2017년 2월 11일
이 프로토콜은 쥐에서 흐름 유도 폐동맥 고혈압(PAH)에 대한 모델을 만들기 위한 수술 절차와 이 모델에서 주요 혈역학적 및 조직학적 끝점을 분석하는 절차를 설명합니다.
이 절차의 전반적인 목표는 쥐의 흐름 유도 폐동맥 고혈압에 대한 모델을 만들고 우심 카테터 삽입 및 혈관 형태 측정을 통해 원리 혈역학 및 조직학적 종점을 분석하는 것입니다. 우리는 인간의 폐동맥 고혈압과 유사한 새로운 인티말 유형 혈관 리모델링을 특징으로 하고 임상적으로 잘 알려진 유발 요인, 즉 폐혈류 증가에 의해 유도되는 흐름 관련 폐 고혈압에 대한 쥐 모델의 생성을 제시합니다. 이러한 특성은 이 모델의 연구 결과를 인간 질병에 대한 번역을 향상시킬 것입니다.
또한 정량적 형태 측정법을 사용하여 조직 병리학의 혈류역학적 평가 및 특성화를 위한 표준화된 방법을 보여줍니다. 이러한 기술의 의미는 새로운 치료 전략의 발견 및 평가로 확장되며 폐 혈류역학 및 혈관 형태에 대한 특정 효과를 평가할 수 있습니다. 이 실험실의 미세외과 의사인 Annemieke Smit-Van Oosten과 Michel Weij가 절차를 시연할 것입니다.
수술을 시작하기 전에 마취된 쥐의 피부를 소독을 위해 염화물 헥사덴으로 문지르고 수술 후 진통제를 위해 부프레노르핀을 피하에 주사합니다. 그런 다음 가위를 사용하여 횡격막 아래 1cm에서 시작하여 생식기 바로 위까지 복부를 따라 정중선을 절개합니다. 0.9%식염수가 적신 멸균 거즈에 장을 옮겨 동물의 왼쪽에 놓고 더 젖은 멸균 거즈로 장기를 덮습니다.
새 면봉을 사용하여 복부 대동맥과 주변 조직보다 아래쪽에 있는 대정맥을 연결하는 막을 분리합니다. 해부 현미경으로 쪼개진 집게를 사용하여 바늘이 삽입될 대동맥 오른쪽의 분기점 바로 위에 있는 혈관 주위 대동맥 지방을 제거합니다. 그런 다음 대동맥과 대정맥을 바늘 삽입 부위보다 2mm 더 높은 위치에서 분리하여 빔 클램프를 위한 공간을 만듭니다.
이제 대동맥 주위에 느슨한 5-O 봉합사를 놓고 봉합사에 Kocher 클램프를 놓아 절개 부위 위쪽 결찰에 장력을 만듭니다. 빔 클램프를 봉합사 바로 위에 놓고 새 스왑을 사용하여 대정맥을 가능한 한 원점으로 압축하여 흐름을 방해합니다. 다음으로, 베벨을 바깥쪽으로 놓고 18 게이지 바늘을 45도 각도로 구부리고 바늘을 동물에 대해 90도 각도로 잡고 바늘 끝을 경사가 왼쪽을 향하도록 분기점 바로 위의 대동맥에 삽입합니다.
대동맥과 대정맥을 둘러싸고 있는 막을 과도하게 박리하면 션트의 삽입 영역이 잘 보일 수 있을 만큼만 절개해야 하는데, 과도하게 박리하면 션트가 누출될 수 있습니다. 바늘 끝을 왼쪽으로 조작하고 혈관 내에서 관찰할 수 있을 때까지 바늘을 대정맥에 삽입합니다. 혈전증을 예방하려면 새 면봉을 사용하여 삽입 부위를 통해 대동맥에 남아 있는 혈액을 밀어내고 멸균 거즈를 사용하여 션트 주변을 말리십시오.
바늘을 제거하고 즉시 천자 부위에 조직 접착제 한 방울을 바르십시오. 그런 다음 대동맥에서 클램프를 제거하고 대동맥 전단지의 합자를 션트로 수동으로 해제합니다. 션트 원위부의 대정맥은 밝은 빨간색이 되어야 하며 션트 부위에 난류를 생성해야 합니다.
션트를 확인한 후 장을 복강으로 되돌리고 흡수성 4-0 봉합사를 사용하여 근육과 피부층을 봉합합니다. 그런 다음 마취 회복을 위해 동물에게 100% 산소를 공급하여 인공호흡을 합니다. 우측 심장 카테터 삽입을 위해서는 염화물 헥사덴으로 목을 소독하고 10번 메스 날을 사용하여 오른쪽 쇄골에서 하악골까지 목의 오른쪽 복부 쪽을 1.5cm 절개합니다.
해부 현미경 아래에서 가위를 사용하여 조직을 펴고 핀셋을 사용하여 경정맥이 나타날 때까지 조직을 부드럽게 잡아당깁니다. 쪼개진 집게를 사용하여 경정맥 주위의 막을 절개합니다. 그런 다음 혈관 주위에 느슨한 5-O 봉합사를 놓고 인공호흡 마스크에 결찰을 테이프로 붙여 정맥의 장력을 높입니다.
삽입 부위의 하류에서 혈관 주위에 느슨한 결찰을 놓습니다. 그런 다음 집게 손잡이를 사용하여 경사가 안쪽을 향하도록 20게이지 바늘 끝을 약간 구부리고 바늘 끝을 정맥에 삽입합니다. 카테터가 포함된 캐뉼러를 혈관 내부에 빠르게 배치하고 바늘을 제거하고 캐뉼라 주위의 다운스트림 결찰을 닫아 캐뉼라를 제자리에 고정합니다.
이제 캐뉼라와 카테터를 경정맥으로 안내하고 쇄골 아래의 캐뉼라를 움직여 오른쪽 심방으로 들어갑니다. 캐뉼라의 끝이 심장 쪽을 향하도록 하여 우심실로 들어갑니다. 우심실 압력 곡선이 병상 모니터에 나타나야 합니다.
우심실 압력 곡선이 일정할 때 수축기 및 이완기 우심실 압력을 기록하고 캐뉼라 끝을 왼쪽과 위쪽으로 조작합니다. 캐뉼라 내에서 카테터를 전진시킨 다음 카테터를 주폐동맥으로 전진시킵니다. 폐동맥 압력 곡선이 일정할 때 수축기, 이완기 및 평균 폐동맥 압력을 기록합니다.
그런 다음 카테터 끝에 있는 공이 폐동맥에 끼일 때까지 캐뉼라 내에서 카테터를 전진시킵니다. 압력 곡선의 강하는 침대 옆 모니터에서 관찰해야 합니다. 쐐기 압력 곡선이 일정하면 수축기, 확장기 및 평균 쐐기 압력을 기록합니다.
그런 다음 카테터를 천천히 뒤로 당기고 침대 옆 모니터의 곡선에 따라 PA 및 RV 압력에 대한 각각의 값을 기록합니다. 카테터가 우심실에 도달하면 캐뉼라와 카테터를 약간 뒤로 당겨 평균 우심방 압력을 측정합니다. 이 대표적인 실험에서는 MCT 투여 후 28일 후 폐혈류가 증가한 후 수축기 우심실, 수축기 폐동맥 및 평균 폐동맥 압력의 평균 상승이 관찰되었습니다.
우심실 대 좌심실 및 중격 중량 비율은 치료 후 14일째부터 우심실 부전 단계까지 크게 증가하며, 이는 우심실 비대를 나타냅니다. 또한 우심실 부전 단계에서 간과 건식의 비율이 크게 증가하는데, 이는 간의 부종과 울혈성 우심실 부전을 나타냅니다. 폐동맥 고혈압이 진행되는 동안 아시나르 혈관의 근육화는 점진적으로 증가하며, 혈관의 거의 절반이 질병의 말기에 근육화된 거의 모든 세동맥에서 치료 후 14일째까지 전체 근육 매체를 나타냅니다.
또한, 신내막 병변은 21일째에 처음 관찰되며, 질병 진행이 끝날 때까지 모든 세동맥의 약 65%가 신내막층을 나타냅니다. 이로 인해 진행성 혈관 폐색이 발생하며 질병의 말기에서 내강의 최대 60%가 폐색됩니다. 이러한 기술을 마스터하면 기술당 20분 안에 완료할 수 있습니다.
이 절차에 따라 초음파 심전도 또는 압력 볼륨 루핑과 같은 다른 방법을 수행하여 우심실 기능에 대한 추가 질문에 답할 수 있습니다. 개발 후, 이 기술은 폐동맥 고혈압 분야의 연구자들이 폐 혈관 조직에 대한 혈류 증가의 영향을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 쥐의 흐름 유도 폐동맥 고혈압에 대한 모델을 만드는 방법과 그 원리인 혈역학적 및 조직학적 종점을 분석하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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본 프로토콜은 쥐에서 혈류 유도성 폐동맥 고혈압(PAH) 모델을 제작하기 위한 외과적 수술 절차와 혈역학적 및 조직학적 종말점을 분석하는 방법을 설명합니다. 이 모델은 인간 PAH의 특성을 모방하여 중개 연구의 효율성을 높여줍니다.
본 프로토콜은 인간의 질환 진행 과정과 유사한 혈류 유도성 폐동맥 고혈압 쥐 모델을 구축하여, 혈관 리모델링을 표적으로 하는 치료 후보 물질의 전임상 평가를 가능하게 합니다. 혈역학적 평가와 정량적 혈관 형태 측정을 결합한 이 접근 방식은 폐고혈압 신약 개발 파이프라인에서 기전적 위험 제거 및 타겟 검증을 지원합니다. 이 모델의 재현성과 중개 연구적 정렬은 초기 단계의 심혈관 프로그램 내 의사결정(go/no-go)에 대한 예측 신뢰도를 높여줍니다.
이 방법은 혈역학적 기능 평가와 구조적 혈관 분석을 통합하며, 폐고혈압 연구 워크플로우에서 타겟 검증과 전임상 효능 시험 사이의 단계에 위치합니다.