여기에서는 C57BL/6J 마우스에서 경두개 전기응고를 통해 원위 중뇌동맥 폐색(dMCAO) 모델을 확립하고 후속 신경학적 행동 및 조직병리학적 특징을 평가하기 위한 프로토콜을 제시합니다.
허혈성 뇌졸중은 전 세계 성인 인구의 사망률과 기능 장애의 주요 원인으로 남아 있습니다. 소수의 허혈성 뇌졸중 환자만이 최적의 시간 창 내에 혈관 내 혈전용해 또는 기계적 혈전 절제술을 받을 수 있습니다. 이러한 뇌졸중 생존자 중 약 3분의 2는 장기간에 걸쳐 신경 기능 장애를 겪습니다. 안정적이고 반복 가능한 실험적 허혈성 뇌졸중 모델을 확립하는 것은 병태생리학적 메커니즘을 추가로 조사하고 허혈성 뇌졸중에 대한 효과적인 치료 전략을 개발하는 데 매우 중요합니다. 중뇌동맥(MCA)은 인간에서 허혈성 뇌졸중의 주요 위치를 나타내며, MCA 폐색은 국소 대뇌 허혈의 자주 사용되는 모델 역할을 합니다. 이 프로토콜에서는 C57BL/6 마우스에서 경두개 전기 응고를 통해 원위 MCA 폐색(dMCAO) 모델을 설정하는 방법론을 설명합니다. 폐색 부위가 MCA의 대뇌 피질 가지에 위치하기 때문에 이 모델은 피질에 국한된 중등도의 경색 병변을 생성합니다. 신경학적 행동 및 조직병리학적 특성 분석은 이 모델에서 눈에 띄는 운동 기능 장애, 뉴런 퇴행, 미세아교세포 및 성상교세포의 뚜렷한 활성화를 보여주었습니다. 따라서 이 dMCAO 마우스 모델은 허혈 뇌졸중과 대중화의 가치를 조사하는 데 유용한 도구를 제공합니다.
뇌졸중은 흔한 급성 뇌혈관 질환으로 장애와 사망률이 높은 것이 특징이다1. 모든 뇌졸중 사례 중 거의 80%가 허혈성 뇌졸중에 속합니다2. 현재까지 정맥 혈전용해술은 급성 허혈성 뇌졸중 치료를 위한 제한적이고 생산적인 접근법 중 하나로 남아 있습니다. 그러나, 혈전용해 치료의 효과는 효과적인 기간이 좁고 출혈성 변형의 발생에 의해 제한된다3. 허혈성 뇌졸중 후 장기 재활 단계에서 상당수의 환자가 지속적인 신경기능 장애를 경험할 가능성이 높다4. 허혈성 뇌졸중의 근본적인 병태생리학적 기전을 밝히고 허혈성 뇌졸중을 표적으로 하는 새로운 치료 전략의 개발을 촉진하기 위해 추가 연구가 시급히 필요합니다. 허혈성 뇌졸중의 신뢰할 수 있고 재현 가능한 모델을 확립하는 것은 허혈성 뇌졸중 분야의 기초 연구뿐만 아니라 후속 중개 연구에도 중요합니다.
1981년 Tamura et al.은 중뇌동맥(MCA)의 근위 부위에서 경두개 전기응고를 사용하여 국소 대뇌 허혈 모델을 개발했습니다.5. 그 이후로 수많은 연구자들이 일과적 또는 영구적 허혈성 뇌졸중 모델을 확립하기 위해 원위 MCA 폐색(dMCAO)을 유도하기 위해 결찰, 압박 또는 클리핑과 같은 다양한 방법론을 활용했습니다 6,7,8. 필라멘트 모델과 비교했을 때, dMCAO 모델은 경색 크기가 작고 생존율이 높다는 등의 주목할 만한 장점을 보여주며, 허혈성 뇌졸중9 이후 장기적인 기능 회복을 조사하는 데 더 적합하다. 또한, dMCAO 모델은 필라멘트 모델에 비해 고령 설치류에서 더 높은 생존율을 보여주며, 이는 노인 및 동반 질환 동물 모델에서 허혈성 뇌졸중을 조사하는 데 유리한 도구가 된다10. 광혈전(PT) 뇌졸중 모델은 외과적 침습성이 적고 사망률이 현저히 낮은 특성을 가지고 있는 것으로 입증되었습니다. 그러나, PT 모델은 dMCAO 모델에 비해 더 큰 정도의 세포 괴사 및 조직 부종을 나타내며, 이로 인해 측부 순환이 부재하다11. 또한, PT 모델에서 관찰된 허혈성 병변은 주로 미세혈관 폐색에 의해 발생하며, 이는 dMCAO 모델12에서 대혈관 색전증에 의해 유발된 대뇌 허혈과 실질적으로 다르다는 점에 주목할 만하다.
본 논문에서는 소골창 개두술을 통해 원위 MCA를 응고하여 쥐 dMCAO 모델을 유도하는 방법론을 제시한다. 또한, 이 실험 모델에서 허혈성 모욕과 뇌졸중 결과를 종합적으로 특성화하기 위해 조직학적 검사와 행동 평가를 수행했습니다. 우리는 연구자들에게 이 모델을 알리고 허혈성 뇌졸중의 병리학적 메커니즘에 대한 추가 연구를 촉진하는 것을 목표로 합니다.
개두술 전기응고 dMCAO 모델의 현재 프로토콜에서, 수술 절차는 최소한의 침습성으로 수행되며, 여기서 측두근의 일부만 분리하여 저작 기능에 대한 부작용을 완화합니다. 생쥐들은 모두 시술 후 잘 회복되었으며, 섭식에 어려움을 겪는 사례는 관찰되지 않았다. MCA는 마우스의 측두골에서 쉽게 식별할 수 있으므로 적절한 개두술 위치를 정확하게 식별할 수 있습니다. 이 dMCAO 모델에 의한 허혈성 병…
The authors have nothing to disclose.
이 연구는 후베이성 자연과학재단(Nature Science Foundation)의 보조금(2022CFC057)의 지원을 받았습니다.
2,3,5-Triphenyltetrazolium Chloride (TTC) |
Sigma-Aldrich | 108380 | Dye for TTC staining |
24-well culture plate | Corning (USA) | CLS3527 | Vessel for TTC staining |
4% paraformaldehyde | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. |
G1101 | Tissue fixation |
5% bovine serum albumin | Wuhan BOSTER Bio Co., Ltd. | AR004 | Non-specific antigen blocking |
5-0 Polyglycolic acid suture | Jinhuan Medical Co., Ltd | KCR531 | Material for surgery |
Anesthesia machine | Midmark Corporation | VMR | Anesthetized animal |
Antifade mounting medium | Beyotime Biotech | P0131 | Seal for IF staining |
Automation-tissue-dehydrating machine |
Leica Biosystems (Germany) | TP1020 | Dehydrate tissue |
Depilatory cream | Veet (France) | 20220328 | Material for surgery |
Diclofenac sodium gel | Wuhan Ma Yinglong Pharmaceutical Co., Ltd. |
H10950214 | Analgesia for animal |
Drill tip (0.8 mm) | Rwd Life Science Co., Ltd. | Equipment for surgery | |
Eosin staining solution | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. |
G1001 | Dye for H&E staining |
Eye ointment | Guangzhou Pharmaceutical Co., Ltd | H44023098 | Material for surgery |
Fluorescence microscope | Olympus (Japan) | BX51 | Image acquisition |
GFAP Mouse monoclonal antibody | Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) |
3670 | Primary antibody for IF staining |
Goat anti-mouse Alexa 488-conjugated IgG |
Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) |
4408 | Second antibody for IF staining |
Goat anti-rabbit Alexa 594-conjugated IgG |
Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) |
8889 | Second antibody for IF staining |
Grip strength meter | Shanghai Xinruan Information Technology Co., Ltd. | XR501 | Equipment for behavioral test |
Hematoxylin staining solution | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. |
G1004 | Dye for H&E staining |
Iba1 Rabbit monoclonal antibody | Abcam | ab178846 | Primary antibody for IF staining |
Isoflurane | Rwd Life Science Co., Ltd. | R510-22-10 | Anesthetized animal |
Laser doppler blood flow meter | Moor Instruments (UK) | moorVMS | Blood flow monitoring |
Meloxicam | Boehringer-Ingelheim | J20160020 | Analgesia for animal |
Microdrill | Rwd Life Science Co., Ltd. | 78001 | Equipment for surgery |
Microsurgical instruments set | Rwd Life Science Co., Ltd. | SP0009-R | Equipment for surgery |
Microtome | Thermo Fisher Scientific (USA) | HM325 | Tissue section production |
Microtome blade | Leica Biosystems (Germany) | 819 | Tissue section production |
Monopolar electrocoagulation generator | Spring Scenery Medical Instrument Co., Ltd. |
CZ0001 | Equipment for surgery |
Mupirocin ointment | Tianjin Smith Kline & French Laboratories Ltd. |
H10930064 | Anti-infection for animal |
NeuN Rabbit monoclonal antibody | Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) |
24307 | Primary antibody for IF staining |
Neutral balsam | Absin Bioscience | abs9177 | Seal for H&E staining |
Paraffin embedding center | Thermo Fisher Scientific (USA) | EC 350 | Produce paraffin blocks |
Pentobarbital sodium | Sigma-Aldrich | P3761 | Euthanized animal |
Phosphate buffered saline | Shanghai Beyotime Biotech Co., Ltd | C0221A | Rinsing for tissue section |
Shaver | Shenzhen Codos Electrical Appliances Co.,Ltd. |
CP-9200 | Equipment for surgery |
Sodium citrate solution | Shanghai Beyotime Biotech Co., Ltd. | P0083 | Antigen retrieval for IF staining |