2016년 1월 23일
이 연구에서는 정점 절제술의 단계별 비디오 프로토콜이 입증되었습니다. 정점 절제술은 포유류 심장 재생 연구에서 최근 주목받고 있는 수술 방식입니다. 이 연구는 심장 재생의 기저에 있는 메커니즘에 대한 연구에서 정점 절제술의 표준 방법론으로 적용을 촉진할 수 있습니다.
이 실험 절차의 전반적인 목적은 신생 생쥐의 심첨부 절제를 통해 초기 포유류의 심장 재생을 연구하는 것입니다. 이를 통해 초기 포유류 심장 재생의 기초가 되는 분자 및 세포 기전은 무엇인가와 같은 심장 재생 분야의 핵심 질문에 대한 답을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 심첨부 절제 생쥐 모델이 초기 포유류 심장 재생 연구를 위한 상대적으로 단순하고 직접적인 접근 방식을 제공한다는 점입니다.
절차를 시작하기 전, 생후 1일 된 C57 black six 새끼 쥐 6마리를 수유 중인 어미로부터 분리하여 신선한 베딩과 둥지 재료가 들어 있는 깨끗한 마우스 케이지로 옮깁니다. 그 다음, 각 신생물을 순서대로 아이스 베드에서 수술 구역으로 옮기고, 팔, 다리, 꼬리를 앙와위(supine position)로 고정합니다. 흉부를 베타딘으로 소독한 후, 70% 알코올 솜으로 부드럽게 닦아냅니다.
이제 가슴강의 네 번째 내측 늑간 구역을 따라 피부 절개를 실시합니다. 스프링 가위를 사용하여 심장 첨단부를 절개합니다. 심장에 접근하기 위해, 스프링 가위로 심장 첨단부를 절개한 다음 내측 늑간근을 둔성 박리합니다.
멸균된 6-0 봉합사를 사용하여 갈비뼈와 근육을 함께 봉합합니다. 피부 접착제를 사용하여 피부 절개 부위를 조심스럽게 닫고, 신생 동물이 가열 램프 아래에서 약 3분 동안 회복하도록 합니다. 그런 다음 70% 알코올 솜을 사용하여 새끼 쥐의 몸에 묻은 모든 혈액과 접착제 흔적을 닦아내고, 동물을 다른 형제들과 함께 원래의 무리로 돌려보냅니다.
모든 수술이 완료되면, 새끼 쥐들을 어미의 깔짚 및 배설물과 섞은 후 어미의 둥지로 돌려보냅니다. 수술 하루 뒤, 가짜 수술군(sham)과 수술군 새끼 쥐의 수를 세어 각 그룹의 생존율을 결정합니다. 수술 후 적절한 시점에, 각 동물을 순차적으로 70% ethanol로 흉부를 세척하고 흉부의 피부 및 근육 중앙선을 절개합니다.
흉강에서 심장 전체를 적출하여 4% paraformaldehyde 5mm 두께의 용액에 담가 상온에서 하룻밤 동안 고정합니다. 다음 날, 파라핀 포매 전까지 샘플을 70% ethanol로 옮겨 최대 일주일 동안 보관합니다. 심실 전체에 대해 5µm 두께의 파라핀 절편을 제작한 후, hematoxylin, eosin 및 Masson's trichrome으로 각각 염색하여 절제된 심장의 근육 대체 및 섬유성 반응을 관찰합니다.
슬라이드 스캐너를 사용하여 샘플당 최소 3개의 초점을 수동으로 확보하십시오. 그런 다음 스캐너의 기본 파라미터를 사용하여 제조사의 지침에 따라 40X 배율로 샘플 이미지를 분석하십시오. 성공적인 심첨부 절제술의 경우, 절제술 후 1일 이내에 혈전이 효과적으로 형성되어 좌심실을 밀폐합니다.
이후 혈전의 점진적인 흡수와 초기 심장 섬유화가 관찰되며, 절제 후 21일까지는 심근 조직으로 서서히 대체되어 심근이 완전히 재생됩니다. 실제로 수술 3주 후에는 형태학적 분석을 통해 절제된 심장과 가짜 수술(sham operated)을 받은 심장 사이에 뚜렷한 차이가 나타나지 않습니다. 이 절차를 수행할 때는 멸균 상태를 유지하는 것이 중요합니다.
이 절차에 따라, 심근세포 증식 및 심첨부 절제에 관한 추가적인 질문에 답하기 위해 표지법 및 선형 측정과 같은 다른 측정들을 수행할 수 있습니다. 이 영상을 시청한 후에는 신생 쥐에서 심첨부 절제를 수행하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.
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본 연구는 포유류 심장 재생 연구의 외과적 접근법인 심첨 절제술(apical resection)에 대한 단계별 비디오 프로토콜을 제시합니다. 이 기술은 심장 재생의 기저 메커니즘에 대한 이해를 높이는 것을 목표로 합니다.
초기 포유류 심장 재생의 재현 가능한 모델을 구축하는 것은 재생 능력이 제한되어 치료제 개발이 어려운 심혈관 R&D의 결정적인 공백을 메우는 일입니다. 심첨부 절제 마우스 모델은 전임상 표적 검증 단계에서 심장 수복 경로의 기전적 리스크 제거를 가능하게 합니다. 이는 심근세포 증식 및 섬유화 해소 조절 인자를 식별하는 데 있어 예측 신뢰도를 높여줍니다.
정단 절제 모델은 표적 가설 검증부터 전임상 효능 평가에 이르는 발견 연속체 내에 적합하며, 기전적 리스크 감소를 위한 질환 관련 시스템을 제공합니다.