May 13th, 2016
처음으로 우리는 발달 중인 심장 ex ovo에서 혈역학을 변경하기 위한 재현 가능한 밴딩 절차를 제시합니다. 이것은 유출로(OFT)를 부분적으로 수축시킴으로써 달성됩니다.
이 Ex Ovo 밴딩 절차의 전반적인 목표는 심장 혈류역학에서 재현 가능하고 치명적이지 않은 변화를 만들어 결과적인 유전적 결과를 연구하는 것입니다. 이 방법은 심장 판막의 발달 및 관련 질병 상태와 같은 심혈관 발달 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 시스템의 강점은 발달 중인 심장과 판막의 혈역학 변화에 반응하는 유전자 경로를 연구하는 데 사용할 수 있으며, 심장을 구하는 것이 장기적으로 해로운 영향을 미치지 않는 티핑 포인트를 찾는 데 도움이 될 수
있다는 것입니다.따라서 제 연구실의 기술자인 Lorain Junor와 실험실의 박사 과정 학생인 Vinal Menon이 절차를 시연할 예정이며, 이들은 난자 취급과 초음파 기계의 사용법을 시연할 것입니다. 80-90개의 수정된 Bovan 닭 달걀을 뭉툭한 끝과 함께 섭씨 40도로 설정된 가습 로커 인큐베이터의 플라스틱 달걀 트레이에 부화시킵니다. HH 17까지 약 72시간 동안 현상시키십시오.
스테이지 17에 도착하면, 100mm x 26mm 접시에 중탄산나트륨을 첨가한 따뜻한 티로드 버퍼를 약 20ml 붓는다. 다음으로, 인큐베이터에서 난자를 꺼내 70% 에탄올로 살균합니다. 그런 다음 메스 손잡이를 사용하여 껍질을 부드럽게 깨고 내용물을 접시에 조심스럽게 풀어줍니다.
이제 해부 현미경으로 배아를 확인합니다. 배아가 잘못된 발달 단계에 있거나, 난황의 방향이 부적절하거나, 출혈이 있는 등 비정상적으로 보이면 배아를 폐기합니다. 혈관 구조가 적절하게 접히고 구부러지는 위치를 찾으십시오.
일부 배아는 대조 배아로 섭씨 40도의 OFT 밴딩을 받지 않도록 합니다. 준비 과정에서 단일 11에서 0 나일론 수술 봉합사에서 1cm 길이의 실을 개별적으로 핀셋으로 뽑아 느슨한 매듭으로 만듭니다. UV는 1, 200 x 100 마이크로 줄로 미리 형성된 모든 매듭을 세 번 살균합니다.
해부 현미경으로 배아의 심장이 정상적인 속도로 박동하고 있는지 육안으로 확인하고, 그렇지 않은 경우 배아를 폐기합니다. 수술 직전에 따뜻한 Tyrode's Buffer를 5-6ml를 배아 표면에 피펫으로 뿌립니다. 그런 다음 OFT 아래에 미리 형성된 매듭의 한쪽 자유 끝을 통과시킵니다.
봉합사를 OVJ 또는 기타 원하는 위치에 배치하고 자유 끝을 매듭에 통과시켜 심장을 둘러싼 막을 포함하여 OFT를 수축시킵니다. 그런 다음 이전과 같이 Tyrode's Buffer로 노른자 표면을 적십니다. 조작된 모든 배아를 비밴드 대조군 배아와 함께 발달 인큐베이터로 옮기고 정해진 시간 동안 발달하도록 합니다.
나중에 곧은 가위를 사용하여 노른자에서 배아를 절제합니다. 그런 다음 미세한 겸자로 심장을 해부하고 심장 형태 검사와 같은 후속 연구를 진행합니다. 밴딩 중재로 인한 파스 수축은 OVJ에서 혈류를 증가시킵니다.
이 혈류역학적 매개변수는 2D 초음파 이미징을 사용하여 편리하게 평가할 수 있습니다. 초음파 촬영을 위해 인큐베이터에서 단일 배아를 제거한 후, 조절 가능한 스탠드에 있는 섭씨 40도로 설정된 가열 패드에 접시를 놓습니다. 그런 다음 천천히 조심스럽게 접시에 따뜻한 Tyrode's Buffer를 가득 채웁니다.
노른자를 건드리지 마십시오. 노른자가 손상되면 배아를 버리십시오. 이제 스탠드를 조정하여 배아를 초음파 프로브로 향하게 합니다.
배아의 중심축이 초음파 프로브에 수직이 되도록 배아의 방향을 지정합니다. 초음파 기계가 B 모드에서 작동하면 박동하는 심장의 2D 이미지를 얻을 수 있습니다. 그런 다음 초음파에서 OFT, 심실 및 OVJ가 명확하게 보이도록 배아의 위치를 조정합니다.
그런 다음 맥파 모드로 전환하고 원하는 펄스 반복 주파수를 설정하고 OVJ에서 정확하게 속도 데이터를 수집합니다. 이미징 중에 배아의 심박수가 감소하면 얻은 속도 데이터를 분석에 사용해서는 안 됩니다. 속도 측정에 사용되는 모든 배아는 초음파 이미징 후 다른 실험에 사용하지 않는 것이 좋습니다.
배아를 HH 17로 발달시키고 설명된 대로 OVJ에 봉합사를 배치했습니다.48시간 후, OVJ에서 혈류 속도의 변화를 측정하기 위해 2D 초음파로 배아를 검사했습니다. 예상대로, OVJ의 속도는 대조군에 비해 띠 배아에서 더 높습니다.
일단 숙달되면, 이 기술은 제대로 수행된다면 난자를 깨는 것부터 배아 심장을 밴딩하는 것까지 5분 이내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 밴드가 이미 생성되어 있다는 것을 기억하고 심장 주위에 밴드를 배치할 때 주변 조직을 손상시키지 않도록 주의하는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라 Real-time PCR, 면역조직화학(Immunohistochemistry) 및 현장 혼성화(Insitu Hybridization)와 같은 다른 방법을 수행하여 주요 유전자 및 단백질이 변경된 혈류역학에 의해 어떻게 영향을 받는지와 같은 추가 질문에 답할 수 있습니다.
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이 기사는 배아 외에서 발달 중인 심장의 혈역학을 변화시키기 위한 재현 가능한 밴딩 절차를 제시합니다. 이 방법은 연구자들이 변화된 심장 혈역학의 유전적 결과를 연구할 수 있도록 합니다.
This ex ovo banding technique enables precise, nonlethal modulation of intracardiac hemodynamics in a vertebrate embryonic model, providing a scalable system to interrogate hemodynamic influences on cardiac valve development and associated genetic pathways. By establishing a reproducible method to alter blood flow velocity at the outflow tract junction, the approach supports target validation and mechanistic de-risking in cardiovascular discovery pipelines. The model facilitates translational continuity from hemodynamic perturbation to molecular readouts, aiding in the identification of druggable targets and predictive biomarkers for congenital heart disease and valve pathology.
The method fits within the early discovery continuum, linking hemodynamic manipulation to molecular analysis for target identification and validation in cardiovascular development.