마우스의 기침 및 재채기 반사의 정밀 유도 및 구별

Zhimin Ye; Rong Yi; Congping Shang

doi:10.3791/68999

방법 논문

마우스의 기침 및 재채기 반사의 정밀 유도 및 구별

DOI:

10.3791/68999

⸱

2025년 10월 3일

Zhimin Ye¹ , Rong Yi¹ , Congping Shang¹^,²^,³

¹School of Basic Medical Sciences, The Fifth Affiliated Hospital, Guangzhou Medical University, ²Guangzhou National Laboratory, ³Bioland Laboratory (Guangzhou Regenerative Medicine and Health Guangdong Laboratory)

이 논문에서

요약

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

본 연구는 기관과 비강에 특정 자극을 가하여 마우스의 기침 및 재채기 모델을 구축하고, 음향 신호의 차이를 분석하여 마우스의 기침과 재채기를 구별하는 오디오 기반 방법을 개발했습니다.

초록

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

중요한 호흡 방어 반사인 기침과 재채기는 기존 모델에 내재된 비특이적 자극에 의해 제약되는 메커니즘에 대한 연구를 보았습니다. 캡사이신 또는 구연산 분무와 같은 기존 방법은 기침(기관 C 섬유에 의해 매개됨)과 재채기(비강 삼차신경에 의해 매개됨)를 동시에 활성화하여 혼란스러운 행동 관찰을 초래할 수 있습니다. 이전 연구에서는 호흡 패턴이나 음향 신호를 분석하여 기침과 재채기를 구별하려고 시도했지만 이러한 연구에는 기관과 비강을 구체적으로 자극할 수 있는 모델이 부족합니다. 여기에서 우리는 기관(기침 유도)과 비강(재채기 유발)의 부위별 자극을 사용하는 쥐 모델을 개발했습니다. 동기화된 다중 모드 녹음, 전신 혈량 측정법(WBP), 광대역 초음파 마이크(0-250kHz) 및 고속 비디오 촬영(160fps)을 사용하여 기침과 재채기의 뚜렷한 생리학적 징후를 정량화했습니다. 우리의 연구 결과에 따르면 기침과 재채기 모두 단일 및 이중 피크 호흡 패턴을 나타내며 오디오 주파수 스펙트럼 구성에 상당한 차이가 있는 것으로 나타났습니다. 오디오 특징을 기반으로 좌표계를 구성함으로써 기침과 재채기를 효과적으로 구별하여 좌표축의 다른 사분면에 매핑할 수 있었습니다. 본 연구는 해부학적 특이적 자극과 음향적 특징 분석을 통해 기침과 재채기를 정량적으로 구별할 수 있는 마우스 모델을 확립하여 기도 방어 반사 조사 및 표적 치료제 개발을 위한 고정밀 실험 방법을 제공했습니다.

서론

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

기침과 재채기는 신체가 호흡기에서 이물질을 제거하는 데 중요한 방어 반사이며, 관련 신경 경로의 이상은 종종 만성 기침 및 비염과 같은 만성 질환을 유발합니다. 두 반사 모두 흡기 단계, 압축 단계 및 호기 단계 ^1,2를 포함합니다. 기침 반사는 주로 미주 신경에 의해 지배되는 기도 감각 뉴런에 의해 매개됩니다 ^3,4,5. 미주 뉴런은 기도로부터 기계적, 화학적 또는 전기적 자극을 받고 그 신호를 수질⁶의 고획핵(NTS)으로 전달합니다. NTS는 이 정보를 통합한 후 수질과 뇌교의 호흡 중추에 투사합니다⁷. 이러한 센터는 궁극적으로 관련 호흡근 그룹(예: 횡격막, 늑간 근육 및 후두 근육)을 조정하여 기침 동작을 실행하고 구강을 통해 호흡기에서 잠재적으로 유해한 자극 물질과 점액을 배출합니다 ^8,9,10. 재채기 반사는 주로 삼차 신경절 내의 비강 감각 뉴런에 의해 매개됩니다^11,12. 이들의 기계적 또는 화학적 자극은 척수 삼차핵(SP5)으로 전달되며, 이는 정보를 호흡 중추 13,14,15,16으로 전달합니다. 이 센터는 재채기를 시작하기 위해 관련 근육(예: 호흡근, 구개 근육 및 안면 근육)을 조절합니다¹⁷. 재채기의 강력한 호기 분사는 대부분의 공기를 코를 통해 내보내 자극 물질을 배출합니다 ^9,18. 기침과 재채기에 대한 연구는 호흡 방어의 신경 메커니즘을 밝히는 데 도움이 될 뿐만 아니라 만성 기침과 비염에 대한 치료 표적을 제공합니다. 이를 위해서는 강력하고 신뢰할 수 있는 동물 모델을 구축하는 것이 가장 중요합니다.

최근 몇 년 동안 마우스는 기침과 재채기의 신경 경로를 연구하기 위한 중추적인 모델 유기체로 부상했습니다 19,20,21. 현재의 지배적인 방법론은 여전히 에어로졸화된 각성제 화합물의 흡입을 통해 이러한 반사 행동을 유도하는 것을 포함합니다 ^8,20,22. 이 흡입 접근법의 중요한 한계는 자극이 비강과 기관 모두에 동시에 작용하여 재채기(삼차신경 경로를 통해)와 기침(미주 경로를 통해)을 매개하는 뚜렷한 감각 구심성 시스템을 비특이적으로 활성화한다는 것입니다. 이는 실험에서 유도된 행동 유형을 정확하게 구별하는 데 상당한 도전을 제기합니다. 이러한 불일치는 문헌에서 분명합니다: 일부 연구에서는 생쥐의 캡사이신 유발 호흡 반사를 재채기로 정의하는 반면²¹, 다른 연구에서는 이러한 반사가 기침과 재채기 구성 요소를 모두 포함한다고 보고합니다 ^8,22.

이 문제를 해결하기 위해 뚜렷한 반사 행동을 분류하기 위한 호흡 패턴 및 궤적 분석을 포함한 고급 방법론이 개발되었습니다⁸. 또 다른 연구에서는 기침과 재채기가 지속 시간, 주파수 변조와 같은 시간적 및 스펙트럼 특성에서 현저한 차이를 나타낸다는 것을 보여줍니다²². 그들의 연구는 기침이 더 낮은 피크 주파수 범위(20-80kHz)에서 에너지 농도를 나타내는 반면 재채기는 90kHz 이상으로 확장되는 구성 요소를 나타낸다는 점을 강조했습니다²². 이러한 음향 발산은 행동 식별을 위한 새롭고 비침습적인 프레임워크를 제공하여 전통적인 호흡 파형 분석을 보완합니다. 이러한 혁신에도 불구하고 기존 모델은 자극 전달에 있어 해부학적 특이성이 부족하여 종종 기관 및 비강 반사 경로를 혼란스럽게 하는 중요한 격차가 남아 있습니다. 이러한 한계는 호흡 반사를 목표로 삼고 연구하는 더 나은 방법이 필요하다는 것을 보여줍니다.

기도의 기계적 및 화학적 자극에 의해 유발되는 기침과 재채기의 기저 메커니즘에 대한 연구는 대형 동물 모델(예: 고양이)에서 광범위하게 수행되었습니다¹⁷. 그러나 소동물 모델(예: 기니피그, 쥐 및 생쥐)에서는 기술적 한계로 인해 일반적으로 화학적 자극을 달성하기 위해 에어로졸화된 화합물(예: 캡사이신 또는 구연산)에 의존해야 했습니다.

이 프로토콜은 마우스에서 기침과 유사한 행동 및 재채기와 유사한 행동을 유도하는 새로운 방법을 제안하고 이러한 호흡 반사를 정량화하고 특성화하는 새로운 방법 세트를 확립합니다. 이 접근법은 특징적인 발성을 식별하고 스펙트럼 특징과 음향 강도를 분석하여 생쥐의 기침과 재채기와 같은 행동을 구별하는 전략을 확립합니다. 이 새로운 방법론은 쥐 호흡 반사의 정량화를 표준화하고, 실험적 재현성을 향상시키며, 기침과 재채기 신경생리학에 대한 기계론적 이해를 심화할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

프로토콜

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

모든 실험은 광저우 연구소의 동물 사용 및 관리 프로토콜(GZLAB-AUCP-2024-04-A10)의 지침에 따라 수행되었습니다. 이 연구에는 8-10주 된 암컷 및 수컷 마우스 특이적 병원균이 없는 C57BL/6 마우스가 사용되었습니다.

1. 실험 준비

실험 동물의 준비
1. 음식과 물을 자유롭게 접근할 수 있는 케이지에 쥐를 가두고, 표준 12시간의 빛/암 주기 하에서 22 ± 1°C로 유지합니다.
캡사이신 용액의 준비
1. 10% 에탄올 및 10% Tween-80을 함유한 PBS에 캡사이신 분말 30.5mg을 용해시켜 10mM 원액을 제조합니다.
2. 원액을 생리 식염수에 1:100으로 희석하여 100μM 작업 용액을 준비합니다.
트리브로모에탄올(Avertin)의 제조
1. 트리브로모에탄올 0.5g을 1.5mL Eppendorf 튜브에 담습니다. 2-메틸-2-부탄올 1mL를 첨가합니다.
2. 완전히 용해될 때까지 어두운 곳에서 교반(400-600rpm)하면서 55°C에서 배양합니다(~20분).
3. 비커에 생리 식염수 40mL를 넣습니다. 저어주면서 용해된 트리브로모에탄올 용액을 적가합니다. 용해된 결정이 완전히 소멸될 때까지 계속 저어줍니다(~40분).
4. NaOH를 사용하여 pH를 7.0-7.3으로 조정합니다.

2. 기침 유사 행동 모델의 확립 및 기록

이식 캐뉼라 준비
1. 28G 바늘(ID: 0.19mm, OD: 0.35mm)을 ~5mm 캐뉼라로 자릅니다. 겸자를 사용하여 연마지로 양쪽 끝을 매끄럽게 합니다. 한쪽 끝을 실리콘 튜브(ID: 0.3mm, OD: 0.8mm)에 부착합니다. 1mL 주사기에 연결하고 캐뉼라를 물로 세척하여 개통성을 확인합니다.
2. 캐뉼라를 90:2 암 비율로 3°로 구부립니다. 더 긴 암을 실리콘 튜브에 삽입합니다(ID: 0.3mm, OD: 0.8mm, 길이 5cm; 그림 1A). 기관 이식을 위해 구부러진 끝을 지정합니다. 고정을 위해 실리콘 튜브를 기관에서 두개골까지 확장합니다(그림 1B).
녹음 장비 설정 준비
1. 전신 혈량 측정법(WBP) 시스템, 초음파 기록기, 고속 카메라, 미세 주입 펌프를 준비합니다.
마우스 그룹 할당
1. 마우스를 3개 그룹(n = 6/그룹)에 무작위로 할당합니다. i) 대조군: 정상적인 치료되지 않은 상태를 유지합니다. ii) 가짜 그룹: 자극 없이 기관 캐뉼라를 이식합니다. iii) 자극군 : 기관 캐뉼라를 이식하고 캡사이신을 투여하여 기침을 유도합니다.
수술
1. 트리브로모에탄올(125-250mg/kg)의 복강내 주사로 마우스를 마취시키고, 발가락 꼬집기에 대한 반응이 없어 완전한 마취를 확인합니다.
2. 마취된 마우스를 바로 누운 자세로 고정합니다. 두개골과 경추 털을 면도하십시오. 요오도포어로 소독하십시오. 수술용 가위를 사용하여 두개골을 노출시키기 위해 직경 약 5mm의 두피 원형 부분을 다듬습니다.
3. 현미경 아래: 경부 피부를 약 1cm 절개합니다. 기관을 노출시키기 위해 조직과 근육을 무뚝뚝하게 해부합니다. 32G 바늘을 사용하여 윤상골과 기관 연골 사이의 연조직을 천공합니다. 안과용 가위로 최소한의 기관 개구부를 만드십시오.
  알림: 조직 손상을 방지하기 위해 캐뉼라 직경에 충분한 개구부 크기를 유지하십시오.
4. 금속 캐뉼라(실리콘 피복)를 기관 내강에 ~1mm 삽입합니다. 7-0 봉합사로 캐뉼라-기관 접합부를 고정합니다.
  알림: 호흡 장애를 방지하기 위해 삽입 깊이를 1mm로 제한하십시오.
5. 목에서 두개골까지 피하로 무딘 터널을 뚫습니다. 실리콘 튜브를 두개골에 연결하고 치과용 시멘트로 고정합니다.
6. 봉합 자궁경부 절개. 의식이 있을 때까지 마우스를 가열 패드 위에 놓습니다. 5일 동안 새장에 가두세요.
7. 1mL 공기 주사기로 매일 기관 캐뉼라/튜브를 세척하십시오.
  참고: 기침 유도 전 24시간 이내에 홍조를 생략하십시오.
기침 녹음
1. 초음파 프로브를 포트 호환 밀봉 링으로 장착합니다. 밀폐 접촉을 보장하기 위해 프로브를 WBP 챔버 포트에 삽입합니다.
2. WBP 챔버, 유량 센서 및 바이어스 흐름을 연결합니다. 소프트웨어를 통해 보정합니다.
3. 두개골 고정 실리콘 튜브를 30cm 연장 튜브에 부착합니다. 마우스를 WBP 챔버에 놓습니다. 상단 포트를 통해 튜브를 확장합니다. 모델링 점토로 포트를 밀봉하십시오. 호흡 파형 피크가 4 ± 2 이내인지 확인하여 챔버 기밀성을 확인합니다.
4. 1mL 주사기에 5mL의 캡사이신 용액을 넣습니다. 기포를 제거합니다. 연장 튜브에 연결합니다. 주사기를 미세 주입 펌프에 장착하고 유량을 10μL ^min-1로 설정합니다.
  알림: 과도한 흐름은 캡사이신을 비강으로 운반할 수 있습니다.
5. 고속 카메라를 챔버를 향하게 배치합니다. 거리와 초점을 조정합니다. 샘플링 속도를 160fps(최대)로 설정합니다.
6. WBP, 초음파 및 카메라 소프트웨어를 동시에 시작합니다. 펌프를 작동시켜 캡사이신을 주입합니다. 10분 동안 기침 횟수를 기록합니다.

3. 재채기와 유사한 행동 모델의 확립 및 기록

실험 장비 준비
1. 쥐 비뼈에 자극 캐뉼라로 고정하기 위해 멸균 PE 튜브(ID: 0.5mm, OD: 1mm)를 준비합니다.
2. 트랜스 캐뉼라 비강 자극을 위해 직경 0.25mm의 멸균 나일론 필라멘트 1개를 준비합니다. Vonfrey의 교정 방법을 활용하면 5cm 길이의 필라멘트를 약 45°로 구부러질 때까지 저울에 수직으로 눌렀을 때 측정된 힘은 0.6g입니다.
녹음 장비 설정
1. 전신 혈량 측정법(WBP) 시스템 1대, 초음파 기록기 1대, 고속 카메라 1대를 준비합니다.
마우스 그룹 할당
1. 마우스를 3개 그룹(n = 6/그룹)에 무작위로 할당합니다. i) 대조군: 치료되지 않은 기준선 상태를 유지합니다. ii) 가짜 그룹: 자극 없이 비강 캐뉼라를 고정합니다. iii) 자극 그룹: 비강 캐뉼라 고정 + 필라멘트 자극 을 통해 재채기 유발.
수술
1. 트리브로모에탄올(125-250mg/kg)의 복강내 주사로 마우스를 마취시키고, 발가락 꼬집기에 대한 반응이 없어 완전한 마취를 확인합니다.
2. 두개골과 콧대의 털을 면도하십시오.
3. 정위 프레임에 마우스를 고정합니다. 요오도포어로 소독하십시오. 두개골과 코뼈 위의 피부를 절개합니다. 코뼈를 노출시킵니다.
4. 마이크로 드릴을 사용하여 코뼈와 비중격 연골의 측면 돌기 사이의 접합부에 0.5mm 구멍을 만듭니다. 코 점막을 노출시킵니다.
  알림: 조직 손상을 방지하기 위해 구멍 크기를 0.5mm로 제한하십시오.
5. 32G 바늘로 코 점막을 부드럽게 들어 올립니다. 비강을 노출시킵니다.
6. 정위 고정 암에 PE 튜브를 장착합니다. 튜브 팁을 버 구멍과 같은 높이로 배치합니다. 치과용 시멘트로 튜브를 코뼈에 고정합니다.
7. 의식이 돌아올 때까지 마우스를 가열 패드 위에 올려 놓습니다.
재채기 녹음
1. 설명서에 따라 WBP 챔버, 유량 센서 및 바이어스 흐름을 연결합니다. 소프트웨어를 사용하여 보정합니다.
2. 포트에 적합한 개스킷으로 초음파 프로브를 장착하십시오. 프로브를 챔버에 삽입합니다. 밀폐 밀봉을 확인합니다.
3. 마우스를 WBP 챔버로 옮깁니다. 상단 포트를 통해 PE 튜브를 확장합니다. 튜브 주위에 모델링 점토로 포트를 밀봉합니다. 호흡 파형 피크가 4 ± 2 이내인지 확인하여 챔버 기밀성을 확인합니다.
4. 고속 카메라를 챔버를 향하게 배치합니다. 거리와 초점을 조정합니다. 샘플링 속도를 160fps(최대)로 설정합니다.
5. 직경 0.25mm의 나일론 필라멘트를 부드러운 튜브를 통해 비강으로 0-3mm 깊이까지 전진시킵니다. 휴대용 튜브에서 돌출된 필라멘트 부분의 길이는 5cm입니다. 자극하는 동안 이 자유 끝이 45°로 구부러질 때까지 눌러 1초 동안 코 점막에 ~0.6g의 힘을 전달하고 30초에 한 번 반복합니다. 재채기 반응을 10분 동안 기록합니다.

4. 생쥐의 캡사이신 유발 기침 및 재채기

그룹 할당
1. 마우스를 가짜 수술군과 수술군으로 나눕니다(n = 5/그룹). 가짜 그룹: 양측 전방 사골 및 안와하 신경을 노출시킵니다. 수술 그룹: 횡단부 양측 전방 사골 및 안와하 신경.
초음파 분무
1. 행동실(20cm× 14cm× 17cm)을 준비합니다.
2. 최적의 모니터링을 위해 초음파 레코더와 카메라를 배치하십시오.
3. 분무기에 100μM의 캡사이신 용액을 넣습니다. 10분 동안 2분마다 30초 에어로졸 펄스를 전달합니다.
4. 초음파 레코더와 카메라를 사용하여 행동을 지속적으로 기록합니다.

5. 데이터 분석 프로세스

전신 혈량 측정법(WBP) 호흡 추적 분석
1. WBP 녹음 텍스트 파일을 Spike2 소프트웨어로 가져와 오디오 신호와 동기화합니다.
2. 단일 피크 및 이중 피크 호흡 패턴에 해당하는 오디오 신호를 분석하고 각 패턴에 대한 압축 단계의 지속 시간을 녹음합니다.
3. 호기기의 최저점을 중간점으로 선택하고 평균값을 계산하기 위해 전후 30초의 데이터를 가져옵니다.
오디오 파형 분석
1. 오디오 파일을 Spike2 소프트웨어로 가져오고, 개별 기침 또는 재채기 오디오를 선택한 다음, TXT 형식으로 내보냅니다(샘플링 속도는 100kHz로 설정되고 지속 시간은 0.1초).
2. TXT 파일을 Excel로 가져와 오디오 신호의 절대값으로 변환합니다.
3. GraphPad Prism 소프트웨어를 사용하여 50포인트의 스무딩 스플라인을 사용하여 오디오 파형의 절대값을 매끄럽게 합니다.
  참고: 과도한 변곡점을 피하면서 곡선이 원본 데이터에 근접하도록 하려면 50점의 평활 스플라인을 선택하는 것이 최적입니다. 값이 50점보다 큰 곡선으로 생성된 곡선은 50개 매개변수 곡선에서 무시할 수 있는 편차를 보여줍니다.
4. 평활화된 오디오 파형을 기반으로 시작점에서 가장 높은 지점까지의 기울기 k를 계산합니다.
오디오 스펙트럼 분석
1. 오디오 파일을 Spike2 소프트웨어로 가져옵니다.
2. 스펙트럼 분석을 위해 개별 기침 또는 재채기 오디오의 시작 및 종료 시점을 선택하고 스펙트럼 분석 결과를 내보냅니다.
3. GraphPad Prism을 사용하여 스펙트럼 분석 곡선을 생성하고 곡선 아래 면적을 계산합니다.
4. 기침과 재채기를 구별하기 위해 30-60kHz와 0-30kHz 주파수 대역 사이의 곡선 아래 면적의 비율을 계산합니다.
복합 지수 계산
1. 기울기 k와 스펙트럼 분석 곡선 아래 면적의 비율에 대해 자연 로그 변환(ln)을 수행하여 데이터의 식별 가능성을 향상시킵니다.

6. 통계 분석

데이터는 SEM± 평균으로 표시됩니다. 두 그룹 간의 통계적 비교는 t-테스트와 양방향 ANOVA를 사용하여 수행되었으며 P < 0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다. 모든 분석은 GraphPad Prism 소프트웨어로 수행되었습니다.

결과

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

본 연구에서는 전신 혈량 측정법(WBP)과 초음파 기록 기술을 이용하여 마우스의 기침 및 재채기 행동의 호흡 패턴에 대한 자세한 분석을 수행했습니다. 결과는 기관 또는 비강 수술을 받은 마우스가 순진한 대조군과 비슷한 기침 및 재채기 반응성을 나타내는 것으로 나타났습니다. 그러나 캡사이신(화학적) 및 기계적 자극은 외과적으로 준비된 동물에서 기침 및 재채기 반사를 효과적으로 유발합니다(그림 2A,B). WBP 결과에 따르면 두 행동 모두 단일 및 이중 피크 패턴을 나타내며 호흡 패턴의 배출 단계에서 소리 신호가 나타났습니다(그림 3A,C,E,G). 추가 초음파 분석은 뚜렷한 음향 프로파일을 나타냈습니다: 기침 소리는 주로 0-30kHz 주파수 범위 내에서 순간적으로 발생하는 최대 강도와 더 짧은 지속 시간으로 갑작스럽게 시작되었습니다(그림 3B,D; 지원 비디오 S1). 재채기 소리는 최대 진폭, 광대역 주파수 분포(0-80kHz) 및 연장된 지속 시간까지 점진적인 강도 축적을 나타냈습니다(그림 3F,H; 지원 비디오 S2). 통계 분석 결과 단일 피크 기침 행동의 평균 압박 단계는 32.39 ± 0.73ms로 이중 피크 기침 행동의 53.17 ± 2.29ms보다 현저히 짧은 것으로 나타났습니다(그림 4A,B,C). 단일 피크 재채기 행동의 평균 압축 단계는 44.03 ± 1.84ms로 이중 피크 기침 행동의 평균값보다 낮았고, 이중 피크 재채기 행동의 평균 압축 단계는 74.24 ± 1.29ms로 단일 피크 재채기 행동보다 훨씬 길었습니다(그림 4E,F,G). 또한 기침 행동에서 단일 피크 패턴의 발생 비율은 77.55 ± 2.10%였으며(그림 4D), 재채기 행동에서 단일 피크 패턴은 32.42 ± 5.88%에 불과했으며 이중 피크 패턴은 67.58 ± 5.88%를 차지했습니다(그림 4H). 오디오 지속 시간에 대한 통계 분석은 기침과 재채기 오디오 시간 사이에 상당한 차이가 있음을 보여주었지만 둘 사이에는 상당한 중복이 있었습니다(그림 5A). 기침과 재채기의 초음파 오디오에 대한 스펙트럼 분석을 통해 기침 오디오의 주파수 스펙트럼은 주로 0-30kHz 범위에 집중된 반면 재채기 오디오는 0-60kHz 범위에서 더 높은 비율을 보였다는 것을 발견했습니다(그림 5B). 기침 오디오도 30-120kHz 범위의 주파수를 가졌지만 저주파의 비율은 항상 고주파의 비율보다 높았습니다. 따라서 시작점에서 최대값까지의 소리 강도 기울기(그림 5C)를 수직 좌표로 사용하고 30-60kHz에서 0-30kHz(그림 5D)의 에너지 비율을 수평 좌표로 사용하여 기침과 재채기 오디오를 효과적으로 구별할 수 있는 좌표계를 설정했습니다. 또한, 이 좌표계에서는 단일 피크 및 이중 피크 기침과 단일 피크 및 이중 피크 재채기 사이에 유의미한 차이가 없었습니다(그림 5E).

다음으로, 우리는 앞서 언급한 분류 방법을 사용하여 마우스에서 캡사이신 분무에 의해 유발된 기침 및 재채기 행동을 분류했습니다. 우리는 캡사이신 분무에 의해 유발된 기침 및 재채기 행동이 동일한 좌표 위치에서 특정 자극에 의해 유발되는 행동과 겹치는 것을 발견했습니다(그림 5F,G). 비강 감각 구심성 신경(전방 사골 및 안와하 신경)의 절개 후, 캡사이신 분무는 재채기 관련 음향 신호를 크게 감소시킨 반면 기침 관련 오디오 프로필은 영향을 받지 않았습니다(그림 5H,I).

figure-results-1
그림 1: 자극된 기관 및 비강 모델의 수술에 대한 개략도. (A) 기관에 이식된 카테터의 개략도. (B) 정면(왼쪽) 및 관상(오른쪽) 평면은 마우스의 기관에 이식된 카테터의 위치를 보여줍니다. (C) 시상면은 비강 내 카테터 이식 위치와 필라멘트 섬유 자극 위치를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

figure-results-2
그림 2: 부위별 자극에 의해 유발된 기침 및 재채기와 유사한 행동의 정량화. (A) 정상 대조군, 가짜 그룹 및 기계적 비강 자극 그룹의 재채기 정량화. 가짜 그룹은 대조군과 비슷한 재채기 빈도를 보였습니다. 기계적 비강 자극은 재채기 사건의 상당한 증가를 불러일으켰습니다. (B) 정상 대조군, 가짜 그룹 및 캡사이신 기관 챌린지 그룹의 기침 정량화. 가짜 그룹은 대조군에 비해 기침 빈도에 유의미한 차이가 없었습니다. 캡사이신 기관 자극은 기침 횟수를 크게 증가시켰습니다. 데이터는 SEM± 평균, ***P < 0.001, ****P < 0.0001로 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

figure-results-3
그림 3: 기침과 재채기의 호흡 흔적 및 사운드 오실로그램. (A) 캡사이신에 의해 유발된 기침 중 단일 피크 호흡 흔적 및 오디오 녹음을 보여주는 대표적인 이미지. (B) A의 기침 오디오 녹음의 사운드 오실로그램(상단) 및 스펙트로그램(하단). (C) 캡사이신에 의해 유발된 기침 중 이중 피크 호흡 흔적 및 오디오 녹음을 보여주는 대표적인 이미지. (D) C로 기침 오디오 녹음의 사운드 오실로그램(상단) 및 스펙트로그램(하단). (E) 기계적 자극에 의해 유도된 재채기 중 단일 피크 호흡 흔적 및 오디오 녹음을 보여주는 대표적인 이미지. (F) E의 재채기 오디오 녹음의 사운드 오실로그램(상단) 및 스펙트로그램(하단). (G) 기계적 자극에 의해 유도된 재채기 중 이중 피크 호흡 흔적 및 오디오 녹음을 보여주는 대표적인 이미지. (H) 재채기 오디오 녹음의 사운드 오실로그램(상단) 및 스펙트로그램(하단)은 G입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

figure-results-4
그림 4: 기침 및 재채기와 유사한 행동의 호흡 흔적의 단일 및 이중 피크. (A) 단일 호흡 피크(n = 52)가 있는 기침 유사 행동의 평균(빨간색) 및 개별(회색) 및 평균(빨간색) 호흡 흔적. (B) 이중 호흡 피크(n = 29)가 있는 기침과 유사한 행동의 평균(빨간색) 및 개별(회색) 및 평균(빨간색) 호흡 흔적. (C) 캡사이신에 의해 유발된 기침에 대한 단일 및 이중 호흡 피크 압축 단계의 지속 시간(단일 피크 n = 52, 이중 피크 n = 29). (D) 기침에서 단일 및 이중 호흡 피크 추적의 평균 비율(n = 6마리 마우스). (E) 단일 호흡 피크(n = 40)가 있는 재채기와 유사한 행동의 평균(빨간색) 및 개별(회색) 및 평균(빨간색) 호흡 흔적. (F) 이중 호흡 피크(n = 74)가 있는 재채기와 유사한 행동의 평균(빨간색) 및 개별(회색) 및 평균(빨간색) 호흡 흔적. (G) 기계적 자극에 의해 유발된 재채기에 대한 단일 및 이중 호흡 피크 압축 단계의 지속 시간(단일 피크 n = 40, 이중 피크 n = 74). (H) 재채기에서 단일 및 이중 호흡 피크 흔적의 평균 비율(n = 6마리 마우스). 데이터는 SEM± 평균, ****P < 0.0001로 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

figure-results-5
그림 5: 기침 및 재채기 소리 오실로그램의 주파수 및 파형 분류. (A) 기침 및 재채기의 초음파 지속 시간의 정량화. (B) 기계적 자극으로 인한 재채기(n = 69, 검은색) 및 캡사이신 유발 기침(n = 140, 빨간색)의 평균 스펙트로그램 분석. (C) 사운드 오실로그램의 기울기를 계산하기 위한 대표적인 개략도. 스플라인 평활화의 비교 분석에 따르면 25점에서는 과도한 스무딩이 원본 데이터 특징을 가리는 반면, 50점(예: 75점)을 초과하는 값은 50점의 스플라인 곡선과 상당한 겹침을 보여주지만 추가 변곡점을 도입합니다. (D) 스펙트럼 분석 결과를 사용하여 GraphPad Prism에서 서로 다른 주파수 곡선 아래의 면적을 계산하는 면적 비율 계산의 대표적인 개략도. 면적 비율은 30-60kHz 곡선 아래 면적과 0-30kHz 곡선 아래 면적과 같습니다. (E) 기계적 자극으로 인한 재채기 및 캡사이신 유발 기침 사운드 오실로그램의 주파수 및 파형 분류, y축은 기준선에서 피크까지의 음파 기울기의 지수를 나타내고 x축은 30-60kHz와 0-30kHz 사이의 음파 비율의 지수를 나타냅니다. (F) 캡사이신 분무 유발 재채기(n = 36, 검은색) 및 캡사이신 분무 유발 기침(n = 42, 빨간색)의 평균 스펙트로그램 분석. (G) 캡사이신 분무 유발 재채기(n = 36, 검은색) 및 캡사이신 분무 유발 기침(n = 42, 빨간색) 사운드 오실로그램의 주파수 및 파형 분류, y축은 기준선에서 피크까지의 음파 기울기의 지수를 나타내고 x축은 30-60kHz와 0-30kHz 사이의 음파 비율의 지수를 나타냅니다. (H) 전방 사골 및 안와하 신경이 절개된 그룹과 가짜 수술 그룹의 캡사이신 유발 재채기 반사에 대한 통계 데이터. (I) 전방 사골 신경 및 안와하 신경이 절개된 그룹과 가짜 수술 그룹의 캡사이신 유발 기침 반사에 대한 통계 데이터. 데이터는 SEM± 평균, **P < 0.01, ****P < 0.0001로 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

보충 비디오 1: 기침과 같은 행동의 비디오는 오디오 스펙트로그램과 동기화되어 정상 및 0.1배속으로 표시됩니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.

보충 비디오 2: 재채기와 같은 행동의 비디오는 오디오 스펙트로그램과 동기화되어 정상 및 0.1배속으로 표시됩니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.

토론

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

본 연구에서는 캡사이신으로 기관을 특이적으로 자극하고 비강을 기계적으로 자극함으로써 마우스의 기침과 재채기 행동을 성공적으로 유도하였다(^8,17). 우리는 전신 혈량 측정법(WBP), 오디오 및 비디오 녹화에서 동시에 데이터를 수집했으며 오디오 주파수 비율과 소리 강도 기울기가 마우스의 기침 및 재채기 행동을 효과적으로 구별할 수 있음을 발견했습니다 ^8,23.

관련된 수술 절차의 섬세한 특성을 고려할 때 몇 가지 중요한 단계에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 첫째, 기관 수술 시 이식된 기관내 캐뉼라를 최대한 얇게 하고 얕은 깊이로 삽입하여 호흡곤란이나 사망으로 이어질 수 있는 기도 폐쇄를 방지해야 합니다. 더욱이 기관 내 분비물이 카테터를 쉽게 막을 수 있으므로 매일 카테터 청소가 중요합니다. 캡사이신을 투여할 때는 재채기 반사를 유발할 수 있는 비강으로의 역행성 흐름을 방지하기 위해 주사 속도를 주의 깊게 조절해야 합니다. 둘째, 비강 뼈 이식 수술 중 쥐의 과도한 손상을 방지하기 위해 뚫은 구멍의 크기가 중요합니다. 카테터는 비강의 과도한 자극이나 정상적인 호흡 방해를 방지하기 위해 너무 깊게 삽입하지 않고 코뼈 높이에 배치해야 합니다. 궁극적으로 실험에는 정확한 수술 절차의 구현이 필수적입니다. 마우스의 부상을 최소화함으로써 회복을 가속화할 수 있을 뿐만 아니라 보다 정확한 실험 행동 반응을 기록할 수 있습니다. 이러한 수술 방법은 모델의 신뢰성을 높이고 고품질 데이터를 보장하는 데 도움이 되므로 기침 및 재채기와 같은 호흡 반사 행동을 연구하기 위한 견고한 실험 기반을 제공합니다.

전통적으로 기침 행동 모델링은 기침을 유도하기 위해 캡사이신 및 구연산과 같은 화합물의 분무에 의존해 왔습니다^24,25. 그러나 이 접근법에는 주목할만한 한계가 있습니다: 기침을 유발할 뿐만 아니라 동시에 재채기 반사를 유발할 수도 있습니다 ^8,22. 또한, 에어로졸화된 자극에 대한 민감도의 상당한 개인 간 가변성이 관찰되었으며²⁶, 마우스의 하위 집합은 기침 반응을 전혀 나타내지 않았습니다. 대조적으로, 이 연구에서 개발된 새로운 기계적 자극 패러다임은 안정적인 기침과 같은 행동을 달성하는 동시에 교체 가능한 액추에이터를 통해 자극을 유연하게 맞춤화할 수 있습니다. 유사하게, 에어로졸화된 제제를 사용하는 기존의 재채기 모델은 부수적인 기침을 자주 유발하기 때문에 행동 특이성이 좋지 않다²², 이로 인해 이러한 뚜렷한 호흡 반사 사이의 구별이 복잡해집니다.

이전 연구에서는 캡사이신을 사용하여 마우스 기침 및 재채기 모델을 확립하고 전신 혈량 측정법(WBP)⁸로 기록된 호흡 패턴(단일 또는 이중 피크)의 특성을 기반으로 둘을 구별했습니다. 우리의 연구 데이터에 따르면 유도된 기침 행동에서는 단일 피크 호흡 패턴이 발생의 77.55 ± 2.10%를 차지한 반면, 재채기 행동에서는 단일 피크 패턴이 32.42 ± 5.88%를 차지했습니다. 이러한 결과는 WBP 호흡 패턴에 기반한 분류 방법이 대부분의 경우 효과적이지만 한계가 있고 두 행동 사이의 완벽한 구별을 허용하지 않음을 확인합니다. 또한 일부 연구에서는 오디오 신호의 지속 시간 및 주파수 특성을 사용하여 기침과 재채기를 구별하려고 시도했습니다²². 재채기 행동에 대한 오디오 신호의 평균 지속 시간은 일반적으로 기침보다 길지만 개별 이벤트의 지속 시간 사이에는 상당한 중복이 존재합니다. 따라서 오디오 지속 시간을 구별 지표로 사용하는 것은 충분한 식별력이 부족할 수 있습니다. 더욱이, 기침과 재채기에 대한 스펙트럼 분석은 명확한 경계를 밝히지 못했습니다: 가벼운 기침은 저주파 신호로만 나타날 수 있는 반면, 격렬한 기침은 재채기와 유사한 스펙트럼 특성을 가진 상당한 고주파 성분을 포함하는 소리를 생성할 수 있습니다. 특히, 기침 사건은 지속적으로 더 높은 비율의 저주파 에너지를 나타냅니다. 대조적으로, 고주파 에너지와 저주파 에너지의 비율(High-to-Low Frequency Energy Ratio)은 기침과 재채기 행동을 구별하기 위한 보다 차별적인 음향 기능을 제공할 수 있습니다.

우리의 혁신은 공간적으로 제한된 기계적 자극을 통해 이러한 한계를 해결합니다. 정제된 행동 모델은 (1) 자극 적용 안정화 프로브의 밀리미터 수준의 정밀도와 (2) 향상된 행동 특이성의 두 가지 이점을 보여줍니다. 또한, 기침과 재채기 음향에 대한 광범위한 분석을 통해 이러한 행동은 고주파 에너지 비율과 저주파 에너지 비율에 통계적으로 유의미한 차이가 있는 뚜렷한 소리 강도 프로필을 나타내는 것으로 나타났습니다. 또한, 기침과 재채기 사건에 대한 포괄적인 음향 분석을 통해 이러한 행동 간의 독특한 소리 강도 프로필이 밝혀지며, 고주파 에너지 비율과 저주파 에너지 비율의 통계적으로 유의미한 차이가 수반됩니다. 또한, 이 분류 방법은 캡사이신 분무에 의해 유발된 기침 및 재채기 행동의 음향 기록에서도 가능합니다. 종합적으로, 이러한 음향 매개변수는 기침과 재채기를 구별하기 위한 객관적이고 정량화 가능한 표준을 설정하는 다차원 특징 공간의 개발을 가능하게 했습니다. 그 결과는 교란 요인을 줄이고 재현성을 개선한 기도 방어 메커니즘을 조사하기 위한 좋은 표준을 확립합니다. 이는 호흡 반사 연구의 오랜 문제를 해결할 뿐만 아니라 기침 및 재채기 신경 회로에 대한 정확한 신경 조절 연구를 위한 길을 열어줍니다.

이 방법은 생쥐의 기침과 재채기 행동을 효과적으로 유도하지만 여전히 몇 가지 한계가 있습니다. 분무 유도에 비해 수술은 시술 중 손상을 최소화하려고 노력하더라도 마우스에게 어느 정도 부상을 입힐 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 수술은 여전히 기침과 재채기 행동을 안정적으로 유도할 수 있으며, 이는 수술 자체가 이러한 자극에 대한 쥐의 민감도를 감소시키지 않음을 나타냅니다. 행동 표현형에서도 기술적 과제가 나타났습니다. 음향 신호 충실도를 위해서는 진폭 포화를 피하면서 신호 대 잡음비의 균형을 맞추기 위해 피사체의 마이크 배치를 정밀하게 보정해야 했습니다. 또한, 자극 전달 카테터와 전신 혈량 측정법(WBP) 챔버의 통합에는 카테터가 마우스의 자연스러운 움직임이나 자극 전달을 방해하지 않고 챔버 상단에서 확장되어야 하는 특수 설계가 필요했습니다. 요약하면, 수술 방법의 한계에도 불구하고 생쥐의 기침 및 재채기 행동을 안정적으로 유도하는 효과적인 수단을 제공하며, 세심하게 설계된 실험 과정을 통해 마우스의 손상을 최소화하여 정확한 행동 데이터 수집을 보장할 수 있습니다.

결론적으로, 이러한 섬세한 수술 조작과 엄격한 실험 설계를 통해 우리는 생쥐의 기침과 재채기 행동을 안정적으로 유도하는 모델을 구축하여 이 두 가지 호흡 반사 행동에 대한 추가 연구를 위한 신뢰할 수 있는 실험 기반을 제공했습니다.

공개 사항

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

저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

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

이 작업은 중국 국가 핵심 R&D 프로그램(STI2030-주요 프로젝트-2021ZD0202400 to CS), 중국 국가 자연 과학 재단(32422032 및 32271069 to CS), 광둥 특별 지원 계획(2023TQ07A609 to CS), 광저우 국립 연구소의 주요 프로젝트(MP-GZNL2024A02001-02 및 보조금 번호. GZNL2024A02001 C.S.로). 모든 데이터는 광저우 국립 연구소에 보관되어 있습니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름	회사	카탈로그 번호	댓글
0.25mm 나일론 필라멘트			https://item.taobao.com/item.htm?app =웨이신& bc_fl_src=share-1041234389 826863-2-1& bxsign=scdVy4Xlh07ZND yojKnPqZ8vQnR_0pjarQFoQH9h636l au-W1sONf-RPbGobT6VinB8J0CrFC xRXoB-tghl13JMFQh3DrBLpqflgMRg DY2repq1fcQGIoPm4AuDfQSUQXE p& CPP=1& h5_spm=a-tb-item.b-tb-ite m& id=595514372480& share_crt_ v=1& shareurl=true& short_name=h .hIi5xvPc8rHTjez& sp_tk=eDdVczR SSG1vODU%3D& SPM=A2159R.13 376460.0.0& tbSocialPopKey=shar eItem& tk=x7Us4RHmo85& un=B3 859EAB62EF44248bd7Bab98FF2 63& un_site=0& ut_sk=1.ZZv9EYy wWWkDAI%2FaThaoYLYt_2164 6297_1755074424775.TaoPassw ord-WeiXin.1& wxsign=tbwr_qqSc esj7OBC_MTN-urBRm3r6GFm9t SERXxmOXNfgDGI3usP8mgVRu QmtuQ3LRrt9OkMGFP3XV55Hpp DzZZUQ4jUaki80cL79BKkrc85YE 5VYZfdiqppGkhao6kzkKF& x-ssr=참
28G 바늘			https://item.taobao.com/item.htm? 앱=weixin& bc_fl_src=share-1041 234389566731-2-1& bxsign=scdfvM o7l21o6H5xXAgtKjf4TGT54QtHpk ED6yQRvvPvkGUKWiNyteUooM8e 6wcMmSKQpRsUCHjVo1q6Cliyp61 S3Nr1VadjTYKEJ1_SxSFZln_zI-0U omdKkkegvM6O5Rr& CPP=1& h5_sp m=a-tb-item.b-tb-item& id=670272 286239& share_crt _v=1& shareurl=true& short_name= h.hIiUFWFOj35n1LJ& sp_tk=eHFJ QTRSSE9xZDc%3D& SPM=A2159 R.13376460.0.0& tbSocialPopKey= shareItem& tk=xqIA4RHOqd7& un =b3859EAB62EF44248bd7Bab98ff eb263& un_site=0& ut_sk=1.ZZv9 EYywWWkDAI%2FaThaoYLYt_2 1646297_1755074424775.TaoPa ssword-WeiXin.1& wxsign=tbwwJc wF20yLPkLax6kR7BPCJ3uPXx_ KPLTBjHUIph1nmN96mu0vYRC 0-DQxpG6mWPKWPZwSElseb HTR6nMzL7zthSG_67CIodTi_3i bFk7SKNFmbLeg1MVSDl9YzKs axPI& x-ssr=참
2-메틸-2-부탄올	시그마-올드리치	240486-100ML
Avisoft RECORDER USGH	아비소프트		초음파 기록을 위해
뇌 입체 주사기	후륜구동	68801
캡사이신	MCE	HY-10448
전자 저울	상하이 주정	BSM-220.4
그래프패드 프리즘	그래프패드 소프트웨어		그래프 및 데이터 분석에 사용됩니다
고속 카메라 시스템	필러	20102748
요오도포르	리르콘		https://www.lircon.cn/products_details/218.html
마이크로 인젝션 펌프	시마이나노텍	XMSP-C
조형 점토			https://detail.tmall.com/item.htm? app=weixin& bc_fl_src=share-10 41234985980666-2-1& bxsign=s cdTRuE_YDJUf3ImFGBBqpft8S OgQqVocuYNmXEUcLyxiJX85R eVH8uZxdnVBKeXGONiCQ_Fc UDXoNcDga8mP3sClXi1CKRn R6SHFSitGVUGOFOA7eGoZT 38cLXHb8wUW-S& CPP=1& h5_ spm=a-tb-item.b-tb-item& id=61 1429671875& share _crt_v=1& shareurl=true& short _name=h.hs0LTq88ockDBN6& sp_tk=cldZNjRSREhKUDU%3 D& spm=a2159r.13376460.0.0 & tbSocialPopKey=shareItem& tk=rWY64RDHJP5& un=B385 9EAB62EF44248bd7B98ffeb 263& un_site=0& ut_sk=1.ZZv9 EYywWWkDAI%2FaThaoYLYt _21646297_1755091386528.T aoPassword-WeiXin.1& wxsign =tbwPFmvLRyYmleaKSyVP7W t1XJnfAXUas_u1d5JJPUA91z9 4BTPKze3BbE2bNJHvC4-agGF ARD4JFW0c8hjdn7Z1Mfk1qgIZ VJ2SaGNFy8b809h3okigHQkp8 LhDopd5-VF& x-ssr=true
네뷸라이저	유웰	M105	캡사이신 분자 작업을 위해
PE 튜빙	후륜구동	62323
실리콘 튜빙			https://item.taobao.com/item.htm? id=618505617112& pisk=gFrice1c WPu1u5K6Stm15sEF8l7d5cijiSK xMmhV8XlBXSntDD-EBYH2ux8Z Ty27ifBf5cUniWPn_S2fCxl4gScY WwI8CRij0_Uc2ge6-dJRw5xZ3p Wqex8NpV5Fxrz-0_CR2epE51n 4Mg0bwy8EFXkZ3m8NK2krnm Z7jWnTxDWuCPq09XnnYxw_xu qLMksIm8q7n-ULYH-QCuZ72W nhX8Z0mPqY9DjTjoq0b1J0bq4A k5cCgtoXJh0xA0iaJbW0nvrQQhu QN-D0k4n8bR-tn-4xA2cQfKHqZ hzPf3-MWSpjm2En5hLag-nY44 7HxVGjhoT8yZsXkCkMVmK_4z q-OSaKccirl3lD1igu5Zm5PvfFJo aOzGS7w1IKlE-obgHT1yLKfuuo5 CB0fUuLW08vBK-cWa4gxVesglW 8U8O0ngpWb8XlVkIKbKQBDHRe 4RzM9XHPNgZdACRK9YXlVkIKb BhKUOj7vMOw& SPM=A21xTW.291 78619.0.0
Spike2 소프트웨어	스파이크2		호흡 추적 및 오디오 분석에 사용됨
스핀뷰	필러		고속 비디오 녹화에 사용
트리브로모에탄올	시그마-올드리치	T48402-100G
울트라사운드게이트 116Hme	아비소프트	116Hme/63
WBP는 소프트웨어 추천을 표합니다	토-인-테크		WBP 녹음에 사용
WBP 체체 플레티스모그래피 시스템	토-인-테크	2403-3204

참고문헌

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

Umayahara, Y., et al. Clinical significance of cough peak flow and its non-contact measurement via cough sounds: a narrative review. Appl Sci (Basel). 10 (8), 2782(2020).
Nonaka, S., Unno, T., Ohta, Y., Mori, S. Sneeze-evoking region within the brainstem. Brain Res. 511 (2), 265-270 (1990).
Canning, B. J., et al. Anatomy and neurophysiology of cough: chest guideline and expert panel report. Chest. 146 (6), 1633-1648 (2014).
Mazzone, S. B., Undem, B. J. Vagal afferent innervation of the airways in health and disease. Physiol Rev. 96 (3), 975-1024 (2016).
Canning, B. J., et al. Identification of the tracheal and laryngeal afferent neurones mediating cough in anaesthetized guinea-pigs. J Physiol. 557 (Pt 2), 543-558 (2004).
Driessen, A. K., et al. A role for neurokinin 1 receptor-expressing neurons in the paratrigeminal nucleus in bradykinin-evoked cough in guinea-pigs. J Physiol. 598 (11), 2257-2275 (2020).
Lu, H., Cao, P. Neural mechanisms underlying the coughing reflex. Neurosci Bull. 39 (12), 1823-1839 (2023).
Gannot, N., et al. A vagal-brainstem interoceptive circuit for cough-like defensive behaviors in mice. Nat Neurosci. 27 (9), 1734-1744 (2024).
Bourouiba, L., Dehandschoewercker, E., Bush, J. W. M. Violent expiratory events: on coughing and sneezing. J Fluid Mech. 745, 537-563 (2014).
Al-Biltagi, M., Bediwy, A. S., Saeed, N. K. Cough as a neurological sign: what a clinician should know. World J Crit Care Med. 11 (3), 115-128 (2022).
Korpás, J., Tomori, Z. Cough and other respiratory reflexes. , Karger, Basel. (1979).
Rui, Y., et al. The sneeze reflex in physiological and pathological states: a mini review. Front Neurosci. 19, 1598027(2025).
Batsel, H. L., Lines, A. J. Discharge of respiratory neurons in sneezes resulting from ethmoidal nerve stimulation. Exp Neurol. 58 (3), 410-424 (1978).
Wallois, F., Bodineau, L., Macron, J. M., Marlot, D., Duron, B. Role of respiratory and non-respiratory neurones in the region of the NTS in the elaboration of the sneeze reflex in cat. Brain Res. 768 (1-2), 71-85 (1997).
Hersch, M. Loss of ability to sneeze in lateral medullary syndrome. Neurology. 54 (2), 520-521 (2000).
Cauna, N., Hinderer, K. H., Wentges, R. T. Sensory receptor organs of the human nasal respiratory mucosa. Am J Anat. 124 (2), 187-209 (1969).
Simera, M., et al. Interactions of mechanically induced coughing and sneezing in cat. Respir Physiol Neurobiol. 205, 21-27 (2015).
Burke, W. Why do we sneeze. Med Hypotheses. 78 (4), 502-504 (2012).
Hiramatsu, Y., et al. The mechanism of pertussis cough revealed by the mouse-coughing model. mBio. 13 (2), e0319721(2022).
Chen, L., et al. Establishment of a mouse model with all four clinical features of eosinophilic bronchitis. Sci Rep. 10 (1), 10557(2020).
Li, F., et al. Sneezing reflex is mediated by a peptidergic pathway from nose to brainstem. Cell. 184 (14), 3762-3773.e10 (2021).
Lu, H., et al. Brainstem opioid peptidergic neurons regulate cough reflexes in mice. Innovation (Camb). 5 (6), 100721(2024).
Ludlow, C. L. Laryngeal reflexes. J Clin Neurophysiol. 32 (4), 284-293 (2015).
Laude, E. A., Higgins, K. S., Morice, A. H. A comparative study of the effects of citric acid, capsaicin and resiniferatoxin on the cough challenge in guinea-pig and man. Pulm Pharmacol. 6 (3), 171-175 (1993).
Nascimento, L. A., Fonseca, L. F., Rosseto, E. G., Santos, C. B. Development of a safety protocol for management of thirst in the immediate postoperative period. Rev Esc Enferm USP. 48 (5), 834-843 (2014).
Meisel, A., et al. Detection of mouse cough based on sound monitoring and respiratory airflow waveforms. PLoS One. 8 (3), e59263(2013).

재인쇄 및 허가

이 JoVE 논문의 텍스트 또는 그림 재사용 허가 요청

허가 요청

마우스의 기침 및 재채기 반사의 정밀 유도 및 구별

이 논문에서

요약

초록

서론

프로토콜

결과

토론

공개 사항

감사의 글

재료

참고문헌

재인쇄 및 허가

태그

관련 논문