게놈 편집 및 약물 전달을 위한 신생아 마우스의 척수강내 주사
Summary
본 프로토콜은 유전자 편집 및 약물 전달을 위해 신생아 마우스에서 척수강내 주사를 수행하기 위한 단계별 지침을 설명합니다.
Abstract
척수강내 주사는 소아과 및 성인 클리닉에서 일반적으로 사용되는 절차로, 약물 및 치료를 투여하는 효과적인 수단으로 사용됩니다. 중추신경계의 뇌척수액에 약물과 치료제를 직접 전달함으로써 정맥 주사, 피하 주사 또는 근육 주사와 같은 다른 경로에 비해 전신 부작용을 줄이면서 더 높은 국소 약물 농도를 달성하는 방법입니다. 척수강내 주사는 설치류 및 인간이 아닌 영장류를 포함한 기타 대형 동물의 신경 유전 질환 치료에 중점을 둔 전임상 연구에서 중요한 역할을 하기 때문에 그 중요성은 임상 환경을 넘어 확장됩니다. 그러나 광범위한 적용에도 불구하고 어린 새끼, 특히 신생아 새끼의 척수강내 주사는 작은 크기와 취약한 특성으로 인해 상당한 기술적 문제를 제기합니다. 신생아용 마우스에서 척수강내 주사를 성공적이고 안정적으로 투여하려면 세부 사항에 대한 세심한 주의와 다양한 요인에 대한 신중한 고려가 필요합니다. 따라서 지침을 제공할 뿐만 아니라 절차적 일관성과 동물의 안전 및 복지를 보장하기 위해 주요 기술적 고려 사항과 우수 실험실 관행을 강조하는 표준화된 프로토콜이 매우 필요합니다.
이러한 미충족 수요를 해결하기 위해 우리는 특히 출생 후 1일(P1)에 신생아 새끼에게 척수강내 주사를 수행하기 위한 상세하고 포괄적인 프로토콜을 제시합니다. 단계별 지침을 따르면 연구자들은 신생아 새끼에게 자신 있게 척수강내 주사를 수행할 수 있으며, 유전자 대체 또는 게놈 편집 기반 치료를 위한 약물, 안티센스 올리고 및 바이러스를 정확하게 전달할 수 있습니다. 또한 동물의 복지를 유지하고 신뢰할 수 있는 실험 결과를 보장하기 위해 우수한 실험실 관행을 준수하는 것이 중요합니다. 이 프로토콜은 신생아 마우스의 척수강내 주사와 관련된 기술적 문제를 해결하여 궁극적으로 잠재적인 치료 개입을 개발하는 것을 목표로 하는 신경유전학 연구 분야의 발전을 촉진하는 것을 목표로 합니다.
Introduction
척수강내(IT) 주사는 클리닉에서 소아 및 성인 환자 모두에서 약물을 투여하고, 뇌척수액을 수집하고, 두개내압을 유지하는 데 사용되는 일반적인 임상 절차입니다 1,2. 척수강내 주사를 통한 약물 투여는 전신 노출을 최소화하면서 중추신경계(CNS)의 약물 농도를 높이는 효과적인 방법입니다. 결과적으로, 이 방법은 치료 효능을 향상시키고 부작용을 감소시키며, 특히 온도에 민감하고 반감기가 짧은 약물에 대한 부작용을 감소시킨다3.
설치류 모델을 사용하여 신약 및 치료법을 테스트하는 전임상 연구에서는 더 높은 정밀도와 결과 재현성을 제공하는 신뢰할 수 있는 약물 투여 방법을 사용하는 것이 필수적입니다 4,5. 신경유전 및 신경 발달 장애에 대한 새로운 치료법을 평가하는 전임상 연구의 경우, 조기 개입이 일반적으로 더 유리한 결과를 얻을 것으로 예측되기 때문에 초기 개념 증명 연구에서 조기 치료가 중요합니다 6,7,8.
기존의 뇌내(ICV) 주사와 비교할 때 IT 주사는 대뇌 피질을 통해 직접 침투할 필요가 없기 때문에 위험이 훨씬 낮습니다. 이러한 장점은 국소 피질 조직과 주변 신경에 대한 잠재적 손상을 크게 줄여줍니다. 또한 IT 주사는 단일 주사를 통해 투여 가능한 약물의 양을 최소 5배 증가시킬 수 있어 반복 투여의 가능성을 크게 높입니다. 그러나 신생아 마우스의 작은 크기와 연약한 특성으로 인해 갓 태어난 새끼에게 척수강내 주사를 수행하는 것은 기술적으로 어렵고 전문 기술, 장비 및 세심한 취급이 필요합니다.
이 기사는 P1 신생아 새끼에서 척수강내 주사를 수행하기 위한 단계별 지침과 함께 자세한 프로토콜을 제공합니다. 주요 고려 사항과 우수한 실험실 관행은 절차 중 관리의 일관성과 동물의 안전 및 복지를 보장하기 위해 여기에서 강조됩니다. 이 프로토콜을 따름으로써 연구자들은 동물에 대한 잠재적인 위험이나 불편함을 최소화하면서 정밀하고 재현성 있는 실험을 자신 있게 수행할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
신생아 마우스(P1)에서 척수강내 주사를 위한 단계별 절차가 설명되어 있으며, 그 결과 뇌에서 광범위한 약물 분포가 발생합니다. 대뇌피질(11)을 관통하는 것을 포함하는 신생아 마우스에게 약물을 전달하기 위한 일반적인 뇌내주사법과 비교하여, 척수강내 주사는 바늘 관통으로 인한 신생아 마우스의 뇌에 대한 직접적인 손상을 방지한다. 최소 침습성으로 인해, 척수강내 주사?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
XNL은 FAST(Foundation for Angelman Syndrome Therapeutic) 박사후 연구원의 지원을 받습니다. YHJ는 또한 FAST와 NIH 보조금 R01HD110195 및 R01MH117289의 지원을 받고 있습니다.
Materials
| Balance | Ohaus Corporation | 30253017 | |
| C57BL/6J mice | The Jackson Laboratory | 000664 | |
| Digital Microscope | RWD | DOM-1001 | |
| DPBS | ThermoFisher | 14190144 | |
| Fast Green | Sigma | F7252-5G | |
| Heating pad | RWD | 69020 | |
| Needles | Hamilton | 6PK (34/0.375”/4/12DEG)S | |
| Syringe | Hamilton | 1702RN | |
| Syringe Filters | Sigma | SLGVM33RS |
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