이 프로토콜은 면역 감작 성분을 포함한 AAA 모델로서, 엘라스틴 감작과 혈관 주위 엘라스타제 적용을 사용하여 C57BL/6 마우스에서 복부 대동맥류(AAA)를 반복 가능하고 신뢰할 수 있게 유도하는 방법을 제공합니다.
방법 논문
이 프로토콜은 면역 감작 성분을 포함한 AAA 모델로서, 엘라스틴 감작과 혈관 주위 엘라스타제 적용을 사용하여 C57BL/6 마우스에서 복부 대동맥류(AAA)를 반복 가능하고 신뢰할 수 있게 유도하는 방법을 제공합니다.
복부 대동맥류벽의 탄성 층층 기반의 열화는 복부 대동맥류(AAA)의 조직병리학적 특징입니다. 점점 더 많은 증거가 엘라스틴 분해와 관련 숙주 면역 반응이 AAA의 병인에 연관되어 있음을 시사하고 있습니다. 이러한 과정의 효과적인 모델링은 이 흔한 질병에 대한 이해와 치료를 향상시키는 데 중요합니다. 이전 AAA 모델들이 동맥류 유도를 위해 엘라스틴 교란 기법을 사용했으나, 많은 모델에서 엘라스타제만 사용된다는 점만으로는 엘라스틴 및 그 분해 산물(EDP)에 대한 지속적인 면역 반응을 설명하지 못합니다. 이 지속적인 면역 반응을 모델링하기 위해, 우리는 동맥류 유도 수술 7일 전에 피하 주입하여 C57BL/6 마우스를 EDP에 감작시키는 모델을 개발했습니다. 동맥류 유도 수술은 복부 대동맥을 노출시키고 대동맥 주변 구획에 국소 엘라스타제를 적용하여 쥐 대동맥에 엘라스틴과 EDP를 노출시키는 것을 목표로 진행합니다. 이 모이에이트가 노출되면 동물은 이전에 감수했던 항원들에 대해 면역 반응을 보여야 합니다. 7일 후 반복되는 '부스터' EDP 주사는 이 면역 반응을 전파시키는 역할을 합니다. 여기서는 C57BL/6 마우스에서 EDP를 이용한 다중 감작과 혈관 주위 엘라스타제 적용을 통한 AAA 유도 수술을 통해 신뢰성 있게 AAA를 생성하는 프로토콜을 설명합니다. 이 모델은 빠르고 적당한 비용으로 만들 수 있으며, 82%의 마우스에서 비디오 마이크로미터, 초음파로 73%, >>50% 확장을 비디오 마이크로미터로 64%, 초음파로 27%를 유도합니다. 이는 유도 수술 후 21일차 측정입니다. 이 기법은 수술 중 생존율 95%와도 관련이 있습니다.
복부 대동맥류(AAA)는 전 세계적으로 >3,500만 명에게 영향을 미치며, 65-80세 남성의 4–8%에 해당합니다. 파열은 AAA에서 가장 치명적인 합병증으로, 동맥류의 기계적 벽 응력이 대동맥 조직의 강도를 초과할 때 발생하여 대량 출혈과 전체 사망률 80−90%에 달합니다3,4. 현재 관리는 예방을 목표로 하며, 고위험군에 대한 초음파 선별과 파열 위험이 수리 위험을 초과할 때(보통 직경 5.5cm)에서 수술적 수리를 시행합니다. 하지만 대부분의 AAA는 무증상이며, 많은 경우 우연히 진단됩니다. 따라서 고위험 환자를 식별하고 AAA 성장을 줄이기 위한 비수술적 치료법을 개발하여 파열 위험을 줄이는 노력이 필요합니다.
AAA에 대한 의학적 치료법을 개발하려면 발병 기전을 더 잘 이해해야 합니다. 현재 여러 실험 모델이 사용되고 있으며, 여기에는 안지오텐신 II 주입7, 이종이식8, 염화칼슘도포 9, 주입10 및/또는 엘라스타제11의 국소 적용을 이용한 소동물 모델 등이 포함됩니다. 각 모델은 AAA의 병리학적 기초에 대한 서로 다른 이해를 사용하며, 대부분은 시작 이후 수정, 개선 또는 다른 방법과 결합되어 왔습니다.
중요하게도, AAA 조직학은 정상 층층 엘라스틴 매트릭스의 손실을 보여주며, 이는 만성 폐쇄성 폐질환의 폐 조직에서도 관찰된다12,13. 매트릭스 메탈로프로테일라제 활성을 통한 엘라스틴 분해는 AAA 발병 기전과 흡연 사이의 중요한 연관성을 제공하며, 이는 AAA 형성의 가장 중요한 조절 위험 요인입니다12,14. 특히 인간 AAA에서 대동맥 엘라스틴 감소, 엘라스틴 섬유 붕괴, 순환 엘라스틴 펩타이드 증가가 관찰되며, 이는 AAA 벽 확장성 증가와 관련이 있습니다15,16. 따라서 엘라스틴 분해를 자극하는 것은 번역 가능한 AAA 모델을 만드는 데 매우 중요합니다. 엘라스틴 분해에 의존하는 기존 AAA 모델은 효과적이긴 하지만, 특히 대동맥 캐닐레이션을 사용하는 모델에서 높은 동물 사망률로 인해 복잡해질 수 있습니다.17번, 특히 국소 엘라스타제 적용에만 의존하는 모델에서는 동맥류 형성이 일관되지 않아 복잡해질 수 있습니다. 더불어, 유도 수술에 의존하는 모든 모델은 조작자의 학습 곡선과 기술적 변동성에 노출됩니다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 우리는 숙주 면역 반응을 활용해 엘라스틴 분해 산물(EDP)을 주입하여 동물의 엘라스틴에 민감하게 만듭니다. 일주일 후, 동맥류 유도 수술은 표준화된 단계적 방식으로 진행되며, 대동맥주위에 엘라스타제를 적용하여 감작된 숙주가 면역 반응을 이끌어낼 수 있도록 EDP 모이에티를 생성합니다. 유도 수술 후 일주일 후 이어지는 '부스터' EDP 감작은 숙주 면역 반응이 계속되도록 보장합니다. 반복적인 면역 감작은 신뢰할 수 있는 대동맥 확장을 가능하게 합니다. 저희는 비용이 더 저렴하고, 유지보수가 용이하며, 질병이 빠르게 발생하고, 기술적 일관성을 갖추는 쥐 AAA 모델을 사용합니다.
이 모델은 대동맥 파열을 신뢰성 있게 유발하지 않으므로 AAA 파열과 관련된 요인 연구를 목적으로 하지 않습니다. 하지만 이 모델은 유도 수술 후 21일까지 점진적인 대동맥 확장을 신뢰성 있게 나타냅니다. 따라서 이 모델은 동맥류가 형성되는 과정에서 대동맥 확장을 감소시키거나 되돌릴 수 있는 치료적 기법을 연구하는 데 가장 적합합니다.
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1. 초음파 영상
2. 초기 엘라스틴 감작
3. 수술 준비
4. 수술 절차 (초기 엘라스틴 감작 후 7일)
5. 수술 후 관리
6. 반복 엘라스틴 감작 (동맥류 유도 수술 후 7일)
7. 조직 채취 절차
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총 28마리의 수컷 C57BL/6J 마우스가 이 수술 프로토콜을 받았으며, 그중 1마리는 IVC 손상으로 인한 수술 전 사망률(3.6%)을 기록했습니다. 추가로 3건의 지연 사망이 있었는데, 그중 1건은 절개 탈장으로, 나머지 2건은 원인 불명으로 사망했으며, 총 21일 생존율은 85.7%였다. 마취 유도부터 마취 투여 종료까지 평균 시간은 46.4± 8.0분이었습니다. 가짜 수술 마우스는 동맥류군과 거의 동일한 프로토콜을 받았으며, 초기 EDP 감작, 복강 절개술, 대동맥 노출, 반복 EDP 감작 과정을 포함했습니다. 주요 차이점은 가짜 그룹은 유도 수술 당시 국소 혈관 주위 엘라스타제를 투여받지 않았다는 점입니다.
대동맥 직경은 초음파 및 비디오 미세미터를 사용하여 측정하였습니다. 대표적인 초음파 및 수술 중 영상은 그림 2에 나와 있습니다. 대동맥류는 21일째 ...
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1990년 쥐에서 처음 기술된 이후, 엘라스타제 기반 AAA 모델은 여러 차례 수정되어 다양한 동물(10, 19, 20, 21, 22, 23)에서 사용되었습니다. 일부 변형에는 대동맥 캐닐레이션이 포함되며, 이는 사망률을 높이고 대동맥 병리에 외상성 요소를 도입할 가능성이 있습니다17. 덜 침습적인 변형으로는 동물식수에 용해하는 3-아미노프로피오니트릴 푸마레이트 염(β-아미노프로피오니트릴(BAPN))이 있습니다. 모델 수정의 대부분 이...
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저자들은 이 글에서 언급된 제품이나 개념에 대해 독점적이거나 상업적 이해관계가 없다고 보고합니다.
이 연구는 크립틱 메이슨 의학 연구 재단(Cryptic Masons Medical Research Foundation, 브라운스버그, IN)의 지원을 받았습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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| 1 mL Tuberculin Syringes | 벡톤 딕킨슨 | 309628 | |
| 10% Buffered Formalin Phosphate | 피셔 케미컬 | SF100-4 | |
| 70% Isopropyl Alcohol Swabs | 카디널 헬스 | S-16183 | |
| Angled sharp forceps | 듀몽 | I I25 I-35 | |
| AutoClip 9mm (Skin stapler) | 미크론 | 427630 | |
| 베타딘 | 아틀란티스 컨슈머 헬스케어 | 67618-155-16 | |
| 면화 거즈 패드 | 다이너렉스 코퍼레이션 | 3223 | |
| 면화 팁 애플리케이터 | 퓨리탄 메디컬 제품 | 25-806 2WC | |
| 돼지 췌장 엘라스타제 (단백질 mg당 4.0 단위 이상) | 시그마-알드리히 | E1250 | 수용액 4 ℃에서 보관 |
| 쥐 췌장 엘라스타제 (단백질 mg당 4.75 단위) | 엘라스틴 제품 주식회사 | MS838 | 수용액 (0.1 mg in 1 mL PBS) 4 ℃에서 보관 |
| 엘라스틴 | MP 바이오메디컬 | 101636 | 수용액 4 ℃에서 보관 |
| Enersight 데스크탑 소프트웨어 | 라이카 | https://www.leica-microsystems.com/products/microscope-software/p/enersight/ | |
| Ethiqa XR (수정 방출 부프레노르핀) | 피델리스 | NDC 86084-100-30 | |
| 안약 | 옵틱스케어 | Opx-4242 | |
| Flexacam i5 (스테레오) | 라이카 | https://www.leica-microsystems.com/products/microscope-cameras/p/12730536-leica/ | |
| 프뢰이드의 완전 보조제 | MP 바이오메디컬 | 642851 | 수용액 4 ℃에서 보관 |
| 프뢰이드의 불완전 보조제 | MP 바이오메디컬 | 642861 | 수용액 4 ℃에서 보관 |
| 장갑 (멸균) | 앵코르 | 7824PF | |
| 피하 주사 바늘 (23 G) | 벡톤 딕킨슨 | 305145 | |
| 피하 주사 바늘 (27 G) | 벡톤 딕킨슨 | 305109 | |
| 아이소스파이어 (아이소플루란) | 데크라 수의학 | 07-894-8943 | |
| 라벨링 테이프 | 피셔 사이언티픽 | 15959 | |
| 마스크 | 듀칼 코퍼레이션 | 1540 | |
| 바늘 드라이버 | 스칸란 | 6006-36 | |
| Omnicon F/air 마취 가스 캔이스터 | A.M. 빅퍼드 인코퍼레이티드 | 80120 | |
| Press'N Seal | 글래드 | 12587704417 | |
| RC2 설치류 회로 컨트롤러 | 베트 에퀴프 인코퍼레이티드 | 922100 | |
| RNAlater 안정화 용액 | 써모피셔 사이언티픽 | AM7021 | |
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