쥐에서 초음파 기술을 사용하여 약물 유발 신장 혈역학 적 부전의 조기 발견

이 절차의 전반적인 목표는 약물 유도 신독성 쥐 모델을 사용하여 신장 기능 장애를 검출하기 위한 단계별 초음파 방법론을 제공하는 것입니다. 이는 먼저 레일 시스템을 사용하여 초음파 프로브를 배치하고 대동맥을 분리함으로써 수행됩니다. 다음으로, 화면 중앙에 신장 전체 모습이 보이도록 프로브 각도를 조절하고, 가능한 가장 높은 프레임 속도를 사용하여 B-모드 영상을 저장합니다.

그 다음, 신동맥과 신정맥을 분리하기 위해 컬러 도플러 음향창(acoustic window)을 엽니다. 마지막으로, 우측 신동맥의 혈류를 평가하기 위해 펄스파(PW) 황색 표시선을 사용하며, 가능한 가장 높은 프레임 속도로 데이터를 수집하기 위해 sinistore를 사용합니다. 최종적으로, Cisplatin으로 유도된 급성 신손상 이후 신장의 혈역학적 변화를 보여주기 위해 고해상도 초음파 영상을 사용합니다.

이 방법은 신장 손상으로 인한 혈역학적 변화와 같이 신장 기능 모니터링 분야의 핵심적인 질문들에 답할 수 있습니다. 이 방법은 신장 혈역학에 대한 통찰을 제공할 뿐만 아니라, 마우스 모델과 같은 다른 시스템에도 적용될 수 있습니다. 0일차에 텍스트 프로토콜에 따라 동물을 마취하고 안연고를 도포한 후, 40번 메스 날과 제모 크림을 사용하여 가슴 부위의 털을 제거하십시오.

동물의 활력 징후를 모니터링하는 동안, 활성 포트에 연결된 중심 주파수 21 MHz의 고해상도 MS250 초음파 시스템을 설정하고 애플리케이션 프리셋을 신장으로 설정합니다. 마취된 동물을 플랫폼 위에 배와 위쪽으로 눕히고(supine position), 레일 시스템을 사용하여 초음파 프로브를 동물의 정중선에 배치하여 왼쪽 흉골 옆선(left parasternal line)과 90도 각도가 되도록 하여 대동맥을 분리합니다. 이 위치에서 동물이 놓인 플랫폼을 슬라이드하여 프로브가 왼쪽 또는 오른쪽 신동맥과 수평이 되도록 합니다.

마이크로매니퓰레이터를 사용하여 신동맥을 관찰하십시오. 그런 다음 프로브의 Y축을 따라 약간 기울여 프로브 각도를 조절함으로써 화면 중앙에 신장 전체 모습이 나오도록 하십시오. 신우와 신동맥의 이미지가 확보되면, 사용 중인 프로브에서 허용하는 최고 프레임 속도로 이미지를 저장하십시오.

다음으로, 키보드의 컬러 도플러 키를 눌러 컬러 도플러 음향 창을 켭니다. 초점 깊이가 신장의 중심에 위치하도록 확인하십시오. 가능한 가장 높은 프레임 속도로 데이터를 기록하기 위해 sinistore를 사용하십시오.

펄스파(pulsed wave) 또는 PW 뷰로 영상을 캡처하려면, PW 키를 클릭하여 화면에 노란색 표시선을 나타나게 합니다. PW 각도 키를 사용하여, 혈관 내 혈류 방향과 평행하게 신동맥에 노란색 선을 배치하고, 도플러 각도가 60도 미만이 되도록 합니다. 이 모드에서는 음향창이 상단과 하단 섹션으로 나뉩니다.

sinistore를 사용하여 수축기 및 이완기 정점에서의 동맥 혈류 속도를 나타내는 파형 이미지를 캡처하십시오. 영상 촬영 후, 동물을 깨끗한 회복 구역의 가열 램프 아래에 복와위(sternal recumbency) 상태로 두십시오. 마취에서 완전히 회복될 때까지 동물의 활력 징후를 지속적으로 모니터링한 후 사육 시설로 복귀시키십시오.

기초 영상 촬영을 수행한 24시간 후, 처리군 동물에게 Cisplatin 10 mg/kg을 단회 복강 투여하십시오. 대조군 동물에게는 생리식염수를 투여하십시오. 여기에 제시된 일정에 따라, 동물의 활성 징후를 모니터링하면서 앞서 비디오에서 시연한 대로 초음파 영상 촬영을 수행하십시오.

텍스트 프로토콜의 가이드라인에 따라 데이터 분석을 수행하십시오. 본 연구에 제시된 이미지는 단일 작업자가 촬영하였으며, 영상 데이터는 단일 연구자가 분석하였습니다. 결과에 따르면 Cisplatin 처리 동물의 6일 차 혈청 크레아티닌 수치는 0.5에서 2.1 사이였습니다.

정상 크레아티닌 수치는 1.1 미만입니다. 초음파 영상은 다음 연구들에 제시된 조직학적 데이터보다 높은 민감도를 보여줍니다. 6일 차에 조직학적 검사를 실시한 결과, 정상 식염수를 투여한 동물과 비교하여 Cisplatin을 투여한 신장에서 급성 세뇨관 간질 손상의 일관된 패턴이 나타났습니다.

고해상도 초음파 영상을 사용하여 신장의 혈역학적 변화를 측정한 결과, Cisplatin을 처리하지 않은 동물에서는 0일과 6일 사이에 형태학적 변화가 없었으나, Cisplatin 처리 동물에서는 6일에 pulsus parvus 형태가 검출되었습니다. RI는 저항 지수(Resistive Index)를, PI는 박동 지수(Pulsatile Index)를 나타냅니다. 쥐의 정상 RI 및 PI 상한선은 각각 0.7과 1.15입니다.

신장의 혈역학적 변화를 평가하기 위해 이러한 지표들을 측정한 결과, Cisplatin을 투여한 두 동물 군 모두에서 6일 차에 유의미한 증가가 나타났습니다. 이 절차를 수행할 때는 동물이 마취 하에서 정상적인 활력 징후를 유지하는지 확인하는 것이 중요합니다. 이 기술은 개발 이후, 급성 신손상 이후의 신장 초음파 혈역학적 변화 분야 연구자들에게 토대를 마련해 주었습니다.

이 영상을 시청한 후에는 급성 신손상 소동물 모델을 사용하여 신장을 영상화하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.