쥐의 개방성 척수 손상 모델링을 위한 최소 침습적이고 빠른 척수 측면 반절제 기술
2022년 3월 23일
여기에서는 후궁 절제술을 제거하는 쥐의 개방성 척수 손상을 모델링하는 새롭고 빠른 기술에 대해 설명합니다. 측면 반절부는 현미경을 통해 보면서 수행됩니다. 이 기술은 다재다능하며 다른 동물의 척수의 경추, 흉부 및 요추 영역에도 사용할 수 있습니다.
척수 손상은 오늘날에도 여전히 널리 퍼져 있으며 이러한 손상에 대한 이해를 높이고 가능한 치료법을 개발하기 위한 연구가 필요하기 때문에 이 프로토콜은 중요합니다. 이 기술은 압박 및 타박상 부상보다 더 정확하고 재현 가능하며 완전 후궁 절제술을 받은 부상보다 덜 침습적입니다. 따라서 척수 손상 시뮬레이션을 위해 이전에 설명한 절차보다 더 나은 옵션일 수 있습니다.
시작하려면 메스날(20)을 사용하여 척추를 따라 피부의 모든 층을 통해 2 내지 2.5cm 길이의 절개를 배치하여 수술 부위를 엽니다. L1 척추를 중간점으로 사용하여 이 절개 부위를 척추와 평행하게 배치하고 척추를 따라 두개골과 코들 방향으로 약 1cm 확장합니다. 근육을 둘러싼 결합 조직을 절단하여 상처 측면을 동원합니다.
그런 다음 척추를 따라 두 개의 평행한 절개를 하여 골막을 관통합니다. 흉추 13과 L1 척추 사이의 거리에 걸쳐 양쪽의 척추 돌기 바로 옆에 절개 부위를 배치합니다. 모든 척추 인대가 보일 때까지 인공호흡기의 8개로 척추뼈에 부착된 근육을 해부합니다.
견인기를 배치합니다. 그런 다음 13번째 흉추와 1번째 요추의 척추 돌기를 제거합니다. 치과용 뼈 겸자를 사용하여 전체 수술 영역을 시각화합니다. 필요한 경우 시술 내내 출혈을 조절하기 위해 멸균 거즈를 사용하십시오.
L1 척추 돌기의 나머지 부분을 조심스럽게 들어 올려 L1 척추 아치를 들어 올립니다. 척수에 접근하기 위해 인대를 제거합니다. 코들 척추 돌기를 더 올려 절단된 척추 경막에 접근할 수 있도록 합니다.
척추 돌기를 두개골 방향으로 기울여 pia mater를 시각화합니다. 척추의 정중선을 보여주는 후방 정중 정맥을 위해 pia mater를 살펴보십시오. 정맥을 방향성 이등분선으로 사용하여 정맥을 보존하면서 미세 수술 메스를 사용하여 절개합니다.
척수의 앞쪽 후방 직경을 통해 횡단면의 정맥 아래에 절개를 놓습니다. 블레이드를 중심선에서 측면으로 이동하여 반절부를 수행합니다. 전방 척추 동맥이 절단되지 않도록 절개 부위를 배치합니다.
척수를 절단할 때 척수의 복부 쪽에 있는 전방 척추 동맥을 살리기 위해 척추체에 과도한 압력이 가해지지 않도록 하십시오. 상처를 봉합하는 동안 경막을 직접 닫지 마십시오. 근육과 척추 돌기를 단단히 봉합하여 경막의 작은 상처를 간접적으로 봉합합니다.
봉합사로 등쪽 결합 조직층을 닫습니다. 이 새로운 최소 침습 척수 손상 방법은 후궁 절제술을 사용하는 전통적인 수술 방법보다 훨씬 빠르게 수행되며 추가적인 특수 기구가 필요하지 않습니다. 헤마톡실린(Hematoxylin)과 에오신(eosin) 염색을 사용하여 부상 부위를 시각화했습니다.
다른 절편은 특정 신경 손상을 모방하여 척수를 따라 수행 할 수 있습니다. 이 방법을 사용하여 전극이나 줄기 세포를 배치할 수 있기 때문에 재생도 연구할 수 있습니다. 척수 손상의 개방 상처 모델을 활용하여 반절부 또는 거래를 구현하는 대부분의 기술은 이 기술을 사용하여 단순화하고 속도를 높일 수 있습니다.
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개요
본 연구는 층판절제술(laminectomy)이 필요 없는 쥐의 개방성 척수 손상 모델링을 위한 새롭고 효율적인 기술을 제시합니다. 이 방법은 현미경을 통해 외측 반절단(lateral hemisection) 상태를 시각화할 수 있으며, 다양한 동물 모델의 여러 척수 부위에 적용 가능합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 신경과학
- 척수 손상
- 동물 모델의 외과적 기법
배경
- 척수 손상은 여전히 흔하게 발생하며, 이를 이해하고 치료법을 개발하기 위한 연구가 필요합니다.
- 현재의 기술들은 흔히 침습적이며 재현성이 떨어지는 경우가 많습니다.
- 이 새로운 방법은 기존 모델에 비해 침습성이 낮은 대안을 제공합니다.
- 이 기술은 서로 다른 척추 부위에 쉽게 적용할 수 있습니다.
연구 목적
- 더 빠르고 재현성 있는 척수 손상 모델을 도입하기 위함입니다.
- 기존 방법과 비교하여 수술의 정확도를 높이고 침습성을 최소화하기 위함입니다.
- 전극이나 줄기세포의 접근을 가능하게 하여 재생 연구를 촉진하기 위함입니다.
사용된 방법
- 본 연구에서는 척수 손상 모델링을 위해 쥐를 이용한 수술 프로토콜을 활용하였습니다.
- 생물학적 모델에는 척수의 외측 반절단(lateral hemisection)이 포함되었습니다.
- 멀티오믹스 워크플로우에 대한 언급은 없었습니다.
- 주요 단계에는 척수를 노출시키기 위한 정밀한 절개와 근육 가동화가 포함됩니다.
- 이 절차는 빠르게 수행되도록 설계되었으며 특수 장비가 필요하지 않습니다.
주요 결과
- 새로운 기술은 전통적인 척추후궁절제술 접근법보다 더 빠르고 효율적인 것으로 입증되었습니다.
- Hematoxylin 및 eosin 염색을 통해 손상 부위를 시각화할 수 있었습니다.
- 특정 신경 손상 시뮬레이션을 위해 척수의 다른 단면들을 대상으로 지정할 수 있습니다.
- 이 방법은 재생 메커니즘에 대한 추가적인 탐구를 가능하게 합니다.
결론
- 본 연구는 척수 손상 연구를 위한 유망한 최소 침습 모델을 구축하였습니다.
- 멀티오믹스 분석은 수행되지 않았으나, 이 방법은 재생 연구의 다양한 응용 가능성을 열어줍니다.
- 전반적으로, 이는 척수 손상 및 잠재적 치료 전략에 대한 이해를 증진시킵니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
최소 침습적 척수 손상 모델은 중개 신경과학 및 전임상 치료 평가에 있어 매우 중요합니다. 이 신속 측면 반절제 기술은 절차적 변동성과 조직 외상을 줄여, 더욱 재현 가능하고 예측 가능한 동물 모델을 구현하도록 돕습니다. 이러한 운영 효율성과 침습성의 감소는 신경 재생 파이프라인의 초기 발견 및 기전적 리스크 감소에 직접적인 영향을 미칩니다.
바이오제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 가설 기반 연구를 위해 열상과 유사한 척수 손상의 정밀한 모델링을 가능하게 합니다.
- 이차적인 조직 손상과 골 파편을 최소화하여 혼란 변수를 줄여줍니다.
- 신경외상 연구에서 기능적 타겟 검증의 재현성과 정확성을 향상시킵니다.
- 조절된 손상 부위 및 범위 설정을 통해 기전적 리스크 제거를 지원합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 후속 재생 또는 신경 보호 화합물 스크리닝을 위한 표준화된 동물 모델 제작을 용이하게 합니다.
- 일관된 손상 유도를 가능하게 하여 정량적인 행동 및 조직학적 판독을 지원합니다.
- 시술 시간을 단축하여 전임상 스크리닝 연구의 처리량을 높입니다.
- 동물의 부담을 최소화하여 윤리적 및 운영상 최적의 관행을 준수합니다.
중개 및 전임상 연구
- 줄기세포 또는 전극 배치와 같은 재생 중재법을 평가하기 위한 질환 관련 시스템을 제공합니다.
- 척수관의 무결성을 유지하여 발견 단계부터 전임상 검증까지의 중개 연구 연속성을 지원합니다.
- 특정 신경 손상의 표적 모델링이 가능하여 치료제 개발을 위한 예측 가치를 높입니다.
- 재현 가능한 손상 결과에 기반하여 리스크가 조정된 단계별 진행 결정을 내릴 수 있게 합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 기술은 표적 검증, 기전 연구 및 척수 손상 모델의 중개 연구를 연결함으로써 초기 발견 및 전임상 연속체에 통합됩니다.
- 발견 생물학: 제어된 손상 유도를 통해 가설 검증 및 경로 규명을 지원합니다.
- 스크리닝: 후보 치료제의 정량적 평가를 위한 재현 가능한 모델을 제공합니다.
- 분석: 조건 간 비교를 위해 일관된 조직학적 및 행동학적 결과물을 제공합니다.
- 중개 연구: 표적 중재 연구를 가능하게 함으로써 재생 의학 워크플로우와 일치합니다.
- 기업적 재사용: 다양한 신경 외상 연구 프로그램에 광범위하게 적용 가능한 프로토콜을 제공합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 척수 손상 모델링의 예측 신뢰도를 높이고 메커니즘적 모호성을 줄입니다.
- 운영적 가치: 표준화, 재현성 및 절차적 효율성을 향상시킵니다.
- 전략적 가치: 혼란을 주는 손상 변수를 최소화함으로써 더 나은 추진/중단 결정과 자본 효율성을 지원합니다.
- 포트폴리오 영향: 신경 재생 및 신경 보호 후보 물질의 위험 조정 우선순위 선정을 가능하게 합니다.
구현 시 고려 사항
- 미세 수술적 척수 시술 및 동물 핸들링에 관한 외과적 전문 지식이 필요합니다.
- 표준 실험실 수술 도구와 시각적 제어를 위한 현미경 접근성이 필요합니다.
- 손상 유도 및 수술 후 관리 프로토콜에 대한 팀 간 표준화가 요구됩니다.
- 쥐의 다양한 척수 부위에 적용 가능하나, 반절제술의 경우 척추 간 공간으로 제한됩니다.
- 혈관 손상을 방지하고 모델의 일관성을 보장하기 위해 세심한 기술이 필수적입니다.
