현재 프로토콜의 목표는 C57Bl/6x129J 실험실 마우스의 신체적 노쇠를 평가하기 위한 지침과 지침을 제공하는 것입니다. 신체적 노쇠 지수에 사용되는 각 측정에 대한 구체적인 세부 정보가 설명됩니다. 노쇠 결과를 보고하는 몇 가지 방법도 제시됩니다.
방법 논문
현재 프로토콜의 목표는 C57Bl/6x129J 실험실 마우스의 신체적 노쇠를 평가하기 위한 지침과 지침을 제공하는 것입니다. 신체적 노쇠 지수에 사용되는 각 측정에 대한 구체적인 세부 정보가 설명됩니다. 노쇠 결과를 보고하는 몇 가지 방법도 제시됩니다.
노쇠 지수(FI)는 노화의 동물 모델을 평가하는 강력한 방법으로, 생물학적 연령과 건강 기간의 대리 척도 역할을 합니다. 노쇠는 독립성을 제한하는 건강 결함의 축적으로 인해 불리한 결과에 대한 취약성이 증가한 상태를 나타냅니다. 이 개념은 인간의 노인과학을 알리는 동물 연구에 유용합니다. 예를 들어, FI 점수를 사용하면 비슷한 연대순 연령을 가진 동물을 생물학적 나이로 구별할 수 있습니다. 따라서 FI는 전임상 연구에서 생물학적 연령을 측정하고, 노쇠를 종단적으로 추적하고, 건강 기간을 평가하는 데 사용될 수 있습니다.
쥐 노쇠 지수는 최근 31개의 건강 관련 결함을 사용하여 개발되었습니다. 그러나 길이와 특수 장비에 대한 요구 사항으로 인해 실제 사용에는 한계가 있습니다. 여기에서는 특수 기기 또는 침습적 테스트가 필요한 매개변수를 제외한 적응된 16개 항목의 노쇠 지수를 제시합니다. 선택된 결손은 쉽게 관찰하거나 측정할 수 있으며 외피, 근골격계, 신경근, 감각계, 비뇨생식기 및 호흡계를 평가합니다. 체중은 종단 추적을 위해 측정되지만 FI 계산에서는 제외됩니다. 각 적자는 심각도에 따라 0, 0.5 또는 1로 점수가 매겨지며 FI는 16개의 적자 점수의 평균으로 계산됩니다.
이 간소화된 FI를 사용하면 대규모 코호트를 신속하게 평가할 수 있고 동일한 동물에 세로로 적용할 수 있으며 특수 장비가 필요하지 않습니다. 우리는 C57BL/6×129 마우스에서 타당성을 입증하여 노쇠의 연령 관련 증가, 개별 마우스 간의 변동 및 여러 시스템에서 결함을 감지하는 능력을 보여줍니다. 이 도구를 통해 실험실은 노쇠를 다양한 실험 설계에 통합하고, 건강 수명을 평가하기 위한 실용적인 접근 방식을 제공하며, 노인과학의 중개 관련성을 향상시킬 수 있습니다. 이 노쇠 지수는 이전에 검증된 마우스 임상 노쇠 방법론에서 채택되었으며 진행 중인 연구와 함께 간단하고 종단적으로 사용하기 위한 것입니다.
노쇠는 일반적으로 고령과 관련된 건강에 대한 불리한 결과에 대한 민감성 증가로 구성됩니다 1,2,3. 이는 스트레스 요인에 대한 회복력 감소와 정상적인 생리적 기능의 상실로 나타나 잠재적으로 독립성을 제한하고 노인을 동반 질환 및 사망률에 취약하게 만듭니다 3,4,5. 노쇠는 동일한 연대순 연령의 사람들 사이에서 흔히 볼 수 있는 건강 결과의 차이를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다6. 인간의 경우 노쇠 평가에는 노쇠 표현형 7,8과 노쇠 지수 9,10,11이 포함되며, 이는 각각 신체 성능(예: 약점, 지구력 또는 체중 감소)과 장기 시스템 전체의 결손 수를 평가합니다. 동물 연구에는 5가지 신체적 기준 노쇠 점수와 31개 항목의 노쇠 지수 12,13,14가 통합되었습니다. 두 접근 방식 모두 장단점이 있습니다. 노쇠 표현형은 근감소증, 신경운동 기능 장애 또는 기타 노화 관련 신체 기능 변화에 관심이 있는 프로젝트에 가치가 있는 신체 성능 저하의 탁월한 특성화를 가능하게 합니다. 표현형 분석은 비침습적이고 말단이 아닙니다. 그러나 노쇠를 정량화하는 이 방법에는 특수 장비(예: 설치류 런닝머신, 로타로드, 러닝 휠 및 그립 미터)가 필요하며 시간이 많이 걸립니다. 신체 기능에 초점을 맞춘 노쇠 표현형은 다양한 신체 시스템에 걸쳐 노쇠를 고려하는 지표의 견고성이 부족합니다. 따라서 여러 시스템에 걸쳐 적자를 평가하기 위해 개발된 노쇠 지수는 보다 포괄적인 노쇠 등급을 만듭니다. 또한 일반적으로 비침습적이고 관리하기 쉬우며 특수 장비나 오랜 시간이 필요하지 않습니다. 결핍 누적에 기반한 노쇠 지수는 인지 기능을 쉽게 평가하지 못하고 특히 여러 평가자를 사용하는 경우 결핍 채점에 주관성을 도입하지 못하지만, 이러한 주관성의 영향은 평가 기법에 대한 논의 및 개선을 통해 최소화될 수 있습니다15.
현재 방법의 목표는 간단하고 실용적인 도구를 사용하여 노쇠를 정량화하여 기존 및 미래 프로젝트에 세단적 결과로 노쇠를 추가할 수 있도록 하는 것입니다. 이 목표에 맞는 노쇠 측정을 개발할 때 여러 가지 고려 사항이 있었는데, 그 중 하나는 특수 장비에 대한 의존도였습니다. 여러 노쇠 표현형 분석 방법이 제안되었지만 일부 사람이 접근할 수 없거나 자주 사용하기에는 비실용적일 수 있는 장비가 필요합니다. 예를 들어, 개방 필드 모니터링은 탐색적 행동과 자발적인 신체 활동을 측정하기 위해 일부 노쇠 표현형 연구에서 사용됩니다16,17. 개방 현장 모니터링에 의한 표현형 분석에는 생쥐가 개별적으로 적응 및 관찰 기간을 거치기 때문에 특수 카메라와 컴퓨터 장비와 상당한 시간 투자가 필요합니다. 다른 표현형은 설치류 런닝머신 및 Rotarods 13,18,19와 같은 특수 장비를 사용해야 합니다. 이러한 측정과 기타 측정을 포함한 일련의 테스트가 동물 피험자에 대한 요구 사항은 종단 연구 설계에 필요한 빈번하고 반복적인 테스트에는 너무 크며, 각각에 필요한 동물 적응 및 조사자 교육은 말할 것도 없습니다. 따라서 우리의 목표와 일치하지는 않지만 노쇠 표현형 분석 및 사용되는 일반적인 테스트는 단면적이고 드물게 종단 관찰이 필요한 실험에 적용할 수 있습니다.
노쇠 지수는 일반적으로 비침습적이며 프로젝트에 통합하기에 실용적이며 시간 효율적일 수 있습니다12,20. 인덱스를 사용하면 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 것으로 나타난 기존 방법론에서 세부 정보를 도출할 수도 있습니다15,21. 마우스 노쇠를 평가한 경험이 있는 여러 수의사와 협력하여 외피(탈모증, 털 색깔 손실, 피부염, 털 상태), 근골격계(후만증, 꼬리 경직, 종양, 팽창한 복부, 신체 상태 점수), 신경근(보행 장애, 떨림), 감각(백내장, 눈 분비물/부종), 비뇨생식기(직장 및 질/음경 탈출증) 및 호흡기(호흡수/깊이) 시스템. 이러한 결함은 포괄적인 범위의 시스템을 포괄하고 개방 현장 및 수동 검사 이외의 장비나 전문 검사 없이 평가할 수 있기 때문에 특별히 선택되었습니다. 이들이 도출된 특정 목록은 임상적으로 검증되었으며12 여러 실험실 그룹에서 발견한 바와 같이 평가자 간 신뢰도가 높은 것으로 확인되었습니다15,21. 이것은 선택된 많은 적자의 주관적 특성을 고려할 때 중요한 고려 사항이었습니다. 약식 지수에서 제외되는 결손의 이유에는 이 단순 지수의 원하는 범위를 넘어서는 특정 형태의 장비(악력, 온도) 전문화의 요구 사항(수염 손실, 전정 장애, 각막 혼탁, 시력 및 청력 상실, 소안구증, 콧물, 제모 기둥 형성) 및 제도적 인도적 종점(설사, 부정교합, 마우스 찡그린 척도). 따라서 본 도구는 다중 시스템 적용 범위를 유지하면서 장비 요구 사항과 시간 부담을 최소화하도록 맞춤화된 검증된 31개 항목 지수의 실용적인 하위 집합을 나타냅니다. 본 프로토콜은 주어진 실험의 목표에 맞게 더 큰 노쇠 지수를 조정할 수 있는 방법 중 하나를 설명하며, 마우스 노쇠를 평가하기 위한 단순화되거나 맞춤화된 도구에 관심이 있는 연구자를 위한 가이드 역할을 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 체중도 평가에 포함되었지만 상충되는 보고서가 노쇠에 대한 체중 증가와 감소의 다양한 영향을 시사하기 때문에 노쇠 지수 추정에는 포함되지 않았습니다 12,14,22,23. 노쇠 지수를 결정하는 데 사용되는 결손 목록을 단축하는 목적은 측정 도구를 선택한 기준으로 단순화하고 C57Bl/6x129J 마우스의 노쇠에 대한 포괄적인 평가를 유지하면서 이러한 지수의 유연성과 적응성을 강조하는 것이었습니다. 이러한 변화를 통해 장비 집약적인 방법이나 복잡한 검사 없이 노쇠를 완벽하게 평가할 수 있습니다. 약간의 훈련을 통해 조사관은 신체적 노쇠에 대한 포괄적인 평가가 더 긴 31개 항목 지수12의 경우 거의 4분에 비해 단일 마우스의 경우 2분 미만이 소요될 것으로 예상할 수 있습니다.
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모든 마우스(C57Bl/6x129J)는 Mayo Clinic에서 유지되는 콜로니에서 사육되었습니다. 생쥐는 성별에 따라 새끼와 함께 집단으로 수용되었으며, 음식과 물에 자유롭게 접근할 수 있는 특정 병원균이 없는 조건에서 12시간의 밝은 일정으로 유지되었습니다. 12개월에서 30개월 사이의 마우스(n = 46; 암컷 36마리)의 편의 샘플을 8개월 동안 2주마다 노쇠에 대해 평가했습니다. 모든 프로토콜 및 동물 관리 지침은 국립 보건원 지침에 따라 Mayo Clinic의 기관 동물 관리 및 사용 위원회(프로토콜 A00003349, 2023년 10월 5일 승인)의 승인을 받았습니다.
1. 설정
알림: 신체적 허약함을 평가하는 동안 쥐를 다룰 수 있는 깨끗하고 위험 없는 작업 공간을 확보하고 적절한 개인 보호 장비를 착용하십시오.
2. 신체적 노쇠 평가
3. 다음 17가지 특성 및 행동을 포함한 검사
4. 신체적 노쇠 평가 시행
참고: 이 평가의 구현 대부분은 실험자의 요구와 실험 목표에 맞게 맞춤화되어야 합니다. 여기에 제공된 세부 정보는 노쇠 평가를 구현하는 방법의 예가 될 수 있으며 일반적인 목적에 유용한 지침을 제공할 수 있습니다.
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자연적으로 노화된 C57Bl/6x129J 마우스의 편의 샘플은 여기에 설명된 지수를 사용하여 노쇠에 대해 평가되었습니다. 생후 12개월 이상의 각 마우스(n = 46; 암컷 36마리)를 2주마다 평가했으며 평가 기간은 약 6개월 동안 지속되었습니다. 각각 100%, 95%, 80% 및 30% 생존을 나타내는 연령 그룹에 걸쳐 노쇠 지수 점수를 평가하기 위해 4개의 관심 연령(12, 18, 24 및 30개월)의 단면 코호트를 선택했습니다24. 나이가 들수록 노쇠도는 지속적으로 증가하는 추세였습니다(그림 1). 18개월 및 24개월 그룹은 또한 연령과 성별에 따른 결손 빈도를 조사하는 데 사용되었습니다(그림 2). 특히, 평가된 16개의 결함 중 10...
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이 노쇠 지수의 성공에 중요한 것은 결함과 함께 존재할 수 있는 많은 주관적 기준을 평가할 때 일관성입니다. 결과의 품질과 이 지수의 전반적인 신뢰성을 보장하기 위해 몇 가지 조치를 취할 수 있습니다. 관찰 중에 동일한 조사자를 사용할 수 있으므로 동물과 시점에 걸쳐 동일한 결핍 점수 판단이 제공되도록 할 수 있습니다. 실험 설계 또는 물류로 인해 이러한 일관성이 저하되는 경우 각 조사자는 점수와 메모를 비교하기 전에 독립적으로 지수를 숙지하여 결함을 유사하게 일관되게 판단하기 위한 합의에 도달해야 합니다. 적자 누적을 기반으로 유사한 노쇠 지수를 사용하는 조사자 간의 신뢰성은 잘 확립되어 있습니다. 여러 실험실 그룹이 Whitehead와 동료들이 개발한 노쇠 지수의 평가자 간 신뢰도를 확인했으며12, 이 단순화된 지수에 사용된 결핍이 도출되었습니다18,21
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모든 저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.
NIH R01 AG057052 지원
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 디지털 스케일(다중 유닛) | 나무 | KHR3001 | |
| 페록시가르트 사용 준비 완료 | 바이록스 테크놀로지스 주식회사 | PRTU242101 | 살균제 |
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