虚血性脳卒中のウサギモデルにおける血圧のリアルタイムモニタリングと調節
Summary
継続的な動脈血圧記録により、さまざまな血行動態パラメータの影響を調査できます。このレポートは、脳卒中の病態生理学、さまざまな血行動態因子の影響、および新しい治療アプローチの評価を決定するための虚血性脳卒中の大型動物モデルにおける継続的な動脈血圧モニタリングの適用を示しています。
Abstract
絶対値とその変動性の両方の観点からの血圧の制御は、虚血性脳卒中患者の転帰に影響を与えます。しかし、人間のデータに固有の法外な制限のために、悪い結果につながるメカニズムを特定したり、これらの影響を軽減できる対策を評価したりすることは依然として困難です。このような場合、動物モデルを利用して、疾患の厳密で再現性のある評価を行うことができます。ここでは、血圧に対する調節の影響を評価するために、継続的な血圧記録で増強された、ウサギの虚血性脳卒中の前述のモデルの改良を報告します。全身麻酔下では、大腿動脈は外科的切断によって露出し、動脈鞘を両側に配置します。透視視覚化とロードマップガイダンスの下で、マイクロカテーテルは脳の後循環の動脈に進められます。血管造影は、対側椎骨動脈を注入して標的動脈の閉塞を確認することによって行われる。閉塞カテーテルが一定の持続時間所定の位置に留まると、血圧が継続的に記録され、機械的または薬理学的手段による血圧操作の厳密な滴定が可能になります。閉塞間隔の完了時に、マイクロカテーテルを取り外し、動物を全身麻酔下で所定の長さの再灌流の間維持する。急性期研究では、動物は安楽死させられ、斬首されます。脳を採取して処理し、光学顕微鏡下で梗塞体積を測定し、さらにさまざまな組織病理学的染色または空間的トランスクリプトーム解析で評価します。このプロトコルは、虚血性脳卒中中の血圧パラメータの影響に関するより徹底的な前臨床試験に利用できる再現可能なモデルを提供します。また、虚血性脳卒中患者のケアを改善する可能性のある新しい神経保護介入の効果的な前臨床評価を促進します。
Introduction
虚血性脳卒中(IS)は、世界中の主要な死因および長期障害であり、その有病率は社会の高齢化とともに増加すると予測されています1。急性期介入と二次予防戦略は大幅に進歩しましたが、補助的な神経保護療法は急速に進んでいません2,3,4,5,6,7。脳卒中の病態生物学については、治療法が有効であることが証明されるかどうかのメカニズムが十分に理解されていないため、さらなる研究が必要です。これは主に脳卒中患者集団の不均一な性質によるものであり、その多くは分析を混乱させる多数の併存疾患を持っています1。研究における限界の1つの要因は、ヒトの中枢神経系から組織をサンプリングすることの法外な罹患率のために、生物医学研究のゴールドスタンダードである組織レベルのデータがないことです。具体的には、生きている人間の血管組織の採取は脳卒中を引き起こすため、血管組織は通常、剖検でのみ得られますが、これは一般集団の代表性が低く、診断が伴う高齢患者のより進行した疾患に偏っています。
そのような場合、十分なヒトデータを活用できない場合、動物モデルはデータのギャップを埋めることができます。研究に使用されるほとんどの大型動物は、脳動脈への直接血管内アクセスを妨げるレテミラビルを有する有蹄動物であるため、脳卒中の大型動物モデルは限られています8,9,10,11,12,13,14,15,16,17.ウサギは、頭蓋内病理8、9、10、11、12、13、14、15、16、17を含む心血管疾患の調査に長い使用歴を有する。ウサギは血管内カテーテル法に十分な大きさであり、他の大型哺乳類の頭蓋内アクセスを妨げるレテミラビルを欠いているため、脳血管疾患の理想的なモデルを提示します9,15,16,17。それらは以前、マイクロカテーテル18による頭蓋内動脈の正確で適切に制御された閉塞によるISの調査に特に使用されてきました。
血圧(BP)コントロールは、絶対BPまたはBP変動性(BPV)の調節の両方を介して、動脈血圧が平均BPを中心に変動する程度であり、BPまたはBPVの制御が不十分な患者の転帰が悪化したと報告された後、IS患者の新たな潜在的な治療標的です19,20,21,22.変化がIS患者の転帰不良にどのようにつながるかについての機構的調査は不足しています。これは、組織レベルのデータを取得し、ヒトで適切に制御された分析を実行することが難しいことに一部起因しています。BPまたはBPVを調節する介入をテストするには、動物モデルを利用してこれらの制限を克服する必要があります。この報告では、BP18の継続的な動脈内測定と組み合わせて後大脳動脈の制御された閉塞を使用して、以前に検証されたISのウサギモデルのペアリングの成功について説明します。ここで紹介する方法は、BPの正確な測定と制御を達成できるシステムに検証され再現可能な脳卒中モデルを適用することにより、脳卒中病態生理学への以前のアプローチを改善します。この洗練されたモデルでは、梗塞の負担は、採取された脳の手続き後の組織病理学的染色で評価することができ、さまざまな染色や空間的トランスクリプトミクスなどのより高度な分析にも適しています。さらに、閉塞した後循環動脈は、生存手順後の罹患率分析のために評価されるように選択することもできます。
Protocol
Representative Results
Discussion
ISの管理は、特に急性介入と二次予防戦略の進歩を考慮して、大幅な進歩が見られました。しかし、IS患者のケアを改善するためには、より多くの作業を行うことができます。IS治療の他の側面、特に神経保護の領域における限られた進歩は、組織および分子レベルでの機構プロセスの病態生理学的理解の限界に起因する可能性があります。人間からの影響力のあるデータは非現実的であり、?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この出版物で報告された研究は、国立衛生研究所の国立トランスレーショナルサイエンス推進センター(賞番号UL1TR002538およびKL2TR002539)および米国心臓協会のトランスフォーメーショナルグラント19TPA34910194の支援を受けました。
Materials
| 3-0 Silk Suture | Ethicon | A184H | |
| Buprenorphine | Sigma-Aldrich | B9275 | |
| Catheter | Terumo | CG415 | 4F glide catheter |
| Endovascular Pressure Sensor | Millar | SPR-524 | |
| Euthasol | Virbac | PVS111 | |
| Guidewire | Terumo | GR1804 | |
| Iohexol | ThermoFisher | 466651000 | Iodinated Contrast |
| Ketamine | Biorbyt | orb61131 | |
| LabChart Software | ADInstruments | ||
| Lidocaine | Spectrum | LI102 | |
| Microcatheter | Medtronic | EV3 105-5056 | Marathon Microcatheter |
| Microwire | Medtronic | EV3 103-0608 | Mirage Microwire |
| PowerLab | ADInstruments | ||
| Rabbit Brain 2mm Coronal Cutting Matrix | Ted Pella | 15026 | |
| Saline | FisherScientific | 23-535435 | |
| Sheath | Merit Medical | PSI-5F-11 | |
| Xylazine | ThermoFisher | J61430.14 |
References
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