여기에서는 좌전하행 관상동맥(LAD) 표적 이중 활성 매듭 코일 결찰술에 의해 심근 허혈-재관류 손상을 유도하는 계획을 제안하며, 이는 2차 개흉술 없이 필요에 따라 재관류를 위해 시험관 내에서 방출될 수 있으며 최소 침습적입니다.
방법 논문
* These authors contributed equally
여기에서는 좌전하행 관상동맥(LAD) 표적 이중 활성 매듭 코일 결찰술에 의해 심근 허혈-재관류 손상을 유도하는 계획을 제안하며, 이는 2차 개흉술 없이 필요에 따라 재관류를 위해 시험관 내에서 방출될 수 있으며 최소 침습적입니다.
심근 허혈-재관류 손상(MI/RI) 모델은 심근경색의 병태생리학적 기전을 탐색하고 관련 약물 개발을 촉진하는 데 큰 의미가 있습니다. 그러나 일반적으로 사용되는 모델링 방법 중 전통적인 폴리에틸렌 튜브 보조 관상동맥 결찰 방법에는 상당한 단점이 있습니다. 결찰을 풀기 위해 가슴을 다시 열어야 하는데, 이는 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 실험 동물에게 상당한 손상을 입히고 쉽게 사망에 이를 수 있습니다. 본 연구의 목적은 개선된 모델 준비 방법을 도입하는 것이다. 이 방법에서는 좌전하행관상동맥(LAD)을 이중 라이브 매듭 코일을 사용하여 결찰하고 시험 관 내에서 라이브 매듭을 열어 재관류를 달성할 수 있으므로 두 번째 침습적 절차를 피할 수 있습니다. 심전도(ECG) 모니터링, M-모드 심초음파(ME) 측정, Evans Blue 및 2,3,5-트리페나이트-트라졸륨클로라이드 염색(EB-TTC)과 같은 평가 방법은 이 방법이 안정적인 MI/RI를 유도할 수 있음을 보여주었습니다. 이 개선된 MI/RI 모델 체계는 단순성과 속도가 특징이며 모델링 성공률은 매우 만족스럽습니다. 전반적으로 MI/RI 연구 분야에 종사하는 연구자들에게 실용적이고 가치 있는 지침을 제공합니다.
세계보건기구(WHO)에 따르면 관상 동맥 심장 질환은 높은 발병률, 높은 사망률, 높은 합병증 발생률을 특징으로 하는 심혈관 질환의 전 세계 부담에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 더욱이 이 질병은 점점 더 젊어지는 추세를 보이고 있습니다. 일부 선진국의 통계에 따르면 35세에서 40세 사이의 관상 동맥 심장 질환 발병률은 지난 10년 동안 약 15%-20% 증가했습니다. 약물 혈전용해술, 중재치료, 관상동맥우회술 등의 재관류 방법은 안전하고 효과적이며 널리 사용됩니다. 그러나 혈류의 갑작스러운 회복은 종종 허혈성 심근의 구조적, 기능적 손상을 악화시켜 일련의 부작용을 야기합니다. 여기에는 심근 세포 사멸 및 괴사, 부정맥 및 수축기 기능 장애가 포함되며 궁극적으로 심근 허혈-재관류 손상(MI/RI)1,2로 절정에 이릅니다. MI/RI 손상의 발생률은 25%-30%에 달하며 그 메커니즘은 완전히 밝혀지지 않았습니다3. 따라서 효과적인 예방 및 치료 전략을 모색하는 것은 심혈관 분야에서 해결해야 할 주요 문제가 되었습니다.
동물 모델은 심혈관 질환 연구에서 가장 중요합니다. 이는 MI/RI의 병리학적 메커니즘을 밝히고 새로운 치료 전략을 개발하는 데 없어서는 안 될 도구 역할을 합니다4. 심근 허혈-재관류 손상 동물 모델의 신뢰성과 안정성은 임상 실습에서 치료 전략의 성공적인 번역 및 적용에 직접적인 영향을 미칩니다. 좌전하행관상동맥(LAD)은 심근 허혈의 영향을 받는 일반적인 혈관입니다5. LAD를 결찰하여 구성된 MI/RI 모델은 인간 심근 허혈-재관류 손상의 병인 및 병리학적 과정과 매우 유사합니다6. 이러한 모델 중 전통적인 폴리에틸렌 튜브 보조 관상동맥 결찰 방법은 이전 연구에서 광범위하게 사용되었습니다. 그것의 광범위한 사용은 결찰력의 균일한 분포 및 혈관 내피에 대한 보호 정도와 같은 이점에 기인할 수 있습니다7. 그러나 많은 장점에도 불구하고 운영 세부 사항은 많은 연구자들 사이에서 논쟁의 초점으로 남아 있습니다.
전통적인 폴리에틸렌 튜브 보조 관상동맥 결찰법의 경우 재관류 중에 결찰을 풀기 위해 가슴을 다시 열어야 합니다. 현재 주요 수술 방법은 고전적인 개흉술 결찰법과 수정된 최소 침습 결찰법의 두 가지가 있습니다. 고전적인 개흉술 결찰 방법은 결찰을 위해 심장을 완전히 노출시키기 위해 가슴을 대규모로 절개해야 합니다6. 수정된 최소 침습 결찰 방법은 특수 기구를 사용하여 더 작은 절개8을 통해 결찰을 완료합니다. 재관류 단계에서 고전적인 개흉술 결찰 방법은 결찰을 풀기 위해 가슴을 다시 열어야 하는데, 이는 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 실험 동물에게 심각한 외상을 주어 사망에 이를 가능성이 높습니다. 또한, 반복적인 개흉술은 감염과 같은 합병증을 유발하여 실험 결과의 정확성을 방해할 수 있습니다 7,9. 또한, 각 개흉술의 정도가 완전히 일관되기가 어렵기 때문에 실험 데이터의 변동성이 증가합니다. 수정된 최소 침습 결찰법의 적용과 관련하여 절개 크기가 작음에도 불구하고 시술은 상당한 기술적 과제를 안겨줍니다. 이를 위해서는 실험자가 고도로 발전된 기술 숙련도를 보유하고 실체현미경과 같은 고급 정밀 기기에 의존해야 합니다. 이러한 기구의 도움 없이 밀폐된 공간에서 시도하면 의도치 않게 주변 조직을 손상시킬 위험이 높아집니다. 이는 결국 실험 결과의 안정성과 신뢰성을 훼손할 수 있습니다.
결과적으로 이러한 문제를 해결하기 위한 향상된 모델 준비 접근 방식이 시급히 필요합니다. 이 연구는 MI/RI를 모델링하기 위한 개선된 방법을 제시합니다. 이 방법은 이중 라이브 매듭 코일을 사용하여 LAD를 결찰하고 라이브 매듭의 시험관 내 방출을 가능하게 하여 재관류를 달성하여 두 번째 개흉술의 필요성을 제거합니다. 조작의 단순성과 숙달의 용이성을 특징으로 하는 이 방법은 심근 허혈-재관류 손상을 지속적으로 유도할 수 있어 MI/RI 분야의 연구자들에게 귀중한 참고 자료와 영감을 제공합니다.
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실험 프로토콜은 ShaanXi University of Traditional Chinese Medicine의 실험 동물 사용 및 기관 동물 관리 및 사용 위원회 지침(기록 번호: SUCML20240820006)에 따라 수행되었습니다. 모든 동물 연구 데이터는 ARRIVE(Animal Research: Reporting In Vivo Experiments) 지침에 따라 문서화되었습니다. 체중이 250g ± 20g이고 생후 6-8주인 수컷 Sprague Dawley(SD) 쥐를 이 연구에 활용했습니다. 사용된 동물, 시약 및 장비에 관한 세부 사항은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 수술 전 준비
2. 심전도(ECG) 모니터링(그림 1, 1단계)
3. 수술 부위 제모 및 소독(그림 1, 2단계)
4. 인공호흡기 매개변수 설정
5. 기관 삽관
6. 늑간 절개 준비
7. 좌전하행동맥(LAD) 국소화 및 결찰
8. 봉합사 및 흉부 음압 복원
9. 인공호흡기 분리
10. 허혈-재관류
11. M-모드 심초음파(ME) 결정 10
12. Evans Blue 및 2,3,5-Triphenyte-trazoliumchloride(EB-TTC) 염색
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심전도
심전도는 쥐 심장 결찰 전부터 허혈-재관류 후 120분까지 과정 전반에 걸쳐 기록되었습니다. 심전도 변화는 그림 2A에 나와 있습니다. 허혈 동안 ST 분절은 위쪽으로 아치형 융기를 보였고 T-파는 높고 최고조에 달했습니다. 재관류 후 ST 분절의 상승은 점차 하락했습니다.
저
심근 허혈-재관류 손상 후 일반적으로 좌심실 확장이 뒤따릅니다. 대조군 및 MI/RI 모델 그룹의 M 모드 심초음파(그림 2B1,B2)에서 LVIDd 및 LVID의 눈에 띄는 증가를 관찰할 수 있습니다(그림 2B5,B6).<...
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심근 허혈-재관류 손상 모델을 확립하기 위한 고전적인 방법인 관상동맥 결찰술은 심혈관 질환 연구에서 큰 의미를 갖습니다12. 1980년대부터 Yamamoto 등이 개척한 폴리에틸렌 튜브 보조 관상동맥 결찰법은 전 세계 과학 연구 실험실에서 널리 채택되었습니다. 이 방법은 제어 가능한 결찰력, 시각화된 작동, 허혈 시간의 정확한 조절 등 여러 가지 장점을 제공합니다. 이러한 특성은 심근경색의 병리학적 메커니즘에 대한 조사를 위한 강력한 기반을 제공했으며 수많은 중요한 연구 결과를 촉진했습니다. 그럼에도 불구하고 단점이 없는 것은 아닙니다. 이 방법으로 요구되는 개흉술은 필연적으로 실험 동물의 흉강 내 구조에 심각한 손상을 일으켜 수술 후 흉막 유착을 유발합니다. 흉막 유착은 실험 동물의 호흡 기능에 영향을 미칠 뿐만 아니라 심장 및 관련 혈관의 후속 관찰을 방해합니다14,15<...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
이 작업은 산시성 한의학 대학의 과학 기술 혁신 인재 프로그램(No. 2024-CXTD-03), 산시성 한의학 연구 프로젝트국(No. SZY-KJCYC-2025-JC-043) 및 산시성 과학기술부의 연구 개발 프로그램(No. 2024CY-JJQ-36).
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| 2,3,5-트리페나이트-트라졸륨클로라이드 | 상하이 Yuanye 생명공학 Co., Ltd. | S19026 | 심장 염색용 |
| 2.5mL 일회용 멸균 주사기 | Robust Ping An Medical Technology Co., Ltd. | 20231230 | 복강내 주사로 쥐를 마취제를 흡인하고 마취하는 데 사용됩니다. 폐흉 수술 중 쥐의 흉강에서 공기를 추출하는 데 사용됩니다. |
| 4% 파라포름알데히드 | 광저우 Viggs Biotechnology Co., Ltd. | SW002 | 색 후 심장 고정에 사용 |
| 4-0 봉합사 | Shandong Haidike Medical Products Co., Ltd. | 갈비뼈, 근육 및 피부 바누기용 | |
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| 동물 제모제 | Jinyun New Concept Household Products Co. | https://e.tb.cn/h.6NJe67IEMgxPfUt?tk=9boIVflb6mm | 제모용 |
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| Evans Blue | Sigma | E2129 | 심장 염색용 |
| 지혈 겸자 | 상하이 보좌관 의료 기기 Co. | https://e.tb.cn/h.6NQkHWD25dxnsv4?tk=xA1VVflTXjW | 인슐린 주사기를 고정하고 대동맥궁의 혈액을 멈추는 데 사용됩니다 |
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