헤모글로빈의 뇌실내 주사를 통한 신생아 뇌실내 출혈 모델링
Summary
우리는 인간에서 볼 수 있는 병리를 모방한 쥐 새끼를 사용하여 신생아 뇌실내 출혈 모델을 제시합니다.
Abstract
신생아 뇌실내 출혈(IVH)은 조산의 일반적인 결과이며 뇌 손상, 출혈성 뇌수종(PHH) 및 평생 신경학적 결손을 유발합니다. PHH는 임시 및 영구 뇌척수액(CSF) 전환 절차(각각 심실 저장소 및 심실 복막 션트)로 치료할 수 있지만 IVH 유발 뇌 손상 및 뇌수종을 예방하거나 치료하는 약리학적 전략은 없습니다. 동물 모델은 IVH의 병태생리학을 더 잘 이해하고 약리학적 치료를 테스트하는 데 필요합니다. 신생아 IVH의 기존 모델이 있지만, 뇌수종을 안정적으로 초래하는 모델은 종종 대량 주사의 필요성에 의해 제한되며, 이는 병리학 모델링을 복잡하게 하거나 관찰된 임상 표현형의 가변성을 도입할 수 있습니다.
최근의 임상 연구는 헤모글로빈과 페리틴이 IVH 후 심실 비대를 유발하는 것과 관련이 있습니다. 여기에서는 혈액 분해 생성물 헤모글로빈의 소량의 뇌실 내 주사를 사용하여 PHH의 임상 표현형을 모방하는 간단한 동물 모델을 개발합니다. 심실 확대 및 뇌수종을 안정적으로 유도하는 것 외에도이 모델은 뇌실 주위 및 백질 영역에서 백질 손상, 염증 및 면역 세포 침윤을 초래합니다. 이 논문은 뇌실내 주사를 사용하여 신생아 쥐에서 IVH-PHH를 모델링하는 임상적으로 관련성이 높고 간단한 방법을 설명하고 주사 후 심실 크기를 정량화하는 방법을 제시합니다.
Introduction
신생아 IVH는 발달중인 뇌실의 측심실에 인접한 빠른 세포 분열 부위 인 배아 기질에서 비롯됩니다. 이 고도의 혈관 구조는 조산과 관련된 혈역학 적 불안정성에 취약합니다. 혈액은 배아 기질 내의 깨지기 쉬운 혈관이 파열 될 때 배아 기질 출혈 (GMH) -IVH에서 측심실로 방출됩니다. 등급 IVH의 경우, 뇌실 주위 출혈성 경색은 또한 뇌 내 혈액 제제의 방출에 기여할 수 있습니다. 1 GMH-IVH의 조합은 특히 고급 출혈 (등급 III 및 IV) 후에 PHH를 유발할 수 있습니다 1. PHH는 심실 복막 션트의 배치로 치료할 수 있지만 션트 배치는 IVH로 인해 발생할 수있는 뇌 손상을 역전시키지 않습니다. 현대의 신생아 집중 치료는 IVH2, 3의 비율을 낮추었지만 IVH가 발생하면 발생하는 뇌 손상이나 뇌수종에 대한 특별한 치료법은 없습니다. IVH 유발 뇌 손상 및 PHH에 대한 예방 치료법 개발의 중요한 한계는 IVH 병태생리학에 대한 불완전한 이해입니다.
최근에, 주요 혈액 분해 생성물 헤모글로빈의 초기 CSF 수준은 고급 IVH4를 가진 신생아에서 PHH의 후기 발달과 관련이있는 것으로 나타났다. 또한 철 처리 경로 단백질(헤모글로빈, 페리틴 및 빌리루빈)의 CSF 수치는 신생아 IVH의 심실 크기와 관련이 있습니다. 이것은 또한 조산 PHH를 가진 영아의 다기관 코호트에서 나타 났으며, 페리틴의 더 높은 심실 CSF 수치는 더 큰 심실 크기5와 관련이 있습니다.
이 연구에서 우리는 뇌실에 헤모글로빈 주사를 사용하여 IVH 유발 뇌 손상 및 뇌수종의 임상 적으로 관련된 모델을 개발하여 뇌 손상 및 PHH의 정량화와 새로운 치료 전략의 테스트를 가능하게했습니다 (그림 1)6, 7. 이 IVH 모델은 시술 기간 동안 전신 마취하에 놓인 신생아 쥐 새끼를 사용합니다. 두피에 정중선 절개가 이루어지고 두개골 랜드마크(브레그마 또는 람다)에서 파생된 좌표를 사용하여 주사를 위해 측심실을 표적으로 삼습니다. 주입 펌프를 사용한 느린 주입은 헤모글로빈을 심실로 전달합니다. 이 프로토콜은 사용하기 쉽고 다재다능하며 PHH를 유발하는 IVH의 다양한 구성 요소를 모델링할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
헤모글로빈 주사를 활용하는이 IVH 모델은 헤모글로빈에 의해 특이 적으로 매개되는 IVH의 병리학 연구를 가능하게합니다. 보완 연구의 경우, 헤모글로빈은 시험관 내에서도 쉽게 전달 될 수 있으며 전혈에 존재하는 미세 아교 세포 / 대 식세포에 의해 생성 된 단백질에 대한 생화학 적 분석을 방해하지 않습니다.
IVH-PHH의 주요 이론에는 CSF 순환의 기계적 방해, 상반신 벽…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
JMS는 NIH / NINDS R01 NS110793 및 K12 (신경 외과 의사 연구 경력 개발 프로그램)로부터 자금을 지원 받았습니다. BAM은 NIH / NINDS K08 NS112580-01A1, 켄터키 대학 신경 과학 연구 우선 순위 지역 상 및 뇌수종 협회 혁신가 상으로부터 자금을 지원 받았습니다.
Materials
| 0.3 mL insulin syringe | BD Microfine + Insulin Syringe | 230-4533 | 0.3-0.5 mL synringes will work |
| 1.5 mL microtube | USA Scientific | 1615-5500 | Lot No. K194642H -3 511 |
| 4.7T MRI | Agilent/Varian | 4.7T/33 cm | Agilent/Varian DirectDrive 4.7-T (200-MHz) MRI system |
| 6-0 monofilament suture | ETHICON | 667G | |
| 9.4T MRI | Bruker | BioSpec 94/20 | Used in this protocol without the cryoprobe |
| Analytical balance | CCURIS Instruments | W3200-320 | |
| Artificial CSF (aCSF) | Tocris Bioscience | 3525 | Batch No: 72A |
| Betadine | Purdue Products L.P. | 301005-00 | NDC 67618-150-09 |
| Carprofen (injectable) | Zoetis Inc. | PI 4019448 | Rimadyl |
| Ethanol | Decon Laboratories | 2701 | |
| Heating pad | Sunbeam | E12107-819 | UL 612A, Z-1228-001 |
| Hemoglobin | MP Biomedicals | 100714 | LOT NO. SR02321 |
| Isoflurane | Piramal Critical Care | NDC 66794-017-25 | |
| Isoflurane vaporizer | VETEQUIP | 911103 | |
| Light for stereotactic insturment | Dolan-Jenner industries | Fiber-Lite MI-150 | |
| Microinjection syringe pump | World Precision Instruments | MICRO21 | Serial 184034 T08K |
| MRI software | Bruker BioSpin | Paravision 360 3.2 | |
| Oxygen | Airgas Healthcare | UN1072 | LOT NUMBER S1432080XA02 |
| Sprague Dawley rats | Charles River Laboratories | Strain code: 001 | |
| Stereotactic instrument | KOPF Instuments | Model 900LS Lazy Susan | |
| Sterile cotton tipped applicator | Fischerbrand | 23-400-118 | |
| Surgical blade | covetrus | #10 | |
| Topical triple antibiotic | Triple Antibiotic Ointment | NDC 51672-2120-1 | |
| Ventricle volume quantification software | ITK-SNAP | ITK-SNAP 4.0.0 beta |
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