척수와 디딜 방 아에 활동 기반 교육 부상 Wistar 쥐
2019년 1월 16일
이 프로토콜에서는 쥐 척수 상해 (SCI)에 대 한 작업 기반 운동 디딜 방 아 훈련의 모델을 보여 줍니다. 포함 된 훈련 비 제어 그룹의 두 가지 유형 모두 네 발과 forelimb 전용 그룹입니다. 수 사관이이 프로토콜을 사용 하 여 공상 과학 쥐에 훈련 효과 평가할 수 있습니다.
운동과 운동 훈련은 일반적으로 척수 부상 환자 인구에 재활 치료에 사용됩니다. 활동 기반 교육의 주요 장점은 많은 기능적 이점이 전임상 동물 연구와 임상 실습모두에서 문서화되었다는 것입니다. 절차를 시연하는 것은 제임스 암스트롱과 선임 연구 기술자인 크리스틴 야베리와 제 실험실대학원생 제이슨 검벨이 될 것입니다. 척수 손상 전 주 동안, 5 일 동안 하루에 한 번, 5 ~ 10 분 동안 각 쥐를 처리합니다. 부상 당일, 처음 200~225그램 쥐의 뒤쪽에서 머리를 면도하고, 부상 부위에 마취된 동물을 낮은 설정의 가열 패드에 놓습니다. 안구 윤활유, 장기간 작용하는 일반 항생제, 진통제 및 생리식염수 5 밀리리터를 투여하십시오. 척추 기형에 기초하여 표적 병변 수준의 위치를 추정하고, 숫자 10 메스를 사용하여 동물의 dorsum에 약 5센티미터 절개를 하여 중간선 척추 바로 위에 있습니다. hemostats를 사용 하 여, 측면 근육을 철회, 4-0 실크 봉합사를 사용 하 여. 중견 흉부 결속의 경우, rongeurs를 사용하여 과부하 T7 척추 라미나제거, 척수의 T8-T9 레벨을 노출하고 타박상을 수행하기 위해 타박상 장치를 사용합니다. 부상을 전달 한 후, 4-0 직경의 모노필라멘트를 사용하여 척수 위에 근육과 근막을 함께 봉합하십시오. 그리고 9 밀리미터 수술 상처 클립으로 피부를 닫습니다. 생리식염수5마리를 추가로 주입합니다. 그런 다음 동물을 개별 깨끗한 케이지에 넣고 처음 24-48 시간 동안 면밀한 모니터링이있는 난방 패드에 놓습니다. 수동 Cred 사용
개요
본 논문은 척수 손상(SCI) 후 활동 기반 과제 특이적 훈련(ABT)을 위한 설치류 모델을 상세히 다루며, 재활 전략으로서의 운동 훈련(LT)에 초점을 맞춥니다. 본 프로토콜은 ABT가 SCI 쥐의 이동성뿐만 아니라 배뇨, 배변 및 성 기능과 같은 자율 신경 기능을 개선하는 기전을 조사하는 것을 목표로 합니다. 이러한 접근 방식은 임상 재활 패러다임을 밀접하게 모방하여 중개 연구로서의 관련성을 높였습니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 신경과학
- 재활 연구
- 전임상 동물 모델
배경
- SCI는 운동 능력 및 자율 신경 기능의 지속적인 결손을 초래합니다.
- 운동 훈련은 SCI 환자의 임상 재활에 널리 사용됩니다.
- 활동 기반 훈련은 동물 및 인간 연구 모두에서 기능적 이점이 있음이 입증되었습니다.
- ABT로 유도된 개선 메커니즘을 이해하면 더 나은 임상 프로토콜을 수립하는 데 도움이 될 수 있습니다.
연구 목적
- SCI 후 ABT로 인한 자율신경 기능 개선의 기저 기전을 규명함.
- 전임상 모델을 사용하여 임상 재활 프로토콜을 정교화하고 개선함.
- SCI 쥐 모델에서 서로 다른 훈련 패러다임(사족 보행, 전지 전용, 비훈련 대조군)을 비교함.
사용된 방법
- 충격 장치를 이용한 쥐의 중등도 내지 중증 흉부 타박상 척수 손상(SCI) 유도.
- 진통제, 항생제 투여 및 보조 모니터링을 포함한 손상 후 관리.
- 동물을 사지 보행 훈련군, 전지 전용 훈련군 또는 비훈련 대조군으로 배정.
- 트레드밀 훈련 중 맞춤형 조절 가능 조끼 및 체중 지지 메커니즘 사용.
- 필요 시 기술자의 보조를 동반한 일일 단계별 훈련 세션(일일 58분, 10주간) 수행.
주요 결과
- 본 프로토콜을 통해 여러 마리의 SCI 동물을 효율적으로 동시에 훈련시킬 수 있습니다.
- 사족 보행 및 전지 전용 훈련 패러다임의 수행과 재현이 가능합니다.
- 본 모델은 특히 체중 지지 및 수동 보조와 관련하여 임상 재활 조건을 밀접하게 모방합니다.
- SCI의 기능적 회복 및 그 기저 기전을 연구할 수 있는 플랫폼을 제공합니다.
결론
- 이 설치류 ABT 프로토콜은 SCI 재활 연구를 위한 강력한 전임상 모델입니다.
- 이는 보행 훈련 후 나타나는 기능적 개선의 기전 연구를 용이하게 합니다.
- 이 접근법은 임상 재활 전략을 밀접하게 모방함으로써 중개 연구의 관련성을 높입니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
척수 손상(SCI)이 유도된 Wistar 랫드를 대상으로 한 활동 기반 트레드밀 훈련은 운동 및 자율 신경 회복을 모두 목표로 하는 재활 전략을 평가하기 위해 중개 연구 관점에서 유의미한 전임상 모델을 제공합니다. 이러한 접근 방식은 기능적 개선의 기전적 위험 요소를 사전에 제거함으로써, 초기 단계의 치료 가설에 대한 예측 신뢰도를 높여줍니다. 본 프로토콜은 임상 재활 패러다임과 일치하여, 포트폴리오 선별 및 다학제적 R&D 의사 결정의 가치를 높입니다.
바이오 제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- SCI 이후의 신경 복구 및 기능 회복과 관련된 치료 가설의 검증을 가능하게 합니다.
- 임상적으로 유의미한 재활 중재를 in vivo로 모델링함으로써 생물학적 리스크 감소를 지원합니다.
- 운동 및 자율 신경 결과에 목적을 둔 중재의 기능적 표적 검증을 용이하게 합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 제어된 SCI 모델에서 후보 치료제를 평가하기 위한 표준화되고 재현 가능한 플랫폼을 제공합니다.
- 운동 및 자율 신경 기능 개선에 대한 정량적 평가를 가능하게 합니다.
- 신경 재생 또는 신경 조절 화합물의 후속 스크리닝을 위한 분석 준비 상태를 지원합니다.
중개 및 전임상 연구
- 전임상 모델 조건을 임상 재활 프로토콜과 일치시켜 중개 연구의 연속성을 향상시킵니다.
- 인체 척수 손상(SCI)과 관련된 기능적 회복 종말점을 기반으로 위험 조정된 진행 결정을 가능하게 합니다.
- 활동 기반 훈련 결과와 연관된 중개 바이오마커의 식별을 지원합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 트레드밀 기반의 활동 훈련 모델은 척수 손상(SCI) 치료제의 초기 발견부터 전임상 검증까지의 연속 과정에 적합합니다.
- 발견 생물학: 신경 가소성 및 기능 회복 메커니즘에 대한 가설 검증을 지원합니다.
- 스크리닝: 중재 효능을 비교하기 위한 재현 가능하고 정량적인 결과물을 제공합니다.
- 분석: 운동, 배뇨, 배변 및 성 기능을 종속 변수로 측정할 수 있게 합니다.
- 중개 연구: 프로토콜 모방을 통해 전임상 결과와 임상 재활 전략을 연결합니다.
- 기업적 재사용: 다양한 치료 후보 물질의 반복적인 평가를 위한 확장 가능하고 표준화된 플랫폼을 제공합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: SCI 회복 연구에서 예측 신뢰도를 높이고 기전적 모호성을 줄입니다.
- 운영적 가치: 교육 및 평가를 표준화하여 연구 간 재현성과 확장성을 개선합니다.
- 전략적 가치: 강력한 기능적 종점(functional endpoints)을 제공함으로써 진행 여부 결정 및 자본 배분에 필요한 정보를 제공합니다.
- 포트폴리오 영향: 중개 연구와 관련된 결과에 기반하여 후보 물질의 위험 조정 우선순위 선정을 가능하게 합니다.
구현 시 고려 사항
- 설치류 SCI 모델 및 재활 프로토콜에 대한 전문 지식이 필요합니다.
- 체중 지지 및 트레드밀 훈련을 위한 특수 장비가 필요합니다.
- 훈련, 평가 및 데이터 분석을 위한 팀 간 표준화가 요구됩니다.
- SCI 모델 내의 다양한 손상 중증도 및 훈련 패러다임에 맞게 조정 가능합니다.
- 전임상 기전 및 기능적 평가로 제한되며, 임상적 효능을 직접적으로 예측하지는 않습니다.
