허혈성 뇌졸중의 토끼 모델에서 혈압의 실시간 모니터링 및 조절
Summary
지속적인 동맥 혈압 기록을 통해 다양한 혈역학 적 매개 변수의 영향을 조사 할 수 있습니다. 이 보고서는 뇌졸중 병태생리학, 다양한 혈역학적 요인의 영향 및 새로운 치료 접근법의 평가를 결정하기 위해 허혈성 뇌졸중의 대규모 동물 모델에서 지속적인 동맥 혈압 모니터링의 적용을 보여줍니다.
Abstract
절대값과 변동성 측면에서 혈압 조절은 허혈성 뇌졸중 환자의 결과에 영향을 미칩니다. 그러나 열악한 결과를 초래하는 메커니즘을 식별하거나 인간 데이터에 내재된 금지된 한계로 인해 이러한 영향을 완화할 수 있는 조치를 평가하는 것은 여전히 어려운 일입니다. 이러한 경우 동물 모델을 사용하여 질병에 대한 엄격하고 재현 가능한 평가를 수행할 수 있습니다. 여기에서 우리는 혈압 조절의 영향을 평가하기 위해 지속적인 혈압 기록으로 보강된 토끼의 허혈성 뇌졸중 모델에 대한 개선을 보고합니다. 전신 마취 하에서 대퇴 동맥은 외과적 절단을 통해 노출되어 동맥초를 양측으로 배치합니다. 형광 투시 시각화 및 로드맵 지침에 따라 마이크로 카테터는 뇌의 후방 순환 동맥으로 진행됩니다. 혈관 조영술은 표적 동맥의 폐색을 확인하기 위해 반대쪽 척추 동맥을 주입하여 수행됩니다. 폐쇄형 카테터가 고정된 기간 동안 제자리에 남아 있는 상태에서 혈압은 기계적 또는 약리학적 수단을 통해 혈압 조작을 엄격하게 적정할 수 있도록 지속적으로 기록됩니다. 폐색 간격이 끝나면 마이크로 카테터가 제거되고 동물은 규정 된 재관류 기간 동안 전신 마취하에 유지됩니다. 급성 연구의 경우, 동물은 안락사되고 목이 잘립니다. 뇌를 채취 및 처리하여 광학 현미경으로 경색 부피를 측정하고 다양한 조직병리학적 염색 또는 공간 전사체 분석으로 추가로 평가합니다. 이 프로토콜은 허혈성 뇌졸중 동안 혈압 매개변수의 영향에 대한 보다 철저한 전임상 연구에 활용할 수 있는 재현 가능한 모델을 제공합니다. 또한 허혈성 뇌졸중 환자의 치료를 개선할 수 있는 새로운 신경 보호 중재의 효과적인 전임상 평가를 용이하게 합니다.
Introduction
허혈성 뇌졸중(IS)은 전 세계적으로 사망 및 장기 장애의 주요 원인이며 사회가1세가 됨에 따라 유병률이 증가할 것으로 예상됩니다. 급성 중재 및 2차 예방 전략에서 상당한 진전이 있었지만 보조 신경 보호 치료는 2,3,4,5,6,7을 따르지 않았습니다. 뇌졸중 병리학에 대한 추가 연구가 필요한데, 그 이유는 치료법이 효과적일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 메커니즘이 잘 이해되지 않았기 때문이다. 이는 주로 뇌졸중 환자 집단의 이질적인 특성에 기인하며, 이들 중 다수는 분석을 혼란스럽게 하는 수많은 동반 질환을 가지고 있습니다1. 연구의 한계를 나타내는 한 가지 요인은 인간 중추 신경계에서 조직을 샘플링하는 데 따른 엄청난 이환율로 인해 생물 의학 연구의 황금 표준인 조직 수준 데이터가 없다는 것입니다. 특히, 살아있는 사람의 혈관 조직 채취는 뇌졸중을 유발할 수 있으므로 혈관 조직은 일반적으로 부검에서만 얻어지며, 이는 일반 인구를 과소 대표하고 수반되는 진단을 받은 노인 환자의 경우 더 진행된 질병으로 치우쳐 있습니다.
이러한 경우 충분한 인간 데이터를 활용할 수 없는 경우 동물 모델이 데이터 격차를 해소할 수 있습니다. 연구에 사용되는 대부분의 대형 동물은 대뇌동맥에 대한 직접적인 혈관내 접근을 방지하는 rete mirabil을 갖는 유제류이기 때문에 뇌졸중의 대형 동물 모델은 제한적입니다 8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 . 토끼는 두개내 병리를 포함한 심혈관 질환의 조사에 오랜 역사를 가지고 있다 8,9,10,11,12,13,14,15,16,17. 토끼는 혈관내 카테터 삽입을 할 수 있을 만큼 충분히 크고 다른 대형 포유류에서 두개내 접근을 배제하는 rete mirabil이 없기 때문에 뇌혈관 질환에 대한 이상적인 모델을 제시합니다 9,15,16,17. 이들은 이전에 마이크로카테터(microcatheter)를 이용한 두개내 동맥의 정밀하고 잘 제어된 폐색을 통해 IS의 조사에 특별히 활용되었다18.
동맥 혈압이 평균 혈압 주위에서 변동하는 정도인 절대 혈압 또는 혈압 변동성(BPV)의 조절을 통한 혈압(BP) 조절은 혈압 또는 혈압이 잘 조절되지 않는 환자에서 더 나쁜 결과가 보고된 후 IS 환자의 새로운 잠재적 치료 표적입니다 19,20,21,22. 변화가 어떻게 IS 환자의 나쁜 결과로 이어지는지에 대한 기계론적 조사가 부족합니다. 이는 부분적으로 조직 수준 데이터를 얻고 인간에서 잘 제어된 분석을 수행하는 데 어려움이 있기 때문입니다. BP 또는 BPV를 조절하는 개입을 테스트하려면 이러한 한계를 극복하기 위해 동물 모델을 활용해야 합니다. 이 보고서는 BP18의 지속적인 동맥 내 측정과 함께 후대뇌 동맥의 제어된 폐색을 사용하여 이전에 검증된 IS의 토끼 모델의 성공적인 페어링을 설명합니다. 여기에 제시된 방법은 BP의 정확한 측정 및 제어가 달성될 수 있는 시스템에 검증되고 재현 가능한 뇌졸중 모델을 적용하여 뇌졸중 병태생리학에 대한 이전 접근 방식을 개선합니다. 이 정제된 모델에서 경색 부담은 채취된 뇌의 시술 후 조직병리학적 염색으로 평가할 수 있으며, 이는 다양한 염색 및 공간 전사체학과 같은 고급 분석에도 적용할 수 있습니다. 또한, 폐색된 후방 순환 동맥도 생존 절차 후 이환율 분석을 위해 평가되도록 선택할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
특히 급성 개입 및 2차 예방 전략의 발전을 고려할 때 IS 관리에 상당한 진전이 있었습니다. 그러나 IS 환자에 대한 치료를 개선하기 위해 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다. IS 치료의 다른 측면, 특히 신경 보호 영역에서 제한된 진전은 조직 및 분자 수준에서 기계론적 과정에 대한 병태생리학적 이해의 한계에서 비롯된 것 같습니다. 인간의 영향력 있는 데이터는 비현실적이며 획득이 불가능할 ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 간행물에 보고된 연구는 수상 번호 UL1TR002538 및 KL2TR002539와 미국 심장 협회의 변형 보조금 19TPA34910194에 따라 국립 보건원(National Institutes of Health)의 국립 중개 과학 발전 센터(National Center for Advancing Translational Sciences)의 지원을 받았습니다.
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 |
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