2025년 4월 11일
본 연구에서는 단순하고 가벼운 외상성 뇌 손상의 신경영상 결과를 급성기 및 장기 뇌 위축에서 보존된 뇌 구조와 함께 복제하는 폐쇄두부 손상 동물 모델을 확립하기 위한 프로토콜을 제시한다. 종방향 자기 공명 영상(Longitudinal magnetic resonance imaging)은 증거에 사용되는 기본 방법입니다.
우리의 연구는 복잡하지 않은 경미한 외상성 뇌 손상의 신경 영상 결과를 모방하는 폐쇄형 두부 손상 동물 모델을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 우리는 RmTBI의 다양한 영향 매개변수가 뚜렷한 영상, 행동 및 병리학적 변화로 이어지는지 여부를 결정합니다. 우리는 합병증이 없는 mTBI의 방사선학적 변화를 복제하는 동물 모델을 개발하여 상당한 행동 결함과 장기적인 뇌 위축을 입증했습니다.
이 연구는 단면 인간 연구와 동물 병리학 연구를 연결하여 mTBI 진행을 더 잘 이해하기 위한 번역 및 종단 신경 영상 평가를 제공합니다. 우리의 결과는 복잡하지 않은 mTBI 후 질병 진행 및 결과 변화를 조사하기 위한 새로운 길을 열어줍니다. 그들은 또한 부상 후 결과를 형성하는 데 있어 부상 매개변수의 중요한 역할을 강조합니다.
우리 연구실은 가장 큰 환자 코호트인 소아 및 청소년 mTBI에 중점을 둡니다. 우리는 편안한 CHI 모델을 적용하여 발달성 뇌 손상을 연구하고 MRI, 행동 및 신경병리학적 평가를 사용하여 장기적인 변화를 추적할 것입니다. 시작하려면 마취된 쥐를 가열 패드 위에 놓고 치아 막대를 사용하여 정위 고정 프레임에 고정합니다.
머리를 안정시키기 위해 이어바를 배치합니다. 쥐가 정위 고정 프레임에서 중앙에 있고 대칭인지 확인하십시오. 이제 맥박 산소 측정기의 센서를 뒷발에 부착하여 호흡수, 심박수, 혈중 산소 수치 및 체온을 모니터링합니다.
머리에 제모 크림을 바르십시오. 3분 후 70% 이소프로필 알코올 면봉을 사용하여 크림을 닦아냅니다. 요오드에 적신 멸균 면봉을 사용하여 면도한 부위를 여러 번 청소하십시오. 그런 다음 70% 에탄올에 적신 면봉으로 요오드 잔여물을 제거합니다.
멸균 수술용 칼날을 사용하여 두개골 표면에 접근하기 위해 약 2-2.5cm 길이의 정중선 절개를 만듭니다. 다음으로, 화장솜을 사용하여 두개골에서 연조직을 제거합니다. 0.9% 식염수에 적신 면봉으로 두개골 표면을 닦은 다음 마른 화장솜으로 닦습니다.
이제 bregma를 영향 영역을 결정하기 위한 기준점으로 식별합니다. 원하는 좌표를 확인한 후 치과용 시멘트를 사용하여 지정된 부위에 원형 스테인리스 스틸 헬멧을 시멘트로 붙입니다. 그런 다음 가열 패드와 맥박 산소 측정기를 제거합니다.
정위 장치와 쥐를 닫힌 두부 손상 임팩터 아래의 리프트 테이블로 옮깁니다. 폼 스펀지를 사용하여 쥐의 몸을 들어 올리십시오. 2% 이소불소를 공급하는 노즈콘에 연결된 치아 바에 쥐를 고정한 상태에서 이어바에서 쥐를 제거합니다.
쥐의 머리와 몸이 주위 꼬리 방향으로 수평인지 확인하십시오. CHI 임팩터와 헬멧 사이에 틈이 없도록 리프트 테이블을 조정합니다. 그런 다음 충격 직전에 이소플루란을 끄십시오.
이제 600g 황동 추를 스테인리스 스틸 튜브를 통해 1미터 높이에서 금속 헬멧을 겨냥하여 끝이 둥근 고정된 임팩터로 떨어뜨립니다. 타격 후 리프트 테이블을 내립니다. 정위 프레임에서 쥐를 제거하고 가열 패드 위에 누운 자세로 놓습니다.
쥐가 누운 자세에서 엎드린 자세로 이동하려고 시도하는 시간인 교정 반사 시간을 기록합니다. 이제 정위 고정 프레임에서 쥐를 다시 동원하십시오. 두개골 표면에서 합착하기 전에 헬멧을 벗고 모든 결합 조직을 청소하십시오.
이제 두개골을 치과용 시멘트로 덮고 건조시키십시오. 핀셋 뒷면을 사용하여 시멘트가 뻣뻣하고 단단한지 확인하십시오. 그런 다음 4-5개의 독립적인 매듭이 있는 4o 나일론 수술용 봉합사를 사용하여 절개 부위를 봉합하고 감염을 예방하기 위해 수술 부위에 국소 항생제를 도포합니다.
수술 후 진통제로 카프로펜을 체중 1kg당 1밀리리터를 목에 피하 주입합니다. 쥐가 의식을 되찾을 때까지 가열 패드 위의 깨끗한 우리에 쥐를 넣으십시오. 쥐가 똑바로 앉으면 집 우리로 돌려보냅니다.
진통제로 매일 물 200밀리리터에 혼합된 아세트아미노펜 5밀리리터를 진통제로 연속 3일 동안 경구 투여합니다. 마취된 쥐를 헤드 홀더에 배치하고 마취 유지를 위해 노즈콘에 연결합니다. 스캔 중 움직임을 방지하기 위해 작은 테이프로 헤드를 고정합니다.
그런 다음 호흡을 모니터링하기 위해 흉부 아래에 압력 패드를 놓습니다. 전극을 삽입하고 산소 농도계 클립을 뒷다리에 테이프로 붙여 심박수를 확인합니다. 직장 프로브를 삽입하여 직장 온도를 측정합니다.
실험 중 체온을 유지하기 위해 순환하는 따뜻한 물과 티슈 랩이 담긴 가열 담요로 쥐를 덮습니다. PET MR 스캐너의 레이저 포지셔닝 시스템을 사용하여 정확한 정렬을 위해 헤드 중앙을 표시합니다. 머리 중심이 스캐너의 등심과 정렬될 때까지 전동 동물 수송 시스템을 사용하여 쥐를 MRI 구멍으로 옮깁니다.
마지막으로 MRI 이미지를 얻어 분석합니다. CHI 후 1일 및 50일에 T2 강조 이미지 및 분수 이방성 맵에서 유의미한 두개골 골절, 뇌 타박상, 백질 부종 또는 변형이 관찰되지 않았으며 CHI 모델에서 최소한의 구조적 손상이 확인되었습니다. CHI 후 50일에 피질 부피의 상당한 감소가 관찰되었으며, 반복적인 CHI는 단일 CHI에 비해 더 큰 피질 손실을 초래했습니다.
가장 실질적인 피질 부피 감소는 영향 매개변수가 다른 반복적인 CHI 후 bregma 마이너스 4에서 플러스 0 및 브레그마 마이너스 5에서 플러스 1의 슬라이스에서 나타났습니다. SMCx CHI에 비해 중추 뇌 CHI 후 브레그마 0에서 상당히 작은 피질 부피가 관찰되었습니다. 손상 후 50일째의 면역염색은 CHI 중증도 및 충격 부위에 관계없이 동측 SMCx에서 성상세포 축적을 입증했습니다.
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본 연구는 합병증이 없는 경미한 외상성 뇌 손상(mTBI)의 신경 영상 결과를 정확하게 재현하는 폐쇄성 두부 손상 동물 모델 제작 프로토콜을 제시합니다. 이 모델은 급성기에는 뇌 구조를 유지하는 동시에 장기적인 뇌 위축을 보여주며, 주요 평가 도구로 종단적 자기공명영상(MRI)을 활용합니다.
단순 경증 외상성 뇌손상(mTBI)은 급성기 영상 소견의 부족과 가변적인 장기 결과로 인해 중개 연구적 어려움이 있습니다. 제어된 폐쇄성 두부 손상과 종단적 MRI 및 행동 평가를 통합한 이 전임상 모델은 손상 파라미터와 그것이 질환 진행에 미치는 영향에 대한 체계적인 평가를 가능하게 합니다. 이러한 접근 방식은 신경외상 포트폴리오의 타겟 검증 및 바이오마커 발굴에 있어 예측적 신뢰도를 지원합니다.
이 모델은 손상 파라미터 및 치료적 개입에 대한 가설 기반 테스트를 가능하게 함으로써 초기 발견, 리드 물질 확인 및 전임상 검증 단계를 연결합니다.