쥐 모델에서 실험적 지주막하 출혈을 유도하기 위한 자가 혈액의 Pre-chiasmatic, 단일 주사
Summary
지주막하 출혈은 계속해서 사람의 사망률과 이환율에 대한 높은 부담을 안고 있습니다. 상태와 병태생리학에 대한 추가 연구를 용이하게 하기 위해 pre-chiasmatic, 단일 주입 모델이 제시됩니다.
Abstract
지난 수십 년 동안 치료의 발전에도 불구하고 지주막하 출혈(SAH)은 계속해서 높은 이환율과 사망률 부담을 안고 있으며 주로 상당히 젊은 인구를 괴롭히고 있습니다. SAH의 병태생리학적 메커니즘을 조사하고 약리학적 개입을 테스트하기 위해 SAH의 여러 동물 모델이 개발되었습니다. 이 기사에 제시된 쥐의 pre-chiasmatic, 단일 주사 모델은 미리 결정된 혈액량을 가진 SAH의 실험 모델입니다. 간단히 말해서, 동물은 마취되고, 삽관되고, 기계적 환기하에 보관됩니다. 온도는 가열 패드로 조절됩니다. 꼬리 동맥에 카테터를 삽입하여 지속적인 혈압 측정과 혈액 샘플링이 가능합니다. 대서양 후두막을 절개하고 압력 기록을 위한 카테터를 수조 마그나에 배치하여 뇌내 압력 측정이 가능합니다. 이 카테터는 척수강내 치료 중재에도 사용할 수 있습니다. 쥐를 정위 프레임에 넣고, 버 구멍을 브레그마 앞쪽으로 뚫고, 카테터를 버 구멍을 통해 삽입하고 시신경 바로 앞쪽에 배치합니다. 자가 혈액 (0.3 mL)을 꼬리 카테터에서 빼내어 수동으로 주입합니다. 이로 인해 뇌내압이 상승하고 뇌 혈류가 감소합니다. 동물을 30 분 동안 진정시키고 피하 식염수와 진통제를 투여합니다. 동물은 발관되어 새장으로 돌아갑니다. pre-chiasmatic 모델은 높은 재현성 및 미리 결정된 혈액량으로 인해 동물 간의 제한된 변동을 갖는다. 인간의 SAH를 모방하여 SAH 연구의 관련 모델입니다.
Introduction
비외상성 지주막하 출혈(SAH)은 뇌졸중의 한 형태로, 전체 사례의 약 5%를 차지합니다. 비외상성 SAH의 가장 흔한 원인은 SAH의 85%를 차지하는 동맥류(aSAH)의 갑작스러운 파열입니다. 다른 원인으로는 동동맥-정맥 기형의 파열, 응고병증, 뇌주위 출혈의 정맥 파열등이 있다 1. 발병률은 100,000인년당 9명이며 사망률은 약 3분의 1이고 또 다른 3분의 1은 SAH 2,3에 따라 일상 생활의 지원이 필요합니다.
초기 안정화 및 진단 확인 후 치료는 출혈의 중증도에 따라 다릅니다. 가장 심하게 고통받는 환자는 뇌내압(ICP)을 낮추기 위해 심실에 심실 외 배액관을 삽입하고 신경 집중 치료실에 입원하여 면밀히 모니터링합니다. 환자는 (가능한) 동맥류를 확인하기 위해 혈관 조영술을 받은 후 재발혈을 방지하기 위해 동맥류를 감거나 잘라냅니다4. 수많은 약물 요법 시도에도 불구하고, 칼슘 채널 길항제인 니모디핀만이 결과를 개선하는 것으로 나타났다5. 현재 여러 임상 시험이 진행 중입니다. 광범위한 목록은 Daou와 동료의 리뷰를 참조하십시오6.
동맥류의 파열은 지금까지 경험한 최악의 두통 또는 벼락 같은 두통의 갑작스러운 발병으로 설명되었습니다. 파열로 인해 ICP가 급격히 상승하고 대뇌 혈류(CBF)가 감소합니다. 이러한 감소는 뇌의 전반적인 허혈을 초래하여 의식 상실을 초래할 수 있습니다. 이 보다 기계적인 경로는 혈액의 유출된 요소의 시작적인 분해와 함께 사이토카인 방출과 선천성 면역 체계의 활성화를 일으켜 무균 신경염증을 유발합니다. 또한, 혈액 뇌 장벽의 파괴로 인해 뇌부종과 이온 항상성 장애가 종종 관찰됩니다. 초기 뇌 손상(early brain injury, EBI)이라고 불리는 이러한 모든 변화는 처음 며칠 이내에 발생하며 신경 세포 소실과 세포자멸사를 초래한다7.
aSAH를 앓고 있는 환자의 약 1/3은 4-14일 사이에 지연성 뇌허혈(DCI)이 발생합니다8. DCI는 발작 및 재출혈을 포함한 다른 원인을 제외할 때 국소적, 신경학적 장애의 데뷔 또는 최소 1시간 동안 지속되는 글래스고 혼수 척도에서 최소 2점 하락으로 정의됩니다. DCI는 aSAH9 이후 사망 위험 증가 및 기능적 결과 감소와 관련이 있습니다. 대뇌 동맥이 좁아지는 뇌 혈관 경련(CVS)은 수십 년 동안 DCI와 관련이 있는 것으로 알려져 왔으며 이전에는 DCI의 유일한 원인으로 여겨졌습니다. 이후 CVS는 DCI의 발달 없이 발생할 수 있으며 미세혈관 혈전증 및 수축, 피질 확산 억제 및 EBI의 염증 반응을 포함한 더 많은 요인이 확인되었습니다10,11,12.
EBI와 DCI가 질병의 경과와 고통받는 환자의 결과에 미치는 영향이 크기 때문에 동물 모델은 재현 가능하면서도 가능한 한 최대한 모방해야 합니다. 연구원들은 aSAH를 시도하고 시뮬레이션하기 위해 생쥐에서 인간이 아닌 영장류에 이르기까지 다양한 동물에서 다양한 모델을 사용했습니다. Sprague-Dawley 및 Wistar 야생형 쥐는 현재 가장 일반적으로 사용되는 실험실 동물이며, 가장 일반적인 모델은 혈관내 천공 모델, 수조-마그나 이중 주입 모델, 그리고 마지막으로 이 기사13에서 설명될 pre-chiasmatic 단일 주입 모델입니다.
pre-chiasmatic, single injection model은 원래 Prunell과 동료들에 의해 다른 실험 모델들의 단점들 중 일부를 상쇄하기 위해 개발되었다14. 수술을 숙달하면 재현성이 높고 동물 간의 변이를 최소화합니다. 이 모델은 혈액 주입 후 ICP의 급격한 상승을 포함하여 여러 지점에서 인간의 SAH를 모방하여 CBF15,16의 감소로 인한 일시적인 글로벌 허혈을 초래합니다. 이는 전방 순환에 영향을 미치는데, 전방 순환계는 인간의 aSAH가 가장 많이 발생하는 곳이다17. 사망률은 연구에 따라 10%-33%이며 주입된 혈액의 양은14,18입니다. 지연된 세포 사멸 및 신경 염증은 2일째 및 7일째에 검출될 수 있으며, 따라서 EBI 및 DCI19,20의 결과를 연구하기 위한 변수를 제공할 수 있습니다.
이 연구는 약학의 척수강내 투여를 위한 포트로 ICP-프로브를 활용하는 방법에 대한 설명과 함께 쥐의 pre-chiasmatic 단일 주사 모델에 대한 업데이트된 설명을 제공합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
SAH의 전-chiasmatic 단일 주사 모델은 ICP의 스파이크, CBF의 감소, 일시적인 글로벌 허혈, 신경 염증 마커의 상향 조절 및 CVS 14,15,16,18,19,20을 포함하여 인간 SAH의 몇 가지 중요한 요소를 모방합니다. ICP-프로브는 척수강내 투여를 위한 포트로도 사용되었…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작업은 룬드벡 재단(Lundbeck Foundation)과 룬드벡 우수 그랜트(Lundbeck Grant of Excellence, 번호 R59-A5404)의 지원을 받았습니다. 자금 제공자는 원고의 어떤 부분에서도 아무런 역할도 하지 않았습니다.
Materials
| 16 G peripheral vein catheter | BD Venflon | 393229 | Needle shortened, distal 1 cm curved. Wings removed |
| Anesthesia bell/ chamber | Unknown | ||
| Blood gas analyzer | Radiometer | ABL80 | |
| Blood pressure (BP) monitor | Adinstruments | ML117 | Connects to Powerlab |
| Curved forceps, 12 cm x 3 | F.S.T | 11001-12 | For anesthesia |
| Cylindrical pillow, 28 cm x 4 cm | Homemade | Made from surgical towels | |
| Data acquisition hardware | Adinstruments | ML870 Powerlab | |
| Data acquistion software | Adinstruments | LabChart 6.0 | |
| Drill | KMD | 1189 | |
| Drill controller | Silfradent | 300 IN | |
| Flexible light | Schott | KL200 | |
| Heating pad | Minco | 1135 | |
| Hypodermic needle, 20 G | KD Medical | 301300 | Connects to stereotaxic frame |
| ICP monitor | Adinstruments | ML117 | Connects to Powerlab |
| Isoflurane vaporizer | Ohmeda | TEC3 | |
| Laptop | Lenovo | T410 | |
| Laser doppler monitor | Adinstruments | ML191 | |
| Laser doppler probe | Oxford Optronics | MSF100XP | Connects to laser doppler monitor |
| Needle holder, 13 cm | F.S.T | 12001-13 | For anesthesia |
| Precision syringe, 0.025 mL | Hamilton | 547407 | |
| Stereotaxic frame | Kopf Instruments | M900 | |
| Surgical microscope | Carl Zeiss | F170 | |
| Suture needle | Allgaier | 1245 | For anesthesia |
| Temperaure controller | CWE,INC. | TC-1000 | |
| Transducer x 2 | Adinstruments | MLT0699 | Connects to BP and ICP monitor |
| Ventilator | Ugo Basile | 7025 | |
| Veterinary clipper | Aesculap | GT421 | |
| 3-pronged Blair retractor, 13.5 cm | Agnthos | 17022–13 | |
| Blunt Alm retractor | F.S.T | 17008-07 | |
| Curved forceps, 12 cm x 2 | F.S.T | 11001-12 | |
| Needle holder, 13 cm | F.S.T | 12001-13 | |
| Straight Dumont forceps, 11 cm | F.S.T | 11252-00 | |
| Straight Halsted-Mosquito hemostat x 2 | F.S.T | 13008-12 | |
| Straight Iris scissor, 9 cm | F.S.T | 14090-09 | |
| Straight Vannas scissor, 10.5 cm | F.S.T | 15018-10 | |
| Absorpable swabs | Kettenbach | 31603 | |
| Black silk thread, 4-0, 5 x 15 cm | Vömel | 14757 | |
| Bone wax | Aesculap | 1029754 | |
| Carbomer eye gel 2 mg/g | Paranova | ||
| Cotton swab | Heinz Herenz | WA-1 | |
| Cotton tipped applicator x 4 | Selefa | 120788 | |
| Hypodermic needle, 23 G x2 | KD Medical | 900284 | Connects to stopcock. Remove distal end |
| Hypodermic needle, 23 G x3 | KD Medical | 900284 | Remove distal end. 2 connects to stopcock, 1 to syringe |
| ICP probe: | Homemade | Made of the following: | |
| Polythene tubing, 20 mm | Smiths medical | 800/100/200 | Inner diameter (ID): 0.58 mm, Outer diameter (OD): 0.96 mm. |
| Silicone tubing, 10 mm | Fisher | 15202710 | ID: 0.76 mm, OD: 2.4 mm. |
| Silicone tubing, 2 mm | Fisher | 11716513 | ID: 1.0 mm, OD: 3.0 mm. |
| Micro hematocrit tubes | Brand | 7493 11 | |
| OP-towel, 45 cm x75 cm | Mölnlycke | 800430 | |
| PinPort adapter, 22 G | Instech | PNP3F22 | |
| PinPort injector | Instech | PNP3M | |
| Polythene tubing, 2 x 20 cm | Smiths medical | 800/100/200 | Connects to syringe. ID: 0.58 mm, OD: 0.96 mm. |
| Rubberband | Unknown | ||
| Scalpel, 10 blade | Kiato | 23110 | |
| Spinalneedle, 25 G x 3.5'' | Braun | 5405905-01 | |
| Stopcock system, Discofix x 2 | Braun | 16494C | Connects to transducer |
| Suture, 4-0, monofil, non-resorbable x 3 | Ethicon | EH7145H | |
| Syringe, 1 mL | BD Plastipak | 1710023 | |
| Syringe, luer-lock, 10 mL x 4 | BD Plastipak | 305959 | Connects to transducer |
| Tissue adhesive glue | 3M | 1469SB | |
| 0.5% Chlorhexidine spirit | Faaborg Pharma | 210918 | |
| Carprofen 50 mg/mL | ScanVet | 43715 | Diluted 1:10 |
| Isoflurane | Baxter | ||
| Isotonic saline | Amgros | 16404 | |
| Lidocaine-Adrenaline 10 mg/5 µg/mL | Amgros | 16318 |
Riferimenti
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