방법 논문

알츠하이머병 모델 쥐에서 침술 개입을 위한 영상 전략

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DOI:

10.3791/70998

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2026년 4월 21일

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1Department of Traditional Chinese Medicine, General Hospital of the Chinese People's Liberation Army, 2Meizhou Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine (Meizhou Hospital of Traditional Chinese Medicine), 3School of Traditional Chinese Medicine, Capital Medical University, 4Department of Psychosomatic Medicine, Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine Affiliated to Capital Medical University

이 논문에서

요약

이 프로토콜은 알츠하이머병 마우스 모델에서 전기침술이 β-아밀로이드 침착과 인지 기능에 미치는 영향을 동적으로 평가하기 위해 행동 및 분자 분석과 결합된 생체 내 마이크로 PET 영상 전략을 설명합니다.

초록

알츠하이머병(AD)은 주로 진행성 인지 기능 장애를 특징으로 하는 신경퇴행성 장애입니다. 전형적인 병리학적 특징 중 하나는 β-아밀로이드(Aβ) 단백질의 침착으로 인해 뇌에 노인 플라크가 형성되는 것입니다. 침술은 임상에서 AD 환자의 인지 기능 향상에 잠재력을 입증했습니다. 그러나 Aβ 병리에 미치는 역동적 효과는 현대 기술적 접근을 통해 객관적으로 밝혀져야 합니다. 마이크로 양전자 방출 단층촬영(micro-PET)은 AD 모델 마우스 뇌에서 Aβ 침착을 생체 내에서 비침습적으로 관찰하는 강력한 도구를 제공합니다. 이 프로토콜에서는 [18F]AV-45 마이크로 PET를 이용한 영상 전략을 상세히 설명하여 전기침술 개입의 효과를 평가하고, Morris Water Maze 행동 검사와 웨스턴 블롯 분자 분석을 보완합니다. 이 통합 접근법은 AD 모델 마우스 뇌에서 Aβ 병리학적 진행을 시각화하고 정량화할 수 있게 합니다. 이는 침술이 Aβ 침착에 미치는 조절 효과를 탐구할 객관적이고 정량적인 증거를 제공합니다. 전통 중국 의학 원리를 현대 분자 영상 및 분자생물학 기술과 통합하여

서론

뇌 내 β-아밀로이드(Aβ) 침착의 생체 내 모니터링은 AD1의 병리적 진행 평가에 매우 중요합니다. Aβ 표적 항체 치료제(예: Lecanemab)의 임상 적용 이후, PET를 이용한 뇌 Aβ 부하의 종단 및 정량 평가가 치료 효능 결정의 금본위로 자리 잡았습니다. 침술은 전임상 연구에서 Aβ 대사 조절에 잠재력을 보여주었으나, 전통적인 연구 접근법은 주로 체외 분석에 의존해 살아있는 생물체 내 Aβ 침착에 미치는 직접적이고 객관적인 영향을 평가할 효과적인 도구가 부족했습니다. 최근 몇 년간 분자 영상 기술의 발전으로 이 격차를 해소할 기회가 생겼습니다. 마이크로 PET는 AD 모델마우스 1에서 Aβ 침착을 비침습적이고 종단적으로 관찰할 수 있게 했습니다. 더 중요한 것은, 새로운 영상 전략들이 단일 표적 접근에서 다중 모달 패러다임으로 진화하고 있다는 점입니다. 예를 들어, 연구들은 Aβ 섬유의 다양한 구조적 아형이 일반적으로 사용되는 PET 추적자에 대한 결합 친화력이 다르다는 것을 확인하여 정밀한 정량화에 대한 새로운 요구를 제기했습니다. 동시에 신경면역 영상(예: TSPO PET)과 혈액-뇌장벽 기능 평가와 같은 신기술들은 AD의 복잡한 병리학적 기전과 치료 중재의 다중 표적 효과를 포괄적으로 밝히는 데 전례 없는 관점을 제공합니다.

이러한 토대를 바탕으로, 본 연구는 최신 Aβ 특이 프로브를 활용한 첨단 마이크로 PET 영상 전략을 개발하여 침 치료가 AD 모델 마우스 뇌에서 Aβ 침착에 미치는 영향을 동적이고 정량적으로 평가하는 것을 목표로 합니다. 이 연구는 침술의 치료 효능을 검증할 뿐만 아니라, 분자 영상 수준에서 침술의 근본 메커니즘에 대한 직접적인 증거를 제공하기 위해 노력할 것입니다.

프로토콜

모든 실험은 국립보건원(NIH)에서 발행한 실험동물 관리 및 사용 지침에 따라 수행해야 합니다. 연구 프로토콜은 베이징 중의대학 실험동물윤리위원회(번호: bucm-4-2021102707-5421)의 승인을 받았습니다.

1. 실험동물 조제

  1. 6개월 된 수컷 APP/PS1 마우스와 나이 및 성별이 일치하는 28.0 ± 2.0g 크기의 C57BL/6 마우스를 확보하세요.
  2. 쥐는 표준 우리에 넣고, 실내 온도는 24± 2°C, 습도는 40%에서 60%입니다.
    참고: 이 동물들은 베이징 중의대 수도의과대학 실험동물센터의 표준 우리에 보관되었습니다.
  3. 동물들은 표준 12시간 빛/어둠 주기(어두운 시간: 오후 8시부터 오전 8시까지)를 유지하며, 음식과 물을 자유롭게 이용할 수 있도록 하세요. 깔개는 매일 교체하여 깨끗하고 건조한 주거 환경을 유지하세요.
  4. 동물들을 실험실 환경에 7일간 적응시키세요. 적응 후 8일째부터 실험을 시작하세요.

2. 동물 분류와 개입

  1. 6개월 된 수컷 APP/PS1 쥐 20마리를 무작위로 알츠하이머병 모델 그룹(AD 그룹, n = 10)과 전기침 그룹(EA 그룹, n = 10)에 할당합니다. 나이와 성별이 일치하는 C57BL/6N 쥐 10마리를 정상 대조군(N 그룹, n = 10)에 할당합니다.
  2. 중재를 위해 머리의 세 경혈점을 식별하라: GV20(바이후이), GV26(수이고), GV29(인당).
    참고: 경혈의 위치 지정은 중국 침술-뜸 연구회가 작성한 "동물 침술 경보 지도집"을 기반으로 합니다. GV20은 양쪽 귀 끝 사이의 중간 지점에 위치하며; GV29는 눈썹 내측 끝 사이의 중간에 위치하며; GV26은 쥐의 비중격 아래, 입술 갈림의 중간 선 아래쪽 2/3과 위쪽 3분의 1이 만나는 지점에 위치한다. 도식도는 그림 1에 나와 있습니다.
  3. EA 그룹에게 전기침 자극을 하루 1회 20분씩 15일 연속으로 투여합니다.
    1. 동일한 맞춤 제작 천 구속 슬리브를 사용해 쥐를 단단히 고정하세요. 몸을 편안하게 감싸고 머리는 완전히 노출된 상태로 유지하여 정확한 바늘 삽입과 정상적인 호흡을 유지하세요.
    2. 일회용 멸균 침술 바늘(0.25 mm × 13 mm)을 준비하세요.
    3. 멸균 침을 사용해 GV26(수이고) 경보에 빠른 찌르기법(빠른 삽입 및 즉시 빼는 방법)을 적용합니다.
    4. GV20과 GV29의 바늘 손잡이를 전자 전기침술 장치의 출력 클립에 연결합니다.
    5. 장치의 자극 파라미터를 설정하여 2Hz 주파수, 2V 일정 전압, 0.1 mA의 전류 강도를 가진 연속적인 희소파를 전달합니다.
    6. 마우스를 주의 깊게 관찰하고 자극 강도가 마우스 머리에 가볍고 리드미컬한 떨림을 유발하는지 확인하세요.
  4. N군과 AD 그룹의 쥐는 아무런 개입 없이 동일한 사육 환경에서 유지합니다. N 그룹과 AD 그룹은 15일 동안 EA 그룹과 동일한 일일 취급 및 제속 절차를 적용하여 실험 조건의 일관성을 보장한다.

3. 모리스 워터 미로(MWM) 시험

참고: 행동 프레임워크(모리스 워터 메이즈)는이전 연구를 기반으로 합니다. 5.

  1. 기구 준비
    1. 시험실에 원형 물탱크(직경 90cm, 깊이 50cm)를 설치하세요. 수조에 22 ± 2 °C의 물을 30cm 깊이까지 채웁니다.
    2. 물에 탈지분유 가루 0.5kg을 넣어 불투명하게 만듭니다. 탱크를 사실상 네 개의 동일한 사분면(I, II, III, IV)으로 나누어 보세요.
    3. I구역 중앙에 원형, 직경 5cm, 높이 28cm의 탈출 플랫폼을 설치하세요.
    4. 각 사분면의 내벽에 다양한 모양의 시각적 단서를 배치해 쥐가 플랫폼을 학습하고 기억하도록 돕습니다.
    5. 수조 중앙에서 2m 위에 디지털 카메라를 천장에 설치하고 이미지 획득 시스템6에 연결하세요.
  2. 습관
    1. 숨겨진 플랫폼 테스트 전날에는 탱크에서 플랫폼을 분리하세요. 실험 환경에 적응할 수 있도록 아침과 오후 각각 90초씩 수조 안에서 자유롭게 헤엄치도록 하세요.
  3. 숨겨진 플랫폼 테스트
    1. 숨겨진 플랫폼 테스트를 5일 연속으로 실시하세요.
    2. 각각 2, 3, 4사분면에서 출발점을 선택하며, 각 출발점이 탱크 중심에서 같은 거리에 있도록 하세요.
    3. 쥐를 물에 넣고 수조 벽을 향하게 하세요. 쥐를 물에 넣은 후 10초 동안 주변을 관찰할 시간을 주세요.
    4. 마우스가 숨겨진 플랫폼을 찾아 60초 제한 내에 5초 동안 머무르면 탈출 지연과 수영 경로를 기록하세요. 60초 내에 플랫폼을 찾지 못하면 마우스를 수동으로 플랫폼으로 유도하세요.
    5. 동물이 플랫폼에 10초간 머물면서 위치를 관찰하고 기억하게 하고, 탈출 지연 시간을 60초로 기록합니다.
  4. 공간 탐침 테스트
    1. 5일 연속 숨겨진 플랫폼 훈련 후 탱크에서 숨겨진 플랫폼을 제거하세요.
    2. 각 쥐를 2, 3, 4사분면에 위치한 시작 지점에서 물에 넣으세요. 쥐가 60초 동안 자유롭게 헤엄치도록 허용하세요. 수영 경로와 목표 사분면(사분면 I)에서 보낸 시간을 기록하세요.
    3. 실험 사이에 모든 쥐를 즉시 집 우리로 돌려보내 실험자와의 직접 접촉을 최소화하세요.

4. 서부 블롯 분석

  1. 15일간의 개입 완료 후 24시간 후에 각 그룹당 6마리의 쥐를 안락사시키세요. 신선한 해마 조직을 얼음 위에 신속히 해부하고 분리하세요.
  2. 해마 조직을 무게로 재고 미리 냉각된 마이크로 원심분리관에 넣으세요. 1% 프로테아제 억제제 혼합물과 1% 인산화효소 억제제 혼합물을 1mg 조직당 10 μL 완충액 비율로 냉각 RIPA 용해 버퍼를 추가합니다.
  3. 얼음 위에 기계식 조직 균질기를 사용해 조직을 철저히 균질화합니다. 균질체를 12,000 x g 에서 4°C에서 15분간 원심분리하여 세포 이물질을 제거합니다. 상정액을 조심스럽게 수집하여 새로 준비된 냉장 마이크로 원심분리관으로 옮기세요.
  4. 단백질 샘플을 5× SDS 로딩 버퍼와 혼합한 후 95 °C에서 10분간 끓여 단백질을 완전히 변성시킵니다. 웰당 15% SDS-PAGE 겔에 동일한 양(20 μg)의 단백질을 적재합니다. 인접한 웰 중 하나에 미리 염색된 단백질 분자량 마커를 포함하세요.
  5. 스태킹 겔을 80V 일정 전압으로 30분간 돌린 후, 분리 겔 내 단백질을 120V로 분리하여 브로모페놀 블루 염료 전면이 젤 바닥에 도달할 때까지 분리합니다.
  6. 분리된 단백질을 0.22 μm 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 막에 250 mA 정전류로 90분간 얼음 위에 옮깁니다. PVDF 막을 5% 무지방 저지방 우유를 0.1% Tween 20 함유 Tris 완충 식염수에 녹여 1시간 동안 상온에서 셰이커에서 부드럽게 저어주어 차단합니다.
  7. 막을 Aβ에 대한 1차 항체(블로킹 버퍼에 희석한 [1:1000])와 GAPDH에 대한 1차 항체(블로킹 버퍼 내 희석 [1:5000])와 함께 4°C에서 수평 셰이커에서 하룻밤 배양합니다. 막을 고추냉이 과산화효소(HRP) 결합된 2차 항체(블로킹 완충제에 희석한 [1:2000])와 함께 실온에서 1시간 배양합니다.
  8. 막을 TBST로 세 번씩 각각 10분씩 세척하여 결합되지 않은 2차 항체를 제거하세요.
  9. 강화된 화학발광(ECL) 기판을 막에 적용하고 화학발광 이미징 시스템을 사용해 신호를 포착합니다.
  10. ImageJ 소프트웨어(버전 1.53a)를 사용하여 단백질 밴드 강도를 정량화합니다. 목표 밴드의 그레이스케일 값을 GAPDH 값에 맞게 정규화하고, 관심 단백질의 상대적 발현 수준을 계산합니다.

5. [18F] AV-45 라디오 합성

  1. 전구체 화합물 3.0 mg을 [18F]KF와 친핵 치환하여 방사성 표지를 수행합니다.
  2. 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 95% 이상의 방사성 화학 순도(RCP)를 달성하기 위해 제품을 정제합니다.
  3. 표지된 화합물을 에탄올에 녹입니다.
  4. 용액을 0.9% 염화나트륨으로 희석한 후, 최종 제품을 10% 에탄올로 준비하여 다음 사용을 마련합니다7.

6. 생체 내 PET 영상

  1. 각 실험 그룹에서 무작위로 네 마리의 쥐를 선택합니다.
    1. 시술 전에 쥐를 순환하는 물 가열 패드(37°C)나 온열 램프 아래에 5–10분간 두어 꼬리 정맥의 혈관 확장을 촉진합니다.
    2. 쥐를 적절한 투명 원통형 설치류 구속기에 고정시키고, 꼬리는 완전히 노출시킵니다. 꼬리를 소독하고 70% 에탄올 면봉으로 피부를 닦아 측측 꼬리 정맥을 더 자세히 관찰하세요.
  2. 조제된 AV-45 방사성 추적자를 바늘이 장착된 0.5mL 인슐린 주사기에 채취합니다. 목표 방사성 선량 3.0 MBq(방사화학 순도 > 95%)를 달성하기 위해 약 100–150 μL의 주입 부피를 준비합니다.
  3. 트레이서가 채워진 주사기의 초기 방사능을 선량 교정기를 사용해 측정하고 기록하세요.
  4. 바늘을 경사면으로 얕은 각도(약 10°–20°)로 측면 꼬리정맥에 삽입합니다. 투여 후 60분을 기다린 후 2% 이소플루란을 흡입해 마취하세요.
  5. 마우스를 위치시키고 15분간 3차원 정적 PET 스캔을 촬영하세요.
  6. 3차원 순서 부분집합 기대 최대화(OSEM) 알고리즘을 사용하여 PET 데이터를 재구성합니다.
  7. 재구성된 데이터는 PMOD 소프트웨어(버전 4.5)로 처리합니다.
    1. PMOD 융합 모듈 내에서 소형에서 중간 크기 마우스에 적합한 뇌 템플릿에 데이터를 공동 등록합니다. 소프트웨어가 마우스 뇌의 관심 영역(ROI)을 자동으로 구분할 수 있도록 하세요.
  8. 표준화된 수용 가치(SUV)를 계산하세요. 각 ROI의 SUV를 소뇌8의 SUV와 비교하여 표준화된 수용 가치 비율(SUVR)을 구합니다.
    참고: 투여 용량(2.0–3.8 MBq)의 허용 가능한 변동성은 일일 방사성 추적자 수율 변동과 개별 마우스 체중을 반영합니다. 이후 정량화는 표준 흡수값 비율(SUVR)에 의존하므로, 이는 목표 영역을 기준 영역(소뇌)과 정규화하기 때문에, 이 범위 내의 절대 용량 변동은 비교 영상 결과를 손상시키지 않습니다. 마이크로 양전자 방출 단층촬영(Micro-PET)은 그림 2에 나와 있습니다.

7. 통계 분석

  1. 모든 통계 분석은 SPSS 소프트웨어(버전 19.0)를 사용하여 수행하세요.
  2. 데이터를 표준편차(SD)± 제시하세요.
  3. 숨겨진 플랫폼 테스트 결과를 분석하기 위해 일방향 ANOVA를 적용하세요.
  4. 공간 탐침 검사와 PET 영상 데이터를 반복 측정 ANOVA 또는 일방향 ANOVA를 사용해 분석한 후 LSD 사후 검사를 통해 쌍별 비교를 수행합니다.

결과

APP/PS1 마우스에서 전기침술이 인지 기능에 미치는 영향

공간 학습 능력을 평가하기 위해 쥐들은 1일째부터 5일째까지 훈련 시험을 수행했습니다. 숨겨진 플랫폼 테스트(그림 3A, B)에서는 모든 그룹의 쥐의 탈출 지연이 훈련 기간 동안 감소하는 추세를 보였습니다. N 그룹과 비교했을 때, AD 그룹은 유의미하게 긴 탈출 지연(p < 0.05)을 보였으며, 이는 6개월 된 APP/PS1 마우스에서 학습 및 기억 결손이 뚜렷함을 나타낸다. AD 그룹의 탈출 지연 시간은 N 그룹과 EA 그룹 모두보다 유의미하게 길었습니다(p < 0.01). 특히 5일째에 EA 그룹의 탈출 지연 시간이 AD 그룹보다 유의미하게 짧았다(p < 0.05)(그림 3C). 5일간의 훈련 기간 이후, 공간 탐침 검사를 통해 공간 기억을 평가하였습니다. 목표(플랫폼) 사분면에서 수영한 시간과 총 수영 시간의 비율이 계산되었습니다; 비율이 높을수록 기억력 유지가 더 우수함을 의미합니다. 결과는 AD 그룹의 수영 시간 비율이 N 그룹보다 유의하게 낮았음을 보여주었다(p < 0.01). 반면, EA 그룹은 AD 그룹에 비해 유의미하게 높은 비율을 보였다(p < 0.01). 그러나 EA 그룹의 비율은 N 그룹보다 낮았다(p < 0.05)(그림 3D).

공간 기억의 정밀도를 반영하는 승강장 건너기 횟수도 분석되었다. 더 많은 교차 횟수는 기억력 유지가 더 좋다는 것을 의미합니다. AD 그룹은 N 그룹보다 플랫폼 건너는 횟수가 유의하게 적었으며(p < 0.05), EA 그룹은 AD 그룹에 비해 유의한 증가를 보였다(p < 0.05). 그럼에도 불구하고, EA 그룹은 여전히 N 그룹보다 교차 횟수가 적었다(p < 0.05)(그림 3E).

전기침술이 APP/PS1 마이크 해마에서 Aβ 침착에 미치는 영향

Aβ 침착은 PET 영상을 사용해 평가되었고, 방사성 표지된 Aβ 추적자의 표준화 흡수 가치 비율(SUVR)은 APP/PS1 마우스의 해마에서 계산되었다(그림 4A). 마이크로 PET 스캔 결과, N군과 EA 군 모두 AD 그룹에 비해 유의하게 낮은 SUVR 값을 보였다(그림 4B). 추가 정량적 분석 결과, EA 그룹의 해마 SUVR과 Aβ는 N 그룹보다 유의하게 높았으며(p < 0.05), 전기 침술 중재 후 AD 그룹보다 유의하게 낮은 편임이 확인되었습니다(p < 0.05)(그림 4C).

전기침술이 Aβ 단백질 발현에 미치는 영향

행동 및 영상 평가 이후, 해마 내 Aβ 단백질 발현을 웨스턴 블롯 분석을 통해 평가하였습니다(그림 5A). 정량적 분석 결과, AD 그룹의 Aβ 발현이 N 그룹에 비해 유의하게 높았음이 밝혀졌습니다(p < 0.05). EA 그룹은 AD 그룹에 비해 해마 Aβ 발현이 유의하게 감소하였다(p < 0.05). 그러나 EA 그룹의 발현 수준은 N 그룹보다 높았으며, 이는 개입이 Aβ 축적을 효과적으로 완화했음에도 기존 플라크를 완전히 제거하지는 못했음을 시사한다(그림 5B).

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그림 1: 쥐에서 GV20(바이후이), GV26(수이고), GV29(음탕) 부위의 위치를 보여주는 개식도. 이 도형은 Sun 등(5)의 허가를 받아 재사용되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.

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그림 2: 마이크로 양전자 방출 단층촬영(Micro-PET). IRIS PET/CT(Inviscan)는 쥐와 쥐를 위한 전임상 영상 시스템으로, 고감도(>9%)와 1mm의 공간 해상도, 96mm 축방향 시야를 특징으로 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.

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그림 3: 전기 침술이 인지 기능에 미치는 영향. (A) MWM 장치. (B) 쥐는 모리스 워터 미로(MWM) 장치를 사용해 테스트되었습니다. (C) 숨겨진 플랫폼 테스트 중 탈출 지연 추세. N 그룹과 비교했을 때, ◆ < 0.05; 알츠하이머병(AD) 그룹과 비교했을 때, ▲▲p < 0.05. (D) 1사분면에서 수영 시간의 비율. N 그룹과 비교했을 때, ◆◆p < 0.05; AD 그룹과 비교했을 때, ▲▲p < 0.05. (E) 승강장 사분면 내 승강장 건널목 수. N 그룹과 비교하면, ◆ < 0.05; AD 그룹과 비교했을 때, ▲▲p < 0.05. 이 도형은 Sun 등(5)의 허가를 받아 재사용되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.

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그림 4: 전기침술이 Aβ 침착에 미치는 영향. (A) 쥐 해마에서 관심 있는 영역은 녹색으로 표시되어 있습니다. (B) 각 그룹의 쥐에서 Aβ의 미세 양전자 방출 단층촬영 영상. (C) 각 그룹 해마에서 [18F]AV-45 표준화 흡수 값 비율(SUVR; 목표 영역/소뇌)을 마이크로PET로 양량화한 비교. N 그룹과 비교했을 때, ◆◆p < 0.05; 알츠하이머병(AD) 그룹과 비교했을 때, ▲▲p < 0.05. 이 도형은 Sun 등(5)의 허가를 받아 재사용되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.

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그림 5: 전기침술이 Aβ 단백질 발현에 미치는 영향. (A) Aβ(4 kDa)와 GAPDH(146 kDa)의 발현 수준을 보여주는 대표적인 서부 블롯 밴드로, 로딩 컨트롤 기준으로. 이 밴드는 N군에서 Aβ 발현이 낮고, AD 군에서는 발현이 높으며, EA 그룹에서는 AD 모델에 비해 발현이 감소함을 보여줍니다. (B) 실험군 간 Aβ와 GAPDH의 상대적 발현에 대한 정량적 분석. N 그룹과 비교했을 때, ◆◆p < 0.05; 알츠하이머병(AD) 그룹과 비교했을 때, ▲▲p < 0.05. 이 도형은 Sun 등(5)의 허가를 받아 재사용되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.

토론

해마에서의 침착을 시각화하고 정량화하는 것은 AD9년의 병리학적 진행을 보여주는 중요한 창을 제공합니다. 여러 신경영상 방식이 존재하지만, 고해상도, 정량적, 종 간 번역을 달성하는 것은 여전히 큰 장애물입니다. 예를 들어, 근적외선 형광 영상은 공간 해상도에 의해 자주 제한되며, 구조적 변화를 지도화할 수 있는 MRI는 생체 내에서 아밀로이드 플라크를 구분하기 위해 과도하게 높은 조영제 용량을 요구하는 경우가 많습니다. 반면, PET는 최적의 번역 도구를 제공하며, 동물 모델과 임상 집단 모두에서 신경염증, 포도당 대사, A 축적을 동적으로 평가할 수 있게 합니다10,11. PET를 통한 분자 영상은 조기 진단과 정확한 병리 병기 측정을 가능하게 할 뿐만 아니라, 또한 신흥 AD 치료제의 표적 참여와 효능을 모니터링하는 데에도 필수적이다12. 전임상 분야에서 마이크로-PET 기술의 등장으로 PET의 활용도는 임상 환경과 비인간 영장류 연구를 넘어 크게 확장되었습니다. 우수한 공간 해상도와 작은 시야에 맞춘 높은 감도로 특징인 마이크로 PET는 연구자들이 설치류 모델에서 신경퇴행성 진행을 종방향으로 추적할 수 있게 합니다13,14. 중요한 점은, 강력한 A 병리가 없는 기준 영역과 비교해 SUVR이 계산한 정량적 지표(예: 소뇌)가 실험실에서15번 침상으로 원활하게 변환될 수 있다는 점입니다. 역사적으로 특정 추적자를 이용한 PET 영상은 AD16,17에 대해 진단 민감도(최대 90%)와 특이도(89%)를 보였습니다. [11C]PIB 추적자는 초기 아밀로이드 시각화에 혁신을 가져왔지만, 짧은 반감기가 광범위한 배치를 제한했습니다. 이후 개발과 2012년 FDA 승인을 받은 [18F]AV-45(플로르베타피르)는 이러한 한계를완화하여 반감기를 연장하고 Aβ에 대한 우수한 결합 친화력 및 선택성을 제공했습니다. 그 결과, [18F]AV-45는 임상 진단과 전임상 평가 모두에서 필수 제품이 되었습니다20.

이 프로토콜을 사용할 때는 여러 중요한 단계와 잠재적 수정 사항을 고려해야 합니다. 첫째, 방사합성 매개변수의 엄격한 제어가 필수적입니다; 전구체 양이나 반응 온도의 편차는 [18F]AV-45의 방사성 순도와 수율을 심각하게 저하시킬 수 있습니다. 둘째, PET 영상 촬영 중 정밀한 입체 정렬은 부분 부피 효과를 방지하기 위해 매우 중요하며, 이는 마우스의 작은 해마 영역에서 SUVR 계산을 인위적으로 왜곡할 수 있습니다. PET 이미지에서 낮은 신호 대 잡음비를 해결하기 위해서는 주입된 추적자의 특정 활성을 확인하고 이소플루란 마취 깊이가 안정적으로 유지되도록 해야 합니다. 호흡 운동이 이미지를 흐릴 수 있기 때문입니다.

이 방법론에는 몇 가지 한계가 있습니다. [18F]AV-45 마이크로-PET는 지역 Aβ 부하의 거시적 시야를 제공하지만, 공간 해상도 때문에 단일 미세한 아밀로이드 플라크를 시각화할 수 없습니다. 더욱이, 본 연구에서 시행된 15일간의 전기침술 중재는 치료받지 않은 AD 마우스에 비해 Aβ 부하가 유의미하게 감소하는 것을 보여주었습니다; 그러나 기존 Aβ 플라크의 완전한 제거는 일반적으로 수개월간의 지속적인 개입이 필요하기 때문에, 현재의 패러다임은 완전한 구조적 플라크 제거보다는 용해성 Aβ 역학의 조기 조절이나 점진적 침착의 정지를 주로 반영합니다. 또한, 동일한 피험자 내에서 개입 전후로 PET 스캔을 받으면 종단적 대조군이 더 강력해질 수 있어, 향후 실험 설계에서 채택되어야 할 전략입니다.

요약하자면, 이 연구 결과는 전기침술(EA) 개입이 APP/PS1 마우스에서 Aβ 축적을 유의미하게 완화하고 공간 인지 기능을 보존함을 시사합니다. 이 개선의 기전적 기초는 두혈관 및 신경혈관21번 경혈점과 해부학적으로 연결되어 두혈류와 정화 경로를 촉진하는 신경 조절 효과와 관련이 있을 수 있습니다. 견고하고 정량화된 분자 영상 증거를 제공함으로써, 이 프로토콜은 전통적인 치료 기법과 첨단 신경영상 기술을 통합하는 것의 중요성을 강조합니다. 이 방법론적 틀은 AD와 싸우는 침술의 치료 경로에 대한 더 깊은 연구의 길을 열어줍니다.

공개 사항

모든 저자는 잠재적인 이해 충돌이 없음을 선언했습니다.

감사의 글

이 연구는 중국국가자연과학기금(제82004482, 82274654, 82274644), 베이징 자연과학기금(제7252219호), 그리고 인민해방군 종합병원 제6의료센터 혁신 육성 기금(제11 100 CXPY202405). 이 연구에 사용된 그래픽 도구를 제공해 준 Biorender(biorender.com)에 감사드립니다.

재료

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이름회사카탈로그 번호댓글
[18세 여성]AV-45베이징사범대학교 방사성의약학연구소— —업계에서 가장 널리 사용되는 추적 물질입니다
0.22 & mu; m PVDF 막비요타임FFP71효율적인 필름 전사
15% SDS-PAGE 젤비요타임P0066소분자 단백질의 이동을 방해합니다
5× SDS 로딩 버퍼비요타임P0015명확한 줄무늬와 정확한 분리를 확인하세요.
6개월 된 수컷 APP/PS1 마우스카벤버그(쑤저우) 라보타토리 동물 연구소 유한회사.SCXK (Su) 2018-0002알츠하이머병 연구에 널리 사용됨.
 
6개월 된 수컷 C57BL/6마리 쥐카벤버그(쑤저우) 라보타토리 동물 연구소 유한회사.SCXK (Su) 2018-0002정상 대조군에 대해
Aβ 항체단백질 기술25524-1-APA 및 베타 탐지; 단량체
일회용 멸균 침 바늘중옌 태허 의료기기 유한회사ZYTH2013030504일반적인 침술 도구
ECL 기판써모 피셔 (피어스)그리고 nbsp; 32106 (500 mL)표적 단백질의 검출
전기침술(EA) 기구베이징 화웨이 산업개발유한회사.HANSLH202중국에서 일반적으로 사용되는 전기침술 장비
가프드단백질 기술23567-1-CB고전적인 기준 단백질 (1:5000)
HRP 결합 2차 항체서모피셔 사이언티브 (인비트로젠)31430 (2mL) / C31430100 (100μ L)표적 단백질 검출 (1:2000)
ImageJ 소프트웨어NIH그리고 nbsp; 버전 1.53a스트립 그레이스케일 값 분석
이소플루란켄타우로스30135687 (250ml)쥐의 안전하고 신속한 마취
PET-CTIRIS PET/CT 영상 시스템아이리스높은 PET 감도와 우수한 정량적 성능
인산효소 억제제 칵테일비요타임P0055B단백질의 인산화 상태를 유지하세요
PMOD 소프트웨어PMOD 테크놀로지스그리고 nbsp; 버전 4.5 사용: PET 이미지 데이터의 처리 및 분석
사전 염색 단백질 분자량 마커써모 피셔 (피어스)26619 (2× 250&마이크로; L) 전기영동 및 막 전달 모니터링  
프로테아제 억제제 칵테일비요타임P1046내인성 단백질효소 활성의 광범위 억제
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모리스 워터 미로 시스템청두 타이몽 소프트웨어 유한회사.WMT-100중국에서 널리 사용되는 수상 미로 장비

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