니다. 망막의 비신경 부분에 위치한 후자는 광수용체에 대한 구조적 무결성, 보호 및 지원을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다 3,4. 신경 부분에는 빛 포착 및 처리에 직접 관여하는 감각 및 신경 세포가 있습니다 5,6,7.
망막은 시력에 필수적이기 때문에 실명으로 이어질 수 있는 병리학의 영향을 받는 경우가 많습니다. 이러한 질환 중 색소성 망막염(RP)은 주요 유전성 망막병증 중 하나로 두드러지며, 80개 이상의 유전자가 이 병인과 관련이 있습니다 8,9. RP는 이질적인 질환으로, 주로 상염색체 우성 또는 열성 방식으로 유전되지만, X-염색체 연관 또는 자발적 돌연변이로 인해 발생할 수도 있습니다10.
전 세계적으로 유병률이 3,000명 중 1명에서 7,000명 중 1명으로 추정되며, 인구와 지역에 따라11,12, RP는 일반적으로 청소년기 또는 초기 성인기에 나타나며 야간 시력 저하 및 주변 시야 상실과 같은 초기 증상을 보입니다. 질병이 진행됨에 따라 중심 시력이 손상되어 잠재적으로 완전한 실명으로 이어질 수 있습니다 9,13.
RP에 대한 치료법은 아직 없지만, 개발 중인 다양한 치료법은 질병 진행을 늦추거나 역전시킬 수 있는 잠재력을 보여주었습니다. 이러한 접근 방식 중에는 유전, 세포 및 약물 요법과 전자 장치가 있습니다. RP에 대한 이해를 높이고 새로운 중재를 평가하기 위해 망막 변성의 쥐 모델이 널리 사용되었습니다. 종종 rd(망막 변성)라고 하는 이러한 모델은 RP에 대한 분자 기초와 치료법을 연구하는 데 유용한 도구입니다. 색소성 망막염 연구에 사용된 다양한 모델 중 Pde6βrd10/rd10 (rd10) 마우스 균주는 포스포디에스테라제14의 막대 특이적 β 서브유닛을 암호화하는 유전자에 미스센스 돌연변이를 나타내며, 인간에서 발생하는 것과 유사한 광수용체의 느린 퇴화를 나타냅니다15.
유리체강 내 약물 투여는 다양한 연구에서 널리 사용되어 왔다 16,17,18. 이 프로토콜은 특히 광수용체 세포의 생존과 관련하여 망막에 대한 약물 효과를 연구하는 연구자에게 적합합니다. 이러한 방식으로 이 프로토콜의 주요 목표는 색소성 망막염(RP)의 쥐 모델에서 유리체강 내 주입을 통한 약물 전달을 최적화하고 광수용체 세포 마커인 리커버린을 위한 면역형광을 사용하여 광수용체 생존을 평가하는 것입니다. 유리체강 내 주사는 국소 약물 투여를 가능하게 하여 전신 부작용을 최소화하고 망막 생체 이용률을 높이며 다른 장기의 부작용을 줄입니다. 반면, 리커버린에 대한 면역형광은 광수용체 생존에 대한 특정 분석을 가능하게 하여 이 치료 전략의 효능을 평가하는 효과적인 도구를 제공합니다. 그러나 적용 가능성은 동물 모델 선택, 주입 정밀도 및 처리 기간과 같은 요인에 따라 달라지며, 이 방법을 다른 실험 환경에 적용할 때 고려해야 합니다.
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이 프로젝트와 그 안에서 수행되는 모든 프로토콜은 국립 동물 실험 통제 위원회(National Council for the Control of Animal Experimentation)의 동물 관리 지침을 따르며 동물 사용 윤리 위원회(CEUA - UFF)의 1464280219 번호로 승인되었습니다.
1. 동물
2. 마취
3. 유리체강 주사
4. 안락사와 안구 준비
5. 냉동 보존 및 동결
참고: 망막 조직 저온 유지 절편은 앞서 설명한 바와 같이 약간의 조정을 가하여 수행하였다19.
6. 슬라이드 준비
7. 저온 유지 장치 절편
8. 면역형광
참고: 면역형광은 앞서 설명한 바와 같이 일부 조정19,20과 함께 수행되었습니다.
9. 형광 현미경 photomicrography
10. 세포 정량화
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광수용체(photoreceptor), 리커버린 양성 세포(recoverin-positive cells)를 라벨링하기 위한 면역형광 기술을 통해 rd10 및 C57Bl6 동물에서 광수용체의 퇴행 패턴을 관찰할 수 있었으며, C57Bl6 동물은 건강한 것으로 간주되었습니다(그림 1). 보시다시피, 리커버린 양성 세포에 대한 라벨링은 광수용체가 발견되는 외핵층(ONL)에만 국한되며, rd10 및 야생형 동물 모두에서 이러한 세포 내부의 분절에 대한 라벨링을 포함합니다. 개발이 진행됨에 따라 두 동물 모두에서 형광 면역 염색이 보존되는 것을 관찰할 수 있지만 rd10 동물에서 ONL 두께가 감소하는 것을 관찰할 수 있습니다. 따라서 이 기술은 다양한 세포 유형의 패턴을 관찰하는 데 효과적입니다.
이와 관련하여, 이 프...
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망막은 접근하기 어려운 섬세한 조직입니다. 따라서 이 조직을 표적으로 하는 약물 치료를 수행하는 데 사용되는 기술을 고려해야 합니다. 유리체강 내 주사는 특히 연령 관련 황반변성 21, 당뇨병성 망막병증22, 색소성 망막염23과 같은 안과 질환의 치료에서 약물을 망막에 직접 전달하기 위해 잘 정립되고 널리 사용되는 기술입니다. 본 임상시험계획서에 따라 수많은 연구에서 망막층을 검사하기 위해 면역조직화학(immunohistochemistry)과 함께 유리체강내 주사를 사용했다 16,17,18. 이러한 발견은 이전 연구에서 입증된 바와 같이 망막 연구에서 이러한...
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저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.
이 작업은 리우데자네이루 주 연구 지원을 위한 카를로스 샤가스 필류 재단(FAPERJ)의 지원을 받는 연구 펠로우십 기간 동안 수행되었으며, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil(CAPES) - 금융 코드 001의 일부 자금 지원도 받았습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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| 광시야 현미경 | 라이카 마이크로시스템 | 즈 NA | 라이카 마이크로시스템즈 썬더 이미저(LED8 광원 및 LAS X 소프트웨어(3.7.1.21655). 형광 이미징의 경우, 외부 필터 휠(PN: 11536075)과 2개의 추가 단일 대역 필터(PN: 8118215)가 있는 맞춤형 쿼드 밴드 필터를 사용하여 패스당 7개의 염료 채널을 이미지화했습니다. 필터 여기, 이색성 및 방출선은 (1) 쿼드 밴드 큐브: 391/32, 479/33, 554/24, 638/31에서 이색성, 여기 또는 방출 필터 없음; (2) 외부 필터 휠 위치 1: 434/32, 위치 2: 520/40, 위치 3: 585/20, 위치 4: 720/60, 위치 5: 통과; (3) 단일 대역 1— 585/22 여기, 594 이색성, 625/30 방출; (4) 단일 대역 2— 635/20 여기, 647 이색성, 667/30 방출. |
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| 항체 | |||
| Ag85B | Abcam | ab43019 | 다클론 토끼 IgG, 사이클 1 |
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| BD Fc 블록 | BD Biosciences | 564220 | 1% 부피 |
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| 2차 항체 염색 용액 #2(주기 2) | |||
| BSA 프리 차단 완충액(주기 2) | 위 | 항체 추가 후 부피까지 보충 | |
| 나귀 항마우스 IgM AF488 | Jackson ImmunoResearch | 715-545-020/AB_2340844 | 1:100 |
| Strepavidin AF594 | Thermo Fisher Scientific | S11227 | 1:200 |
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