깨어 있는 쥐에서 국소 허혈성 뇌졸중의 새로운 모델이 제안되었습니다. 이는 쥐의 내경동맥에 공기 색전을 주입함으로써 이루어졌습니다. 국소성 허혈성 뇌졸중의 발생은 트리페닐테트라졸륨 염화물로 인한 뇌 염색, 기능 검사, 생리학적 매개변수 평가를 통해 확인되었습니다.
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깨어 있는 쥐에서 국소 허혈성 뇌졸중의 새로운 모델이 제안되었습니다. 이는 쥐의 내경동맥에 공기 색전을 주입함으로써 이루어졌습니다. 국소성 허혈성 뇌졸중의 발생은 트리페닐테트라졸륨 염화물로 인한 뇌 염색, 기능 검사, 생리학적 매개변수 평가를 통해 확인되었습니다.
가스 색전증에 의해 유발된 쥐의 실험적 뇌졸중의 번역 모델은 뇌졸중 발생 경향을 명확히 하고 새로운 치료법과 검증된 약물의 신경보호 효과를 평가하기 위해 만들어졌습니다. 적당히 시간과 노동이 소요되는 이 프로토콜은 깨어 있는 동물에서 급격한 뉴런 사각의 역학을 관찰할 수 있게 해주어, 섬망을 포함한 급성 뇌졸중을 평가하고 혈압, 체온, 호흡 분량 변화와 같은 자율신경 장애를 모니터링할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다. 대기 중 공기(100 μL)는 혈관 카테터를 통해 외부 경동맥을 통해 총경동맥에 역행적으로 삽입하여 주입 펌프를 사용해 투여했습니다. 색전술 후 24시간이 지나면 동물들은 전형적인 행동, 운동 결손, 조직병리학적 차이를 보입니다. 실험 7일째에 신경학적 상태가 유의미하게 개선되었고, 행동 검사 결과는 대조군과 근접했습니다. 동시에 허혈성 병변에서는 호중구에서 대식세포 침윤으로의 전환이 관찰됩니다. 제안된 모델은 뇌졸중 후 신경정신과 합병증과 그에 따른 생리적, 기능적, 조직병리학적 변화를 재현하여 전임상 연구에 활용할 수 있습니다.
이 연구의 목적은 깨어 있는 쥐에서 국소 뇌허혈성 뇌졸중 모델을 개발하고, 이 모델을 인간 허혈성 뇌졸중의 임상적 측면에 가장 근접하게 적용하는 것이었습니다. Söyland 등의 연구에 따르면, 환자의 62.6%가 깨어 있을 때 허혈성 뇌졸중의 유의미한 증상을 보였으며, 각성 뇌졸중은 19%에 불과했습니다. 따라서 동물에서 뇌동맥색전술 중 깨어 있는 상태의 발생이 가장 큰 관심사입니다. 국소 뇌허혈성 뇌졸중 연구에 사용되는 고전적 모델로는 경두개 교합, 혈관 내 섬유 중부 대뇌동맥 폐색, 색전성 폐색, 엔도텔린-1 폐색, 광혈전증 모델2가 포함됩니다. 고전적 모델링 방법은 동물을 마취제의 영향에 노출시키며, 이는 허혈성 뇌졸중 모델에서 종점의 왜곡을 초래할 수 있습니다. 이소플루란은 폐색 수술에서 가스 마취의 가장 효율적인 방법으로 광범위하게 사용됩니다 3,4,5. 그러나 24시간 후 중뇌동맥 폐색(MCAO) 후 뇌 손상 정도는 동물에서 이소플루란 마취 지속 시간과 반비례하는 것으로 나타났습니다. 이소플루란은 1,000개 이상의 허혈 관련 차별발현 유전자발현 6에 영향을 미치는 것으로 입증되었으며, 이는 완전히 신뢰할 수 없는 허혈성 뇌졸중 모델을 초래할 수 있습니다.
쥐의 허혈성 뇌졸중 모델링 방법 중 하나는 혈전을 내경동맥에 주입하는것입니다. 그럼에도 불구하고, 이 모델에서 허혈성 뇌졸중 유도는 카테터 삽입 후 1시간 후에 이소플루란으로 수행되었습니다. 이러한 전형성이 혈전 투여의 신경학적 및 생리학적 결과 발달을 방해했을 가능성도 있습니다.
깨어 있는 쥐에서 내경동맥 색전술을 한 뒤 중대뇌동맥 뇌 부위의 국소 뇌 손상을 통해 허혈성 뇌졸중을 모델링하는 대안적 방법이 제안되었습니다. 카테터 삽입은 허혈성 뇌졸중 모델링 24시간 전에 시행되었습니다. 이로 인해 색전치료 효과가 마취에 의해 영향을 받지 않도록 보장되었습니다.
제안된 모델은 허혈에 엔도텔린-1 8, 필라멘트9, 응고성 색소10을 사용하지 않습니다. 카테터를 통해 쥐에게 투여할 약물 선택은 이 방법이 가능하다는 전제에 기반하여 동물을 입체성 프레임에 고정시키고 마취할 필요가 없다는 전제였다 8,10.
더 나아가, 이 모델은 색전술 직후 동물의 생리학적 및 신경학적 매개변수를 관찰할 수 있게 합니다; 허혈성 뇌졸중 모델링의 대체 방법들은 이와 호환되지 않는 것으로 보입니다. 문헌에서는 허혈성 뇌졸중 모델링 후 뇌손상과 신경학적 장애의 종말 평가가 가장 흔히 폐쇄 후 24시간 후에 평가됩니다11, 12, 13, 14.
깨어 있는 쥐를 허혈성 뇌졸중 모델링에 활용하는 것은 기존의 고전 국소 허혈성 뇌졸중 모델에 대한 추가적 또는 대안이 될 잠재력을 가지고 있습니다. 이 접근법은 허혈성 뇌졸중 치료를 위한 등록 또는 개발 중인 제약제의 신경보호 잠재력을 보다 광범위하게 조사할 수 있게 합니다.
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이 연구는 실험실의 표준 운영 절차에 따라 수행되었으며, 러시아 과학 아카데미 셰먀킨-오브치니코프 생기화학 연구소 기관동물 관리 및 이용 위원회 생명윤리위원회(2025년 1월 17일자 프로토콜 번호 1016/25)의 승인을 받았습니다. 본 연구에서는 10주에서 12주 사이의 수컷 Sprague-Dawley(SD) 쥐 28마리를 사용했으며, 평균 체중은 301g이고 미생물학적 상태는 특정 병원체 자유(SPF)였습니다. 시약과 사용된 장비는 재료표에 나열되어 있습니다.
1. 동물 준비
2. 경동맥 카테터 삽입술
3. CAE 그룹 동물에서의 국소 뇌 허혈 모델링
4. 생리학적 매개변수 평가
5. 기능 및 행동 매개변수 평가
6. S100 칼슘 결합 단백질 B(S100b) 수준 평가
7. 카테터 제거
8. 트리페닐테트라졸륨 염색 평가
9. 헤마톡실린 및 에오신 염색 평가
10. 통계 분석
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생존 및 전반적인 상태
공기 방울을 투여한 직후, 모든 쥐는 몇 초간 불안정한 상태와 뚜렷한 떨림을 보였고, 이후 모든 운동 활동이 중단되고 1-2분간 의식을 잃었습니다. 어떤 동물들은 의식을 회복한 후 10-15분 동안 발에 대한 지지력을 잃었습니다.
CAE 3시간 후 생존율은 100%였으나, 24시간 후 생존율이 80%로 감소했고,3일째 에는 60%로 떨어졌습니다. 색전술 후 최대 7일간 추적 관찰에서는 새로운 사망이 관찰되지 않았습니다(그림 1A).
체중
카테터 삽입 수술은 예외 없이 모든 동물의 체중을 감소시켰습니다. 그 결과, 연구 2일차에 모든 그룹의 동물에서 음의 체중 증가가 관찰되었습니다(
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MCAO는 쥐에서 국소성 허혈성 뇌졸중을 모델링하는 일반적인 방법으로, 혈전 형성, 중대뇌동맥의 국소 경련, 그리고 필라멘트2에 의한 일시적 폐쇄로 이루어집니다. 이러한 모델의 목표는 (1) 표준화된 병변 부피와 면적17을 가진 신경 뇌 조직16의 국소 세포자멸사를 달성하는 것, (2) 동물의 신경학적 결손을2-7일간 모니터링하는 것입니다.
공기 투여 속도와 부피의 선택은 경험적으로 결정되었다. 이전 출판물에서는19번 항공 투여의 속도와 용량 선정에 관한 내용이 있었습니다. 예비 실험에서는 총 부피 3 mL/kg의 공기 볼루스를 30초마다 100 μL 단위로 투여했습니다. 그러나 이 투여 방식은 관찰 초기 시...
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저자들은 공개할 것이 없습니다.
이 연구는 러시아 과학재단의 지원 프로젝트, 프로젝트 번호 25-15-00037의 지원을 받았습니다.
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