원위 중동맥 폐색 기법을 사용한 마우스의 급성 허혈성 뇌졸중 유도
2023년 12월 15일
여기에서는 C57BL/6J 마우스에서 경두개 전기응고를 통해 원위 중뇌동맥 폐색(dMCAO) 모델을 확립하고 후속 신경학적 행동 및 조직병리학적 특징을 평가하기 위한 프로토콜을 제시합니다.
본 연구에서는 경두개 전기응고술을 이용하여 C57BL/6J 마우스에서 중뇌동맥 폐색 모델을 확립하기 위한 포괄적이고 상세한 프로토콜을 제공하는 것을 목표로 하며, 이에 따른 신경학적 거동 및 조직병리학적 특징을 평가하였다. 중뇌동맥(MCA)은 인간에서 허혈성 뇌졸중의 주요 부위로 인식되고 있습니다. 기술, 광화학적 도입 및 폐색을 포함한 MCA 폐색 방법은 설치류에서 국소 대뇌 허혈을 유발하기 위해 광범위하게 사용되었습니다.
다른 허혈 뇌졸중 모델에 비해 이 모델은 외과적 침습성이 적고 경색 크기가 작으며 생존율이 높다는 장점이 있어 허혈성 뇌졸중 후 장기 기능 회복을 조사하는 데 더 적합합니다. 전반적으로, 현재의 접근법은 높은 생존율과 우수한 반복성을 보여주는 신뢰할 수 있는 실험적 허혈성 뇌졸중 모델을 효과적으로 생성합니다. 결과적으로, 이 방법론은 뇌졸중 분야의 기초 및 중개 연구 모두에 매우 유용한 도구 역할을 합니다.
앞으로 우리는 새로운 물체 인식 및 물 미로와 같은 행동 패러다임을 사용하여 원위 MCA 폐색 마우스의 장기 학습 및 기억 능력의 동적 변화를 조사할 것입니다. 이를 통해 뇌졸중 후 인지 장애 연구를 위한 동물 모델로 활용할 수 있는 가능성을 확인할 수 있습니다.
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개요
본 연구는 경두개 전기응고술을 이용하여 C57BL/6J 생쥐에서 원위부 중간뇌동맥 폐쇄(dMCAO) 모델을 구축하는 상세한 프로토콜을 제시합니다. 본 연구는 폐쇄 후 관찰되는 신경학적 행동 및 조직병리학적 특징의 평가에 중점을 둡니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 신경 행동 평가
- 조직병리학적 분석
- 허혈성 뇌졸중 모델링
배경
- 중대뇌동맥(MCA)은 인간의 허혈성 뇌졸중에서 핵심적인 역할을 합니다.
- 다양한 MCA 폐쇄 방법이 존재하지만, dMCAO는 수술적 침습도와 생존율 측면에서 이점이 있습니다.
- 이 모델은 장기적인 기능 회복을 탐구하는 데 유용합니다.
연구 목적
- 설치류에서 신뢰할 수 있는 실험적 허혈성 뇌졸중 모델을 생성한다.
- 뇌졸중 후 행동 결과와 조직병리학적 변화를 평가한다.
- 인지 장애에 관한 향후 연구에 이 모델을 활용한다.
사용된 방법
- dMCAO를 유도하기 위해 경두개 전기응고술을 사용하였습니다.
- 폐색 후의 신경학적 변화를 연구하기 위해 C57BL/6J 마우스를 사용하였습니다.
- 악력 테스트, 폴 테스트, 점착물 제거 테스트 및 실린더 테스트와 같은 행동 분석을 수행하였습니다.
- 행동 분석 후 뇌 조직에 대한 조직학적 검사를 실시하였습니다.
주요 결과
- 마우스는 다양한 행동 테스트에서 악력이 유의미하게 감소하고 하강 시간이 증가하는 양상을 보였다.
- 조직학적 분석 결과, 경색 주변부에서 뉴런 배열의 무질서함과 세포 밀도의 감소가 나타났다.
결론
- 본 연구는 뇌졸중 연구를 위해 재현성이 높은 견고한 dMCAO 모델을 구축하였습니다.
- 이 방법론은 허혈성 뇌졸중 이후의 구조적 및 행동적 결과에 대한 이해를 증진시킬 것입니다.
- 향후 응용 분야는 뇌졸중 회복 후의 인지 장애에 초점을 맞출 수 있습니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
원위부 중대뇌동맥 폐쇄(dMCAO) 마우스 모델은 허혈성 뇌졸중의 병태생리학을 조사하고 후보 중재법을 평가하기 위한 재현 가능하며 중개 연구에 적합한 시스템을 제공합니다. 이 모델은 피질로 제한된 중등도의 경색과 높은 생존율을 보여 신경학적 및 조직병리학적 결과에 대한 강력한 평가가 가능하며, 초기 단계의 타겟 검증에서 예측 신뢰도를 높여줍니다. 따라서 이 모델은 전임상 뇌혈관 연구에서 포트폴리오 선별 및 기전적 위험 제거를 위해 전략적으로 활용됩니다.
바이오 제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 뇌졸중 후 신경 보호 및 회복을 대상으로 하는 치료 가설의 검증을 가능하게 합니다.
- 제어된 시스템에서 뉴런 퇴행 및 글리아 활성화를 모델링하여 생물학적 위험 감소를 지원합니다.
- 정량화 가능한 행동 및 조직학적 엔드포인트를 통해 기능적 타겟 검증을 용이하게 합니다.
- 신경혈관 타겟을 발굴 파이프라인에서 진전시키는 데 필요한 예측 신뢰도를 제공합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 신경 보호 화합물 및 중재법 스크리닝을 위해 검증된 in vivo 시스템을 구축합니다.
- 악력, 폴, 접착 및 실린더 테스트와 같이 표준화되고 재현 가능한 행동 분석법을 제공합니다.
- 화합물 비교 평가를 위한 경색 크기 및 신경세포 손실의 정량적 측정을 가능하게 합니다.
- 신경혈관 연구 프로그램 전반에서 분석의 확장성과 플랫폼 재사용을 지원합니다.
중개 및 전임상 연구
- 인간 피질 뇌졸중에서 관찰되는 질병 관련 기전과 일치합니다.
- 초기 발견부터 기능적 및 조직병리학적 결과의 전임상 검증까지의 연속성을 제공합니다.
- 중개 연구와 관련성이 높은 행동 및 세포 판독값을 바탕으로 위험을 조정한 진전 결정이 가능합니다.
- 뇌졸중 후 인지 장애 및 장기 회복에 관한 향후 연구를 지원합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
dMCAO 모델은 발견 단계부터 전임상 단계까지의 연속 과정에 통합되어, 초기 기전 연구와 뇌졸중 치료제의 중개 효능 평가를 연결합니다.
- 발견 생물학: 신경 보호 및 회복에 대한 가설 검증과 경로 규명을 촉진합니다.
- 스크리닝: 화합물 선별을 위해 재현 가능하고 정량적인 행동 및 조직학적 결과물을 제공합니다.
- 분석: 실험군 간의 신경학적 결손 및 경색 지표의 통계적 비교를 가능하게 합니다.
- 중개 연구: 바이오마커 및 엔드포인트 검증을 위해 전임상 결과와 인간 뇌졸중 병리를 일치시킵니다.
- 기업적 재사용: 신경혈관 중재술의 프로그램 간 평가를 위한 표준화된 플랫폼 역할을 합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 뇌졸중 표적 검증에 있어 예측 신뢰도를 높이고 기전적 모호성을 줄입니다.
- 운영적 가치: 신경혈관 연구를 위해 표준화되고 재현 가능하며 확장 가능한 in vivo 워크플로우를 제공합니다.
- 전략적 가치: 정보에 기반한 go/no-go 결정과 자본 효율적인 포트폴리오 추진을 지원합니다.
- 포트폴리오 영향: 신경 보호 및 재생 후보 물질에 대한 리스크 조정 우선순위 선정을 가능하게 합니다.
실행 시 고려 사항
- 미세수술 기법 및 설치류 행동 표현형 분석에 대한 전문 지식이 필요합니다.
- 전기 응고 및 행동 테스트를 위한 전문 장비 사용이 가능해야 합니다.
- 수술 및 분석 프로토콜에 대해 팀 간의 엄격한 표준화가 요구됩니다.
- 마우스 계통이나 동반 질환 모델에 따라 조정이 필요할 수 있습니다.
- 본 모델은 피질 경색으로 제한되어 있어, 인간 뇌졸중의 모든 이질적인 특성을 반영하지 못할 수 있습니다.
바이오 제약 FAQ
Chapters in this video
0:00
Introduction
2:19
Distal Middle Artery Occlusion Procedure to Induce Ischemic Stroke in Mice
4:18
Neurological Behavioral Tests in Distal Middle Artery Occluded Mice to Study Ischemic Stroke Outcomes
6:09
Mouse Brain Histology to Study the Pathological Mechanisms of Ischemic Stroke Induced by Distal Middle Artery Occlusion
