2011년 5월 7일
인간 패혈증 연구에 유용한 도구로 cecal 내고 주사의 마우스 모델입니다.
안녕하세요, 저는 템플 대학교 미생물학 및 혈액학과의 Dena 박사님 연구실 소속 Miguel Toscano입니다. 오늘은 C 57 Black Seas 마우스 계통에서 iCal 유도 및 천자 모델을 설정하는 방법을 보여드리겠습니다. 저희 연구실에서는 인간의 패혈증을 모방하기 위해 이 모델을 사용합니다.
기본적으로, 이 모델은 혈청을 천자하여 분변 물질이 복강 내로 유출되게 함으로써 다균성 패혈증을 유발하고, 결과적으로 과도한 면역 반응을 생성하는 방식으로 구성됩니다. 이 모델에서는 많은 장기와 다양한 세포 유형이 가역 불가능하게 손상되며, 이는 최종적으로 동물의 사망으로 이어질 수 있습니다.
그럼 시작하겠습니다. 마우스 마취 단계입니다. 첫 번째 단계는 복강 내 주사를 통해 동물을 마취시키는 것입니다.
케토민과 자일라진을 1:1 비율로 혼합합니다. 마우스에게 물리는 것을 방지하고 마우스가 다치지 않게 하려면, 한 손으로 마우스의 꼬리를 잡아야 합니다. 다른 한 손으로는 마우스의 등 부분을 바닥 쪽으로 눌러 고정합니다.
그런 다음 머리 뒷부분을 잡아 동물을 등으로 눕혀 복부를 노출시킵니다. 29 gauge 인슐린 주사기를 사용하여 복강 내에 마취제 20 to 30 µL를 주입합니다. 시술을 위해 마우스의 뒷부분을 잡고, 꼬리나 다리를 눌러 복부를 면도하여 준비합니다.
마우스가 통증에 민감하지 않은지 확인한 후, 복부를 소독합니다. 먼저 Betadine 용액으로 문질러 닦아내고, 이어서 이소프로필 알코올 솜으로 최소 1분 동안 닦아줍니다. 개복술 실시: 개복술을 수행하기 위해, 포셉으로 복부 중앙의 피부를 들어 올린 후 길이 약 1cm의 작은 절개를 가합니다.
그 다음 회음부를 들어 올리고 작은 절개를 한 번 더 실시하여 복강을 노출합니다. 곡선 핀셋을 사용하여 복막을 잡습니다. 복막을 통해 맹장을 통과시켜 맹장을 확인하고 노출합니다.
이를 복부 위에 놓습니다. 이제 결찰을 수행할 단계입니다. 이는 중요한 요소입니다.
모델의 중증도를 결정하기 위해, 처치 과정의 강도를 조절할 수 있습니다. 결찰 범위를 확장하면 마우스는 더 경미한 패혈증을 앓게 됩니다. 결찰 부위가 맹장 끝에 가까우면 경증, 중간 부위면 중등도, 회맹판에 가까울수록 중증 패혈증이 유발되며, 이러한 처치의 중증도는 사망률의 백분율로 반영됩니다.
회맹판을 절대 결찰하지 마십시오. 이제 실크 봉합사로 이중 매듭을 지어 단단하게 결찰합니다. 맹장을 잡고 결찰 부위 근처에 조심스럽게 천공을 만든 다음, 맹장의 끝부분에 더 가까운 곳에 또 다른 천공을 만듭니다. 맹장의 막은 부드러워 매우 쉽게 천공됩니다.
다양한 두께의 바늘을 사용하고 한두 번의 천자를 수행함으로써 모델의 심각도를 조절할 수 있습니다. 여기서 제시하는 단일 또는 이중 천자법은 전통적인 관통형 연속 천자법의 대안 기술입니다. 단일 또는 이중 천자법의 장점은 맹장을 압착할 때 배출되는 분변의 양을 더 정밀하게 조절할 수 있다는 점입니다.
두 손가락으로 맹장을 잡고 가볍게 짜내어 아주 적은 양의 분변을 추출합니다. 개복 부위를 닫기 전, 복막을 들어 올리고 맹장을 복강 내로 조심스럽게 다시 배치합니다.
맹장이 우발적으로 천자되지 않도록 각별히 주의하십시오. 포셉을 사용할 때는 더 큰 포셉을 사용하는 것이 권장됩니다. 이제 복강을 폐쇄할 차례입니다. 실크 봉합사를 사용하여 복강이 매우 견고하게 폐쇄되었는지 확인하는 것이 매우 중요합니다.
상처의 한쪽 끝에서 매듭을 짓는 것으로 시작합니다. 이전 천자 부위의 루프 아래로 실을 통과시키며 반대편까지 봉합을 계속합니다. 피부를 닫기 위해서는 Mitchell 상처 클립이나 리플렉스 클립을 사용할 수 있으며, 적절한 도구를 사용하여 클립을 고정합니다.
상처 부위가 완전히 폐쇄되었는지 확인하며 필요한 만큼 클립을 고정합니다. 1 mL의 예열된 생리식염수를 피하 주사하여 마우스를 소생시킵니다. 25 gauge 바늘을 사용하여 수행하는 이 수액 소생 조치는 패혈증의 과역동기(hyperdynamic phase)를 유도하며, 이로써 실험 절차가 마무리됩니다.
마우스가 마취에서 회복될 때까지 적외선 가열등 아래에 두거나, 또는 가열 패드 위에 둡니다. 케이지 바닥에 먹이와 물을 제공하고, 8~12시간마다 동물을 관찰하여 질병 징후가 있는지 확인합니다. 수술 후 통증 완화를 위해 부프레노르핀을 피하 주사합니다.
사용할 수 있는 다른 진통제로는 T.Tramadol이 있습니다. 패혈증의 징후와 증상으로는 발열, 기력 저하, 털 세움, 발기, 설사, 웅크리기 및 권태감이 있습니다. 매우 상태가 좋지 않은 동물은 체온이 심하게 떨어지며, 고통을 피하기 위해 거의 움직이지 않습니다.
이 단계에서 동물들을 안락사시켜야 합니다. 이것으로 낫 모양 결찰 및 천자 모델의 수행 방법을 모두 살펴보았습니다. 본 시연 영상이 도움이 되었기를 바라며, 동물 실험을 시작하기 전 여러분의 연구에 유용한 참고 자료가 되었기를 바랍니다. 결찰 길이, 바늘 두께, 천자 횟수를 조정하여 실험에 적합한 중증도를 설정할 수 있도록, 숙련되지 않은 연구자의 경우 사용되지 않은 마우스나 노령 마우스를 이용해 충분히 연습하시기를 강력히 권장합니다.
그럼 이만 마치겠습니다.
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본 논문에서는 인간의 패혈증 연구에 활용되는 맹장 결찰 및 천자(cecal ligation and puncture) 마우스 모델에 대해 다룹니다. 이 모델은 복강 내로 분변 물질을 유입시켜 다균성 패혈증을 모사하며, 이는 과도한 면역 반응과 잠재적인 장기 손상을 유발합니다.
맹장 결찰 및 천공(CLP) 모델은 인간의 병태생리를 반영하는 재현 가능한 다균성 패혈증 모델을 제공하여, 초기 발견 단계에서의 타겟 검증과 기전적 위험 감소를 가능하게 합니다. 과역동성 및 저역동성 단계 모두를 재현함으로써 치료제 스크리닝 및 중개 바이오마커 식별에 있어 예측 신뢰도를 높여줍니다. 이 모델은 질병 단계 전반에 걸친 약물 효능 평가를 도와, 패혈증 관련 프로그램의 후기 단계 실패 위험을 줄여줍니다.
CLP 모델은 타겟 검증부터 리드 화합물 발굴, 그리고 전임상 효능 시험에 이르는 발견 연속체 내에 적합하며, 특히 면역 조절제 연구에 유용합니다.