October 1st, 2020
뇌졸중은 최소한의 치료 옵션과 잃어버린 뇌 조직을 재생하기위한 현재 임상 치료와 글로벌 문제입니다. 여기에서 우리는 설치류의 모터 피질에 정확한 광혈전 뇌졸중을 만들고 뇌졸중 후 조직 재생에 미치는 영향을 연구하기 위해 하이드로 겔 생체 재료의 후속 주입을 만드는 방법을 설명합니다.
설치류 허혈성 뇌졸중 모델에 하이드로겔 스캐폴드를 재현 가능하게 주입하면 재료 및 기타 전달 치료제가 뇌 복구, 재생 및 행동 개선에 어떤 영향을 미치는지 연구할 수 있습니다. 뇌 물질 상호 작용을 연구하기 위해 광혈전 뇌졸중 모델을 사용하는 주요 이점은 재현 가능한 위치와 크기입니다. 이미징 없이 스트로크 코어에 재료를 주입할 수 있습니다.
광혈전성 뇌졸중 모델은 인간의 뇌졸중으로 인해 일반적으로 영향을 받는 뇌 영역인 운동 피질에서 허혈성 뇌졸중과 관련된 모델로 설계되었습니다. 그리고 사지의 운동 제어인 뇌졸중에 대한 관련 행동 판독값을 제공합니다. 바이오 고분자 하이드로겔과 같은 후보 치료제를 평가하기 위해.
마취된 마우스에서 발가락 꼬집음에 대한 반응 부족을 확인합니다. 그런 다음 마우스의 무게를 측정하여 주입할 로즈 벵골 염료의 양을 결정하고 레이저가 장착된 입체 장치에 고정합니다. 수술 부위를 면도하고 소독한 후 집게를 사용하여 귀와 눈 사이의 피부를 막고 융기된 피부에 칼날을 삽입하여 피부를 측면 1cm에서 2cm 깊이의 정중선으로 절개합니다.
피부를 분리하고 집게를 두정골에 가볍게 눌러 브레그마를 찾습니다. 수술용 마커를 사용하여 브레그마에 점을 표시합니다. 그리고 레이저 보안경을 착용하고 레이저를 마우스의 두개골 위로 움직여 입체 장치를 90도 각도로 고정합니다.
10밀리와트 사전 설정을 선택하고 레이저를 켭니다. 레이저가 브레그마 바로 위에 올 때까지 X축과 Y축으로 조정합니다. 디지털 디스플레이 콘솔에서 X와 Y를 재설정하고 레이저를 브레그마에서 왼쪽으로 1.8mm 이동합니다.
레이저가 두개골에 닿지 않도록 레이저를 두개골에 최대한 가깝게 가져오십시오. 레이저가 제자리에 있으면 레이저를 끄고 일회용 29게이지 바늘을 사용하여 적절한 양의 로즈 벵갈 염료를 복막 내에 주입합니다. 즉시 타이머를 시작하여 염료가 7분 동안 전신적으로 순환할 수 있도록 합니다.
염료가 순환하는 동안 레이저를 켜지 않고 40밀리와트에 대한 사전 설정을 선택합니다. 타이머가 꺼지면 레이저를 켜고 타이머를 13분으로 설정하십시오. 타이머가 다시 울리면 레이저를 다시 10밀리와트로 변경하십시오.
이 지점을 수술 마커로 표시하고 레이저를 끕니다. 레이저를 들어 올리고 90도 각도에서 잠금을 해제하여 마우스에서 멀리 이동할 수 있습니다. 필요에 따라 솜을 사용하여 멸균 식염수를 수술 부위에 바르고 두개골 표면에 수직으로 작은 파열로 표시를 뚫습니다.
마우스 옆에 작은 물티슈를 놓고 집게를 사용하여 피부를 서로 가깝게 위로 당깁니다. 물티슈의 팁 끝에 있는 수술용 접착제를 크게 떨어뜨리고 절망적으로 수술용 접착제를 피부에 바르십시오. 10초 동안 집게로 피부를 함께 잡은 다음 피부에 추가 구멍이 보이지 않을 때까지 접착제를 계속 바르십시오.
스트로크 영역에 하이드로 겔을 주입하려면 주입 펌프를 입체 장치에 연결합니다. 그런 다음 유속을 분당 1마이크로리터로 설정하고 부피를 원하는 주입량(마이크로리터)으로 설정합니다. 뇌를 절개한 부위를 다시 열고 식염수에 적신 솜을 사용하여 두개골의 잔여물을 청소합니다.
흰색, 노란색 조직 원과 드릴의 버 구멍이 보입니다. 주입 펌프를 마우스 위로 90도로 잠급니다. 멸균 식염수로 유리 주사기를 세척합니다.
그리고 바늘을 제거하십시오. 25마이크로리터 용적식 피펫을 사용하여 주사기에 10마이크로리터의 하이드로겔을 다시 로드하고 플런저를 사용하여 젤을 주사기 앞쪽까지 밀어 넣습니다. 주사기를 재조립합니다.
그리고 젤이 바늘에서 눈에 띄게 흘러나올 때까지 계속 밀어 넣습니다. 주사기를 펌프에 로드하고 펌프와 X 및 Y 방향을 움직여 주사기가 버 구멍 위로 향하게 합니다. 바늘이 구멍 상단에 닿을 때까지 펌프를 Z 방향으로 움직입니다.
그리고 디지털 디스플레이 콘솔에서 Z를 재설정합니다. 주사기를 Z 방향으로 0.75mm 이동하고 펌프 콘솔의 시작을 눌러 분당 1마이크로리터의 유속으로 4-6마이크로리터의 하이드로겔을 주입합니다. 하이드로 겔이 모두 전달되면 겔이 가교를 시작할 수 있도록 5분 타이머를 설정합니다.
5분 후 Z 손잡이를 돌려 주사기를 천천히 위로 당깁니다. 바늘이 두개골에서 충분히 멀리 떨어지면 펌프를 풀고 제거하십시오. 그런 다음 두개골 위의 피부를 닫고 마취에서 회복될 때까지 모니터링하면서 깨끗한 케이지에 쥐를 놓습니다.
적절한 실험 종료 지점에서 뭉툭하고 얇은 집게를 사용하여 두개골 조각을 조심스럽게 제거하여 뇌를 노출시킵니다. 필요에 따라 작은 수술용 가위를 사용하여 뇌졸중 부위의 뼈를 잘라냅니다. 채취 후 10-15 밀리리터의 4 % 파라 포름 알데히드에 뇌를 16-24 시간 동안 밤새 넣은 다음 조직을 30 % 자당에 넣습니다.
뇌는 튜브 바닥으로 가라앉을 때 극저온 절편을 할 준비가 됩니다. 뇌졸중 유도 삽입 5일 후, 수술 중 및 TTC 및 면역조직화학적으로 염색된 슬라이드 이미징을 통해 경색을 시각화할 수 있습니다. 2개의 X 렌즈로 레이저 직경을 증가시키면 레이저만 사용하는 단일 1mm 절편에 비해 2.5mm 이상의 뇌졸중 병변이 시각적으로 증가합니다.
뇌졸중 발병 5일 후 뇌졸중 병변에 히알루론산 기반 하이드로겔 미세입자를 주입하면 다공성 골격을 가진 미세입자 및 어닐링된 입자가 형성되어 세포가 뇌졸중 코어로 이동하는 것을 용이하게 합니다. 골격 역할을 하는 조직은 분자 세포 또는 조직 수준 분석에 사용할 수 있습니다. 그러니까 이것은 단세포 RNA-seq입니다.
유세포 분석 또는 투명도. 또한 행동 개선을 평가하기 위해 행동 분석을 수행할 수 있습니다. 이 접근법은 바이오 고분자 하이드로겔인 후보 치료제를 뇌졸중 구멍에 전달합니다.
이는 뇌졸중의 잠재적인 충치입니다. 이식을 받아들일 수 있는 죽은 조직 영역입니다. 또한, 이 구멍은 뇌졸중 후 가장 가소성이 심한 뇌 영역인 경색 주위 조직에 인접해 있습니다.
따라서 바이오 폴리머 하이드로겔과 같은 후보 치료제는 세포나 작은 분자를 회복과 뇌졸중의 실제 표적이 되는 뇌 부위에 전달할 수 있습니다.
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이 연구는 설치류에서 정확한 광응고성 뇌졸중 모델을 만드는 방법과 하이드로젤 생체재료의 사용을 상세히 설명함으로써 뇌졸중 치료의 과제를 해결합니다. 이 접근법은 뇌졸중 후 조직 재생 및 행동 회복을 조사할 수 있게 합니다.
Stroke remains a leading cause of long-term disability with limited therapeutic options for tissue regeneration. This protocol enables precise delivery of hydrogel biomaterials to the stroke core using a reproducible photothrombotic model, supporting mechanistic evaluation of regenerative candidates. The approach provides a standardized platform for assessing how biomaterials influence brain repair, cell migration, and functional recovery in preclinical discovery.
The method fits within the discovery continuum from target validation to preclinical evaluation by enabling controlled delivery and readout of regenerative therapeutics in a disease-relevant neural environment.