Method Article

신경 수리 및 기능 회복 연구를 위한 마우스 좌골신경 절단/봉합 절차

DOI:

10.3791/68724

⸱

January 16th, 2026

 , 
1Barshop Institute for Longevity and Aging Studies, University of Texas Health Science Center at San Antonio, 2Department of Cell Systems and Anatomy, University of Texas Health Science Center at San Antonio, 3Department of Molecular Medicine, University of Texas Health Science Center at San Antonio

In This Article

Summary

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

이 프로토콜은 성체 등뿌리 신경절 뉴런을 이용한 말초 신경 재생을 연구하기 위해 쥐에서 좌골신경 절단 및 봉합 모델을 설명합니다. 이 연구는 신경 손상 후 축삭 재생, 근육 재신경 재생, 기능 회복에 대한 생체 내 분석을 가능하게 합니다.

Abstract

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

신경 수리는 축삭 손상 후 기능 회복에 매우 중요합니다. 그러나 중추신경계(CNS)의 성숙한 뉴런은 내재적 성장 능력 저하와 적대적인 환경 때문에 손상 후 축삭 재생 능력이 제한적입니다. 반면, 말초 신경계(PNS)의 뉴런은 강력한 재생 능력을 보입니다. 그중 성인 등뿌리 신경절(DRG) 뉴런은 말초 신경 손상 후 효과적으로 재생하는 능력으로 특히 잘 알려져 있어, 신경 수리의 세포 및 분자 메커니즘을 연구하는 데 이상적인 모델입니다. 여기서는 '루프-비포 랜섹션'이라 불리는 수정된 미세봉합 기법을 설명하는데, 마우스에서 좌골신경 절단 및 봉합 모델을 생성하고 축삭 재생 분석을 진행합니다. 행동 평가와 근육 재신경 자극도 기능 회복을 평가하는 데 입증되었습니다. 좌골신경 절단 및 봉합 후 동물은 처음에는 행동 결함을 보이지만, 보통 부상 후 30일경에 완전한 회복이 관찰됩니다. 손상 부위에 축삭 융합을 촉진하는 약물을 적용하면 기능 회복이 크게 가속화됩니다. 이 모델 시스템은 생체 내 포유류 신경 수리 메커니즘을 조사하는 강력한 도구를 제공합니다.

Introduction

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축삭 손상은 뇌 및 척수 손상의 흔하고 심각한 결과로, 외상성 손상, 신경독소 또는 신경 연결성을 방해하고 축삭 재생을 저해하는 신경학적 장애에 의해 자주 발생합니다 1,2. 모든 신경세포는 재생 능력을 가진 것이 아니며, 절단된 축삭 수리에 매우 중요합니다. 축삭 재생 속도는 뉴런의 고유한 성장 잠재력, 단백질 합성 효율, 세포골격 역학, 미엘린 잔해 제거, 성장 인자의 가용성 등 여러 요인에 의해 영향을 받습니다 3,4.

성체 포유류 중추신경계(CNS)에서는 축삭 손상이 재생 능력 저하를 초래하는데, 이는 주로 내재적 성장 촉진 인자의 부족과 억제성 외재 신호의 존재로 인해 발생합니다 1,5. 반면, 말초 신경계(PNS)의 축삭은 말초 신경세포의 고유한 자기 수리 메커니즘과 재생 촉진 프로그램의 빠른 재활성화 덕분에 손상 후 강력한 재생 능력을 가지고 있습니다. 손상 ....

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Protocol

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모든 동물 시술은 텍사스 대학교 샌안토니오 보건과학센터의 기관동물 관리 및 사용 위원회(IACUC)의 지침(프로토콜 번호: 20200082AR)에 따라 수행되었습니다. 여기서 설명한 JoVE 실험 절차에는 성체 수컷과 암컷 FVB 쥐(8-10주, 20-25g)가 사용되었습니다. C57BL/6 마우스(8-10주, 20-25g)는 정식 실험 이전에 실시된 예비 실습 수술에만 사용되어 다루기 및 봉합 정밀도를 최적화하였습니다. 이 실습 세션들은 '루프-선-전-절단(loop-before-transection)' 절차가 두 균주에서 유사한 결과를 보였음을 확인했으며; 따라서 이 원고에 제시된 모든 공식 데이터는 FVB 마우스에서 얻은 것입니다. 총 10마리의 FVB 쥐(수컷 5마리, 암컷 5마리)가 좌골신경 절개 수술을 위해 처음에 포함되었고, 이후 ML162 + PEG 치료를 받았습니다. 한 동물은 선천적 해부학적 변이를 보였는데, 좌골신경이 절단 부위 전에 두 개의 주요 가지로 갈라져 수술이 불완전하고 분석에서 제외되었다. 따라서 행동 및 조직학적 분석은 9마리의 동물에 대해 수행되었습니다(n = 9). 남녀 모두 재생 및 행동 회복에서 유사했으며, 성별 특이적 차이는 관찰되지 않았습니다. 추가로 한 마리의 마우스는 신경 절단 없이 이중....

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Results

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이전 PEG 융합 프로토콜18 은 일관된 수술 결과를 유지하고25번 봉합으로 인한 신경 손상을 최소화하도록 수정되었습니다. 절단 전에 신경을 관통하도록 봉합사를 삽입함으로써, 절단 후 핀셋으로 꼬집거나 바늘로 찌르는 손상을 최소화할 수 있었습니다. 신경을 관통하는 봉합사를 묶는 것이 기능에 미치는 영향을 시험하기 위해, 봉합사는 온전한 신경을 두 번 통과시키고 매듭을 지었습니다(그림 2A, SNT 없는 봉합사). 신경을 관통한 봉합사는 수술 후 30일 후 확인했을 때 신경에 흉터가 남지 않는 것으로 관찰되었습니다(그림 2A, SNT 없는 봉합). SNT 없이 봉합만 받은 쥐는 모든 행동 검사에서 완벽한 점수를 받아, 봉합사에 의한 신경 침투가 신경 기능에 영향을 미치지 않음을 나.......

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Discussion

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신경 절단 모델을 이용한 신경 재생 연구는 마우스 좌골신경에서 널리 수행되고 있습니다31,39. 하지만 크기가 작고 질감이 부드러워서 수술 도구로 부드럽게 다루기 어렵고, 봉합 시 조직이 찢어지기 쉽습니다. 과도한 조작이 수반되는 미세봉합 과정은 신경 변형과 외상을 초래할 수 있습니다. 불필요한 기구 자극을 최소화하더라도, 봉합된 신경의 과도한 움직임은 여전히 정렬 불균형을 초래하여 초기 기능 회복을 방해할 수 있습니다. 이러한 변수들은 절단 모델에서 실험 결과의 일관성과 신뢰성을 저해하여, 재현성을 보장하고 신경 손상을 최소화하는 외과적 접근법의 필요성을 강조합니다.

이 수술 절차는 외과의사의 개입을 최소화하면서 변수를 조절하도록 설계되었습니다. 이 수술 절차를 설계할 때 다음과 같은 고려사항이 고려되었습니다: (.......

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Disclosures

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

저자는 이해 상충을 공개할 필요가 없습니다.

Acknowledgements

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

이 작업은 NIA R01AG070214 L.C., NIA R01AG071591 L.C., NIA 1R01AG085545 to L.C.의 지원을 받았습니다. 내용은 전적으로 저자들의 책임이며 반드시 NIH의 공식 견해를 대표하지는 않습니다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
#55 겸자두모스타르-생물학11295-51양손에 하나씩. 10-0 나일론 봉합사를 잡으려면 두 명이 필요합니다.
10-0 나일론 봉합사데메테크NL761000,4F0P
4-0 나일론 봉합사매트릭스 위저드0197
항베타 튜불린R& D 시스템즈MAB1195
반 NF-200밀리포어 시그마N4142
Austerlitz 크기 000핀프리크 검사에 대해
CF488 결합-알파-분가로톡신바이오티움00005
해부 가위켄트 사이언티픽 
미세 봉합 가위켄트 사이언티픽 
홍채 겸자켄트 사이언티픽 
K& H 소형 동물 가열 패드K& H 반려동물 제품
ML162밀리포어 시그마SML2561
쥐 수술 키트켄트 사이언티픽 
바늘 홀더켄트 사이언티픽 
폴리에틸렌글리콜(PEG)밀리포어 시그마P5413
SCG10노부스 바이오로지컬스NBP1-49461
솜노스위트켄트 사이언티픽 이소플루란 마취를 위해
스플리터 겸자좌골신경을 노출시키는 데 사용되었습니다.

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Akram, R., et al. Axonal Regeneration: Underlying molecular mechanisms and potential therapeutic targets. Biomedicines. 10 (12), 10123186(2022).
  2. Sutherland, T. C., Geoffroy, C. G. The influenc....

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