생쥐의 횡방향 대동맥 수축에 대한 수정된 기술
2022년 8월 18일
본 프로토콜은 자체 제작 견인기를 사용하여 최소 침습적 횡 대동맥 수축(TAC) 절차를 사용하여 수정되고 단순화된 기술을 설명합니다. 이 절차는 인공 호흡기 또는 현미경없이 수행 할 수 있으며 압력 과부하를 유발하여 결국 심장 비대 또는 심부전으로 이어집니다.
이 프로토콜은 TAC 수술을 수행하기 위해 제한적이고 복잡하지 않으며 저렴한 대량 외과적 외상을 신속하게 제공합니다. 이 모델은 자체 제작 견인기를 사용하여 대동맥궁에 접근하며 미세 수술 규모 또는 기계적 환기가 필요하지 않으므로 외과 적 외상을 크게 제한합니다. 시작하려면 5 밀리리터 주사기를 준비하십시오.
그런 다음 바늘 홀더로 끝을 꼬집어 바늘을 뭉툭하게 만듭니다. 바늘 홀더로 무딘 27 게이지 바늘을 준비하고 끝을 90도 구부립니다. 시중에서 판매되는 철선을 사용하여 바늘 주위에 꼬십시오.
바늘의 무딘 끝에 작은 올가미 또는 고리를 형성하십시오. 수술 전에 모든 수술 도구를 고압 증기 멸균으로 소독하십시오. 마취 상태에서 건조를 방지하기 위해 발가락 꼬집음으로 마취 깊이를 확인하십시오.
양쪽 눈에 안과 용 연고를 바릅니다. 그런 다음 머리가 작업자를 가리키도록 멸균 드레이프로 덮인 가열 패드에 마우스를 앙와위 자세로 놓습니다. 접착 테이프로 말단을 고정하고 4-0 봉합사로 앞니를 고정하십시오.
이제 수술 중 체온을 모니터링하기 위해 직장 프로브를 삽입하십시오. 멸균 된 안과 가위를 사용하여 새로운 일회용 멸균 드레이프에 구멍을 뚫습니다. 멸균 드레이프를 마우스 위에 놓고 구멍을 통해 털이 없는 작동 필드가 보이는지 확인합니다.
절개 후 피부와 표재성 근막을 분리하고 기관과 근위 흉골을 노출시킵니다. 그런 다음 위쪽 가장자리에서 흉골 각도까지 흉골에 3-4 밀리미터의 세로 정중선 절개를하고 집게로 흉골을 부드럽게 들어 올립니다. 직선 집게를 사용하여 표적 혈관과 그 주위의 조직을 무뚝뚝하게 해부합니다.
이제 오른손에 와이어 스네어로 이전에 자체 제작 한 견인기를 잡으십시오. 왼쪽 총 경동맥과 오른쪽 별모 동맥의 기원 사이의 대동맥 아래에 견인기의 올가미를 조심스럽게 통과시킵니다. 견인기를 왼손으로 통과시킵니다.
오른손에 미세한 핀셋을 잡고 끝에 있는 올가미 루프를 통해 7-0 실크 봉합사를 통과시킵니다. 견인기를 당겨 빼냅니다. 27게이지 바늘을 대동맥과 평행하게 놓고 바늘과 대동맥 주위에 봉합사를 묶습니다.
그런 다음 안과용 겸자로 27게이지 바늘을 잡고 27게이지 바늘과 대동맥에 묶인 매듭을 다른 집게로 잡습니다. 결찰에서 27게이지 바늘을 빠르고 부드럽게 당깁니다. 중단된 봉합 패턴으로 4-0 합성 모노필라멘트 봉합사로 피부를 봉합합니다.
마우스를 따뜻한 패드에 놓고 부활할 때까지 기다립니다. 일반적으로 마우스는 약 60분 후에 소생합니다. 수술 4 주 후.
박출률 및 분획 단축은 가짜 마우스에 비해 횡방향 대동맥 수축 마우스에서 유의하게 감소하였다. 그러나, 좌심실 질량 및 좌심실 내경은 횡방향 대동맥 수축 마우스에서 유의하게 상승하였다. 이 입자에서 가장 중요한 단계는 대동맥 궁 아래에 봉합사를 통과시키는 것입니다.
모든 영화는 동맥에 대한 불필요한 견인을 줄이기 위해 부드러워야 합니다. 이 절차에 따라 연구자들은 심혈관 비대 또는 심부전 환자에 대한 잠재적인 치료 표적을 조사하기 위해 동물 모델에 의학적 치료를 적용할 수 있습니다.
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개요
본 프로토콜은 압력 과부하를 유도하여 심비대 또는 심부전을 연구하기 위해 자체 제작한 견인기를 사용하는 최소 침습적 횡대동맥 협착(transverse aortic constriction, TAC) 술식을 설명합니다. 이 절차는 간단하며 기계적 환기나 고성능 현미경이 필요하지 않습니다.
주요 연구 구성 요소
연구 분야
- 심장학
- 심장 질환 동물 모델
- 외과적 기술
배경
- TAC 모델은 심비대 및 심부전 연구에 매우 중요합니다.
- 회복률과 실험 결과를 향상시키기 위해서는 수술적 외상을 최소화하는 것이 필수적입니다.
- 전통적인 TAC 방법은 종종 복잡한 장비를 필요로 하며, 본 프로토콜은 이를 간소화하는 것을 목표로 합니다.
사용된 방법
- TAC를 수행하기 위해 자체 제작한 리트랙터(retractor)와 둔침(blunt needle)을 사용하였습니다.
- 사용된 생물학적 시스템은 마우스 모델입니다.
- 주요 기술로는 미세 수술 요구 사항이 제한적인 기본적인 수술 도구들이 포함됩니다.
주요 결과
- TAC 시술 후 4주가 경과한 심비대 모델에서 좌심실 질량과 구출률의 유의미한 변화가 관찰되었습니다.
- 결과는 해당 시술에 반응하여 심장 스트레스와 심비대가 성공적으로 유도되었음을 확인해 줍니다.
- 이는 향후 치료 연구를 위한 해당 모델의 유용성을 입증합니다.
결론
- 본 연구는 생쥐 모델에서 심장 과부하를 시뮬레이션하기 위한 간소화된 방법을 성공적으로 제시하였습니다.
- 이 기술은 심장 질환 및 잠재적 치료법을 연구하는 연구자들에게 유용합니다.
자주 묻는 질문
산업 현장 관련성
마우스의 횡대동맥 수축(TAC)은 압력 과부하 상태에서의 심비대 및 심부전을 연구하기 위한 기초적인 전임상 모델입니다. 이 수정된 최소 침습적 TAC 기술은 수술적 외상과 조작의 복잡성을 줄여, 초기 단계의 심혈관 약물 발견을 위해 보다 재현 가능하고 확장 가능한 질병 모델링을 가능하게 합니다. 이러한 접근 방식은 빠른 회복과 생리학적 관련성을 지원하여, 중개 연구 및 치료 표적 평가에 대한 예측 신뢰도를 높여줍니다.
바이오 제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 기전 연구를 위해 압력 과부하로 유발된 심비대증의 견고한 모델링을 가능하게 합니다.
- 제어된 생체 내(in vivo) 시스템에서 심혈관 표적의 기능적 검증을 용이하게 합니다.
- 인간 질병과 관련된 심장 스트레스 경로에 대한 가설 기반 조사를 지원합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 인 비보(in vivo)에서 후보 중재법을 평가하기 위한 표준화되고 재현 가능한 플랫폼을 제공합니다.
- 절차적 변동성을 줄여 박출률 및 심실 질량과 같은 일관된 정량적 판독값을 지원합니다.
- 모델 준비 과정을 효율화하여 전임상 스크리닝 캠페인의 처리량을 높입니다.
중개 및 전임상 연구
- 심부전 연구의 중개 바이오마커 개발을 위해 질환 관련 엔드포인트와 일치합니다.
- 초기 발견 단계부터 신약 치료제의 전임상 효능 평가까지의 연속성을 가능하게 합니다.
- 임상적으로 유의미한 심장 표현형을 모델링하여 위험 조정된 진행 결정 전략을 지원합니다.
파이프라인 및 워크플로 통합
이 최소 침습적 TAC 모델은 초기 기전 연구부터 전임상 리드 평가에 이르기까지 심혈관 발견 파이프라인에 통합됩니다.
- 발견 생물학: 심장 과부하 모델에서 가설 검증 및 경로 규명을 지원합니다.
- 스크리닝: 화합물 평가를 위해 재현 가능하고 정량적인 심장 기능 측정값을 제공합니다.
- 분석: 실험군 간의 심장 파라미터에 대한 통계적 비교를 가능하게 합니다.
- 중개 연구: 주요 심부전 표현형을 모델링하여 임상적 관련성을 위한 가교 역할을 제공합니다.
- 기업적 재사용: 심혈관 R&D 프로그램 전반에서 반복 사용할 수 있는 확장 가능하고 표준화된 플랫폼을 제공합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 심장 타겟 검증에서 예측 신뢰도를 높이고 기전적 모호성을 줄입니다.
- 운영적 가치: 수술적 복잡성을 최소화하고, 절차를 표준화하며, 회복 기간을 단축합니다.
- 전략적 가치: 후기 단계의 생물학적 리스크를 줄임으로써 go/no-go 결정의 품질과 자본 효율성을 향상시킵니다.
- 포트폴리오 영향: 견고한 전임상 데이터를 기반으로 심혈관 자산의 리스크 조정 우선순위 설정을 가능하게 합니다.
실행 시 고려 사항
- 소동물 수술 및 심혈관계 생리학에 대한 전문 지식이 필요합니다.
- 기본 수술 기구와 혈관 조작을 위한 자체 제작 리트랙터(retractor)가 필요합니다.
- 수술 및 수술 후 모니터링 프로토콜의 팀 간 표준화가 요구됩니다.
- 다양한 마우스 계통에 적용 가능하지만, 특정 유전적 배경에 따라 최적화가 필요할 수 있습니다.
- 잠재적 제한 사항으로는 혈관 수축 및 종점 측정 시의 기술적 변동성이 포함됩니다.
