마우스에서 중뇌동맥 폐색 유발 뇌졸중 후 뇌근육활막증 치료 모델
Summary
상기 프로토콜은 뇌척수증-허혈성 뇌 조직의 피알 표면에 혈관 측두근 피판의 이식-모야모야 급성 허혈성 뇌졸중의 치료를 위한 방법을 제공하는 것을 목표로 한다. 혈관신생 증가에 대한 접근법의 효능은 마우스에서 일시적인 중뇌 동맥 폐색 모델을 사용하여 평가됩니다.
Abstract
허혈성 뇌졸중으로 고통받는 대부분의 환자에게 효과적인 치료법이 없기 때문에 새로운 치료법 개발이 필수적입니다. 허혈성 뇌졸중 후 뇌의자가 치유 능력은 영향을받는 부위의 부적절한 혈액 공급으로 인해 제한됩니다. 뇌척근유혈관증(EMS)은 모야모야병 환자에서 혈관신생을 달성하는 신경외과 절차입니다. 그것은 허혈성 뇌 표면에 혈관 측두근 이식편을 배치하는 개두술을 포함합니다. EMS는 마우스의 급성 허혈성 뇌졸중 환경에서 연구 된 적이 없습니다. 이 연구를 주도하는 가설은 EMS가 근육 이식편을 둘러싼 피질 표면에서 뇌 혈관 신생을 향상 시킨다는 것입니다. 여기에 표시된 프로토콜은 절차를 설명하고 EMS 접근 방식의 타당성과 효율성을 뒷받침하는 초기 데이터를 제공합니다. 이 프로토콜에서, 60분의 일과성 중뇌 동맥 폐색 (MCAo) 후, 마우스를 MCAo 또는 MCAo+ EMS 치료로 무작위 배정하였다. EMS는 폐색 후 3-4 시간 후에 수행되었습니다. 마우스를 MCAo 또는 MCAo+ EMS 처리 후 7일 또는 21일에 희생시켰다. 측두엽 이식편 생존율은 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 환원-테트라졸륨 환원효소 분석을 사용하여 측정하였다. 마우스 혈관신생 어레이는 혈관신생 및 신경조절 단백질 발현을 정량화하였다. 면역 조직 화학은 뇌 피질과의 이식 결합 및 혈관 밀도의 변화를 시각화하는 데 사용되었습니다. 여기의 예비 데이터는 이식 된 근육이 EMS 후 21 일 동안 생존 할 수 있음을 시사합니다. 면역염색은 성공적인 이식편 이식 및 근육 이식편 근처의 혈관 밀도 증가를 나타내어 혈관신생 증가를 나타냅니다. 데이터에 따르면 EMS는 뇌졸중 후 섬유 아세포 성장 인자 (FGF)를 증가시키고 오스테오폰틴 수치를 감소시킵니다. 또한 뇌졸중 후 EMS는 사망률을 증가시키지 않아 프로토콜이 안전하고 신뢰할 수 있음을 시사합니다. 이 새로운 절차는 효과적이고 내약성이 좋으며 급성 허혈성 뇌졸중 후 향상된 혈관 신생을위한 새로운 중재에 대한 정보를 제공 할 가능성이 있습니다.
Introduction
허혈성 뇌졸중은 치명적인 만성 후유증을 동반한 급성 신경혈관 손상입니다. 미국에서 연간 650,000명인 뇌졸중 생존자의 대부분은 영구적인 기능 장애로 고통받고있습니다1. 사용 가능한 치료법 중 어느 것도 허혈성 뇌졸중의 급성기 이후에 신경 보호 및 기능 회복을 부여하지 않습니다. 급성 허혈성 뇌졸중 후 직접 및 부수적 혈액 공급이 모두 감소하여 뇌 세포와 네트워크의 기능 장애를 유발하여 갑작스러운 신경 학적 결손을 초래합니다 2,3. 허혈성 부위로의 혈액 공급 회복은 뇌졸중 치료의 최우선 목표입니다. 따라서, 허혈성 영역에서의 혈액 공급을 촉진하기 위해 혈관 신생을 향상시키는 것은 유망한 치료 접근법이다; 그러나, 에리스로포이에틴, 스타틴 및 성장 인자를 포함하는 뇌졸중 후 혈관신생을 촉진하기 위해 이전에 연구된 방법은 허용할 수 없는 수준의 독성 또는번역가능성에 의해 제한되었다4.
뇌척근유막증(EMS)은 종종 뇌졸중으로 이어지는 좁아진 두개골 동맥의 상태인 모야모야병을 앓고 있는 인간의 뇌 혈관 신생을 향상시키는 수술 절차입니다. EMS는 두개골에서 환자의 측두근의 혈관 부분을 부분적으로 분리 한 다음 개두술과 근육을 영향을받는 피질에 이식하는 것을 포함합니다. 이 절차는 내약성이 뛰어나고 뇌 혈관 신생을 유도하여 모야 모야 질환 환자의 허혈성 뇌졸중 위험을 줄입니다 5,6. 따라서이 절차는 이러한 환자에게 주로 예방 역할을합니다. 이 절차에 의해 야기 된 혈관 신생은 또한 허혈성 뇌졸중의 설정에서 신경 혈관 보호 및 회복을 촉진하는 역할을 할 수 있습니다. 이 보고서는 EMS로 인한 혈관 신생이 뇌 허혈에 대한 이해와 치료 옵션을 확장 할 가능성이 있다는 가설을지지합니다.
EMS 외에도 혈관 신생을 개선하기위한 몇 가지 약리학 적 및 외과 적 접근법이 있지만 몇 가지 한계가 있습니다. 혈관 내피 성장 인자 (VEGF) 투여와 같은 약리학 적 접근법은 종양 조직 7,8에서 발견되는 것과 유사하고 임상 시험9에서 유익한 효과가 없는 혼란스럽고 무질서하며 누출되고 원시 혈관 신경총의 형성을 포함하여 몇 가지 한계로 인해 불충분하거나 심지어 해로운 것으로 밝혀졌습니다.
외과적 접근법은 표재성 측두동맥-중대뇌 동맥 문합과 같은 직접 문합, 뇌-듀로 동맥-유혈관증(EDAS)과 같은 간접 문합, 뇌척근유막증(EMS), 및 직접 및 간접 문합(10)의 조합을 포함한다. 이 모든 절차는 EMS를 제외하고 작은 동물에서 기술적으로 매우 어렵고 까다 롭습니다. 다른 절차에는 복잡한 혈관 문합이 필요하지만 EMS에는 비교적 간단한 근육 이식이 필요합니다. 또한, 측두근과 피질의 근접성은 이식에 더 먼 근육이 사용되는 경우 필요한 것처럼 혈액 공급에서 완전히 절제되거나 분리 될 필요가 없기 때문에 이식을위한 자연스러운 선택입니다.
EMS는 쥐 7,11의 만성 대뇌 저관류 모델에서 연구되었습니다. 그러나, 측두근 이식편을 이용한 EMS는 설치류의 급성 허혈성 뇌졸중에서 연구된 적이 없다. 여기에서는 중뇌 동맥 폐색 모델 (MCAo)을 통한 허혈성 뇌졸중 후 마우스에서 EMS의 새로운 프로토콜을 설명합니다. 이 원고는 MCAo 이후 마우스에서 EMS에 대한이 새로운 접근법에 대한 방법 및 초기 데이터에 대한 설명으로 사용됩니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜은 MCAo-유도 뇌졸중의 마우스 모델에서 성공적인 EMS 절차를 설명한다. 데이터는 이식 된 조직이 생존 가능하고 EMS 수술 후에도 오랫동안 뇌 피질과 결합을 형성 할 수 있음을 보여줍니다. 이러한 발견은 뇌졸중 부위에서 풍부한 혈관 영양 환경을 점진적으로 개발하기 위해 대뇌 근육 이식편을 사용하는 근거를 뒷받침합니다. EMS는 동일한 환경에서 경색 된 뇌 조직을 잠재적으로 복구하…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작업은 Research Excellence Program-UConn Health (Ketan R Bulsara 및 Rajkumar Verma)와 UConn Health start-up (Rajkumar Verma)의 지원을 받았습니다.
Materials
| 6-0 monocryl suture | Ethilon | 697G | |
| 70% ethanol to sanitize operating surface | Walgreen | ||
| Bupivacaine 0.25% solution | Midwest Vet | ||
| Clamps for tissue retraction | Roboz | ||
| Doccal suture with Nylon coating | Doccal corporation Sharon MA | 602145PK10Re | |
| Electric heating pad for operating surface | |||
| Isoflurane anesthesia | Piramal Critical Care Inc | ||
| Isoflurane delivery apparatus | –B6Surgivet (Isotech 4) | ||
| Micro drill | Harvard Apparatus | ||
| Microdissecting tweezers, curved x2 | Piramal Critical Care Inc | ||
| mouse angiogenesis panel arrat | R& D biotech | ARY015 | |
| Needle driver | Ethilon | ||
| Ointment for eye protection | walgreen | ||
| Operating microscope | Olympus | ||
| Operating surface | Olympus | ||
| Povidone iodine solution | walgreen | ||
| Rectal thermometer | world precison instrument | ||
| Saline or 70% ethanol for irrigation | walgreen | ||
| Small electric razor to shave operative site | generic | ||
| Surgical scissors | Roboz |
Referencias
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