이 논문은 경추 림프관과 림프류의 수축성을 생 체 내에서 연구하는 혁신적인 방법을 제시하며, 경추 림프관(cLV)의 다양한 생리적 기능을 시험하고, 뇌 배출 및 정리의 림프 조절 메커니즘 조절을 위한 치료 전략을 연구합니다.
방법 논문
이 논문은 경추 림프관과 림프류의 수축성을 생 체 내에서 연구하는 혁신적인 방법을 제시하며, 경추 림프관(cLV)의 다양한 생리적 기능을 시험하고, 뇌 배출 및 정리의 림프 조절 메커니즘 조절을 위한 치료 전략을 연구합니다.
cLVs의 수축성은 림프 흐름을 이끄는 원동력이자 뇌 독소 정화의 핵심 메커니즘입니다. 여기서는 cLVs의 수축성을 생 체 내 2광자 영상으로 측정하는 혁신적인 방법을 제시하고, 마우스에서 cLVs에서 림프류에 따라 적혈구가 장기간 제거되는 현상을 관찰하는 방법을 제시합니다. 구성 요소로는 쥐 목에 맞게 조정된 미니 온열 패드가 포함되어 있어 cLV 수축력과 림프 흐름을 유지하면서 영상 촬영 창을 최대 5시간까지 늘릴 수 있습니다; 습도 조절; 보호 케이스; 그리고 cLV의 안정적인 광학 시각화를 유지할 수 있는 위치 제어 시스템도 포함됩니다. 이 방법은 재현성과 다른 유형의 2광자 현미경 및 다양한 대물렌즈와의 호환성을 보장하며, 최대 500 μm 깊이의 고품질 이미지를 유지합니다. 프로토콜에는 정상적인 cLV 수축성을 제공하기 위한 생리적 환경을 유지하기 위한 수술적 준비 단계가 상세히 포함되어 있습니다.
경추 림프관(cLVs)의 수축력은 뇌 배출과 대사산물 및 독소로부터 림프관을 제거하는 데 핵심적인 역할을 합니다 1,2,3. cLVs의 주요 기능이 감소하면 알츠하이머병, 외상성 뇌손상, 뇌암 등 여러 뇌 질환이 동반되는 뇌 독소 정화 억제가 촉진됩니다(4,5,6,7,8,9). 따라서 cLV 수축력 연구는 뇌 배출과 정화의 림프 조절 메커니즘 조절을 위한 새로운 치료 전략 개발에 중요한 접근법입니다 10,11,12.
본 연구는 다양한 연령대의 쥐에서 cLV 수축력과 림프통을 실시간으로 2광자 영상으로 촬영하는 혁신적인 방법을 제시합니다. 이 장비의 중요한 구성 요소는 마이크로 가열 패드로, 동물의 목에 부착하면 집집 림프관의 수축 활동과 림프류 안정성을 유지하면서 최대 5시간의 연장 영상 촬영 시간을 제공합니다.
혈액 순환계는 특정 속도(인간의 경우 동맥에서 10mm/s, 시상동에서 13cm/s)로 다양한 혈관을 통과하는 반면, 림프관에 림프관이 림프로 채워지는 것은 빈 림프관 사이의 압력 구배가 증가하는 것과 대사 중 생성되는 간질액의 양에 따라 달라진다는 점을 주목해야 합니다. 14, 15, 16, 17, 18, 19. 동시에 림프관 내 림프류 속도는 0에서 1 mm/s 사이로 간헐적으로 변동합니다 20,21,22. 최근 인간을 대상으로 한 MRI 연구에 따르면 수막림프관(MLVs) 내 림프류 수치는 1-3 mm23입니다. 하지만 한 사람에서도 MLV의 림프류는 하루 중 시간대에 따라 달라지며 0에 이를 수 있다는 점을 유념해야 합니다. 따라서 림프관 내 림프류 흐름은 대사 과정의 속도에 따라 달라지고,이는 다시 온도에 따라 달라지기 때문에 일관성이 없습니다. 실제로 생화학적 반응의 속도는 온도에 의해 깊고 직접적으로 영향을 받으며, 따라서 림프관 자발적 수축에도 큰 영향을 미쳐 림프 배출과 수송에 영향을 미칠 수 있다 24,25,26.
따라서 체온 유지는 림프관의 생리적 환경을 보존하여 정상적인 수축력과 림프 흐름을 지원하는 데 중요한 조건입니다. 하지만 시중에서 구할 수 있는 가열판을 사용하는 것은 cLV가 위치한 깊고 광학 접근 가능한 목 부위의 필요한 온도를 보장하지 않습니다. 이는 특히 cLV 수축도와 림프류 2광자 영상에 중요한데, 이는 19°C의 추운 실험실에서 수행되기 때문이다. 이 광학 기법27에 필요한 온도는
이와 관련해, 대부분의 생체 내 연구에서 상업용 가열판을 사용하는 림프 수집 용관의 수축성은 3-5분으로 제한됩니다(최대 효과는 보통 몇 초 내에 관찰됩니다 3,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37).그 이후에는 림프 충전과 수축력이 감소합니다. 이 접근법은 림프관 생리학의 관찰 시간을 크게 제한하고, 수축력과 림프 흐름에 대한 장기적 영향을 평가하는 것을 불가능하게 만들었으며, 이를 통해 우리는 쥐 목에 적합한 미니 온열 패드를 개발하여 cLV 수축성과 안정적인 림프류 보존 시 영상 촬영 시간을 최대 5시간까지 늘리는 것을 목표로 했습니다.
이 장치의 또 다른 구성 요소는 습도 조절 및 위치 제어 시스템이 있는 보호 케이스로, 물 침지 없이 cLV의 안정적인 시각화를 유지할 수 있게 하며, 0.17mm 커버 유리를 보정한 장거리 공기 침입 렌즈(예: CFI Plan Apochromat Lambda D 10x (MRD70170) 및 CFI Plan Apochromat Lambda D 20x (MRD70270) 사용될 때 고해상도 이미지를 보존할 수 있습니다.
제안된 방법은 온도/습도 조절과 렌즈로부터의 작업 거리 등 환경 특성을 고려하여 다른 유형의 2광자 현미경 및 다양한 대물렌즈 범위와의 호환성을 보장하며, 최대 500 μm의 깊이와 최대 5시간의 시간 창을 가진 고품질 이미지를 유지하여 쥐에서 cLV와 림프류 수축성을 장기간 고품질로 분석할 수 있게 합니다.
cLV가 경동맥 분기점 근처에 위치한 바로수용기가 위치한 해부학적 위치를 고려하는 것이 중요합니다. 압력수용기에 미치는 기계적 충격은 혈압과 심박수의 불안정을 초래합니다. 이로 인해 정수압에 큰 변화가 생기고, 그 결과 림프류39의 방해가 발생할 수 있습니다. 따라서 제안된 방법에는 심부 경동맥의 분기와 혈압 변화에 기계적 충격을 방지하기 위해 cLV를 부드럽게 분리하는 수술 프로토콜에 대한 상세한 설명이 포함되어 있습니다. 이는 뇌 내 림프류 장애, 결과적으로 cLV의 림프류 및 수축력 저하로 이어질 수 있습니다.
결과는 쥐에서 나이 증가에 따른 cLV 수축력 감소와 치료 광자극 효과에 대한 민감도를 보여줍니다. 더욱이, 장기 관찰(5시간 이상) 처음으로 cLV가 뇌 독소 정화에 중요한 림프 경로인 오른쪽 측심실에서 적혈구를 제거하는 터널 역할을 한다는 것을 명확히 입증했습니다(1,2,3). 전반적으로, cLV 수축성 및 림프류 생체 내 2광자 영상 촬영 방법은 뇌 배출 및 제거 조절, 대사산물 및 독소 제거, 그리고 cLV 생리학 조절을 위한 새로운 치료 기술 시험 등 cLV의 다양한 생리학적 기능에 대한 전임상 연구를 목적으로 합니다.
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모든 절차는 실험동물 관리 및 사용 지침, 과학적 목적에 사용되는 동물 보호에 관한 지침 2010/63/EU, 그리고 러시아 과학고등교육부의 지침(1984년 11월 13일 제742호)에 따라 수행되었으며, 이는 사라토프 주립대학교 생명윤리 위원회(의정서 제7호)에서 승인되었습니다. 22.09.2022).
참고: 이 프로토콜에서 사용되는 모든 재료에 대한 자세한 내용은 재료표 를 참조하십시오.
1. 마우스 고정 기술 장치
2. 가열 요소
3. 온도 제어 소프트웨어 가이드
4. 동물을 기술 장치에 고정하기
참고: 실험은 수컷 BALB/c 마우스(25-28g, 2, 18, 24개월)를 대상으로 수행되었으며; 각 그룹에는 7마리의 동물이 있었습니다.
5. 현미경으로 쥐를 고정하기
6. cLV 수축력의 2광자 생체 내 모니터링
참고: 2광자 이미지는 다광자 현미경(펄스 레이저, 여기 파장 970 nm)을 사용해 얻었습니다. 이 이미지는 20배(f/0.75)의 해상도로 얻어졌습니다. 각 이미지는 1개의 시야각 확대 x 3.0(212.13 × 212.13 μm)으로 구성되었으며, 512 x 512 점으로 구성되어 있습니다. cLV의 이미지는 초당 30프레임, 1분 분량의 영상을 촬영하여 얻었습니다. 2광자 이미지는 한 채널에서 488nm 파장의 형광 LYVE-1 in cLVs, 525nm 파장에서 방출된 방식으로 얻어졌습니다.
7. cLVs의 림프류 2광자 분석
참고: 림프류 분석은 만성 카테터를 통해 자가혈혈이 우측 외측심실로 유입된 후 5시간 동안 cLV에서 적혈구의 이동을 통해 평가되었습니다.
8. cLV 수축력의 광생체조절
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보호 케이싱의 사용은 수술 부위를 외부 환경으로부터 격리하여 림프관과 주변 조직을 생체 내 장기 모니터링에 가장 중요한 장점으로 제공합니다. 이는 카테터를 통해 생리식염수 용액을 지속적으로 공급하면서 림프관과 주변 조직의 생리식염수 용액 공급 상태를 유지할 수 있습니다. 또한, 현미경 슬라이드에 부착되고 림프관 주변 조직과 밀접하게 기계적 접촉을 유지하기 때문에, 보호 덮개는 동물의 자연 호흡과 심장 활동 중 관찰 영역의 기계적 안정성을 보장하며, 관찰 대상 혈관의 총 움직임을 5시간 동안 몇 분의 1마이크로미터 이하로 제한합니다.
제안된 기술은 광생체조절(PBM)의 자극 효과에 대한 감도 차이를 조사한 연구에서 테스트되었습니다(그림 10). 이 선택은 이전에 발표된 일련의 체외 연구 결과와 관련이 있는데, 이 결과들은 연령 관련 뇌 ...
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림프관 생리학 연구는 비침습적 방법을 사용하면서도 정상적인 수축력과 안정적인 림프 흐름을 가능하게 하는 특별한 환경 조건을 유지해야 합니다. 림프관 기능을 연구하는 대부분의 방법은 수축력의 광학 모니터링과 림프류 속도 평가에 기반합니다. 3,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38
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이 연구는 러시아 과학재단(번호 23-75-30001)의 보조금으로 지원받았습니다.
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| 5핀 커넥터 | Connfly electronic (Zhenqin), 중국 | DS1110-01 | |
| 열수축 튜브 세트 | Jupiter, 중국 | JP7230-01 | |
| Arduino IDE | Arduino LLC | 2.3.5-nightly-20241212 | |
| BALB/c 마우스 | "Andreevka" 지점 FSBIS SCBT FMBA, 러시아 | 3-15-16 | 수컷, 6개월 |
| Chlorhixedin | BIOPHARMACEUTICAL PLANT, 러시아 | N/A | |
| Dumont 포스셉스 | Stoelting, 미국 | 52100-07 | |
| Evans Blue 염료 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, 미국 | N/A | |
| 파인 포스셉스 | Stoelting, 미국 | 52102-02P | |
| Hamilton | Hamilton Bonaduz AG, 스위스 | 29 G 바늘 | |
| 발열 요소 | 중국 | LFH-9415sg | |
| 인슐린 바늘 | INSUPEN, 이탈리아 | 31G, 0.25mm*6mm | |
| 케타민 | MOSCOW ENDOCRINE PLANT, FSUE, 러시아 | 전신 마취 | |
| 키패드 쉴드 | diymore, 중국 | 1602 LCD 키패드 쉴드 | |
| 리도카인 | ORGANICA, 러시아 | N/A | 진통제 |
| 잠금 스위치 버튼 | 중국 | N/A | |
| 금막 저항기 | TZT, 중국 | N/A | |
| 마이크로 해부용 바나스 스프링 가위 | Stoelting, 미국 | 52130-00P | |
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| 마운팅 포스트 | Standa, 리투아니아 | 3MP, 직경 12 mm | |
| 마운팅 와이어 | AB retail, 러시아 | HB-1 | |
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