Chirurgische inductie van ischemische hersenschade in de rat is een veel gebruikt model voor een beroerte onderzoek. Hier laten we zien de inductie van focale cerebrale ischemie door occlusie van de midden cerebrale slagader. Visualisatie van de resulterende infarct door histologische kleuring en magnetische resonantie beeldvorming wordt ook getoond.
Beroerte is de belangrijkste oorzaak van invaliditeit en de derde belangrijke doodsoorzaak bij volwassenen wereldwijd 1. In de menselijke beroerte, bestaat er een zeer variabel klinische toestand, in de ontwikkeling van dierlijke modellen van focale ischemie, echter, het bereiken van de reproduceerbaarheid van experimenteel geïnduceerde infarct volume is essentieel. De rat is een veel gebruikt diermodel voor beroerte als gevolg van de relatief lage kosten van de veehouderij en de gelijkenis van zijn schedel circulatie naar dat van de mens 2,3. Bij de mens, de middelste hersenslagader (MCA) is het meest beïnvloed in een beroerte syndromen en meerdere methoden van MCA occlusie (MCAO) zijn beschreven om dit klinisch syndroom na te bootsen in diermodellen. Omdat rekanalisatie meestal optreedt na een acute beroerte in de mens, reperfusie na een periode van occlusie is opgenomen in veel van deze modellen. In deze video, tonen we de voorbijgaande endovasculaire hechting MCAO model in de spontaan hypertensieve rat (SHR). Een filament met een siliconen coating tip is intraluminally geplaatst bij de MCA oorsprong gedurende 60 minuten, gevolgd door reperfusie. Merk op dat de optimale occlusie periode kan variëren in andere rat stammen, zoals Wistar of Sprague-Dawley. Een aantal gedragsindicatoren van een beroerte in de rat worden weergegeven. Focale ischemie wordt bevestigd met behulp van T2-gewogen magnetische resonantie beelden en door kleuren hersenen secties met 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) 24 uur na MCAO.
Knaagdiermodellen van cerebrale ischemie kan worden geclassificeerd als algemene of centrale en als omkeerbaar of onomkeerbaar. We maken gebruik van een omkeerbare focale ischemie model om de reperfusie schade dat na rekanalisatie kunnen voorkomen in menselijke patiënten met een beroerte na te bootsen. Terwijl de rat aandelen in het voordeel van vergelijkbare craniaal circulatie naar de mens, de uitgebreide intracraniële collaterale circulatie als gevolg van de Cirkel van Willis en leptomeningeale anastomosen resulteert in een inconsistente infarct volume 6. We maken gebruik van de spontaan hypertensieve rat (SHR) stam, omdat infarctgrootte is groter in SHRs blootgesteld aan focale cerebrale ischemie, vergeleken met normotensieve ratten 7-10. Beroerte inductie in SHRs is ook meer consistent en kan genereren minder sterfte dan in andere veelgebruikte stammen 11. Daarnaast moet fysiologische parameters worden gevolgd gedurende de operatie, omdat de fluctuaties kan toevoegen aan de variabiliteit in infarct volumes, deze parameters zijn onder meer de bloeddruk, arteriële O 2 en CO 2 verdiepingen, onderkoeling, en hyperglycemie, die kunnen ischemische letsel verergeren 2,12 . Hypothermie is van bijzonder belang, omdat het kan de mate van neuronale ischemische schade te verminderen, en dus, het plaatsen van de rat op een temperatuurregelingssystemen verwarmingselement tijdens de operatie is essentieel.
Wij maken gebruik van commercieel bereide silicium-coating hechtingen in deze procedure in een poging om de consistentie toename van de infarctgrootte 13-15. Traditioneel hebben intraluminale hechtingen gebruikt om de MCA af te sluiten is opgesteld door de vlam-afronding een 3-0 nylon hechting tip of met behulp van een hete lijmpistool om de vacht van de hechtdraad tip met een kleine kraal lijm 16. Deze procedures produceren hechtingen met verschillende diameters tip en dus kunnen meerdere pogingen tot occlusie nodig voor het vinden van een hechtdraad dat het schip diameter van een bepaalde rat wedstrijden. Extra variaties op de MCAO methode beschreven in deze video zijn onder meer distale occlusie, sparen de lenticulostriate vestigingen om een pure corticale infarct 17, en gelijktijdige occlusie van de MCA en ipsilaterale gemeenschappelijke halsslagader van onderpand bloedstroom 6,9 te verminderen.
De functionele effecten van een beroerte kan worden beoordeeld met behulp van een verscheidenheid aan gedrags-tests, waarin de tekorten in specifieke taken zijn opgenomen in een simpel scoren schaal. Bijvoorbeeld, Bederson et al.. 18 een neurologische score sortering ratten ontwikkeld op de omvang van de voorpoot flexie in een verhoogde lichaamshouding, asymmetrische weerstand tegen een zijdelingse duw, en open veld cirkelen gedrag. Ratten uitbreiding van beide voorpoten op de grond wanneer een verhoogde concentratie en vertonen geen andere tekorten werden gegradeerd "Normaal (0)", terwijl de ratten met contralaterale voorpoot flexie alleen werden geklasseerd met "matig tekorten (1)". "Ernstige graad 2" ratten weergegeven verminderde weerstand aan de contralaterale kant om een zijwaartse kracht en "ernstige graad 3" ratten bovendien bezig met cirkelen gedrag. Lagere kwaliteit afwijkend gedrag waren altijd waargenomen in de hogere rang (bv. graad 2 en 3 dieren ook getoond voorpoot flexie) en deze scores waren voorspellend voor de verschillen in infarctgrootte 18. Dus, zoals een eenvoudig puntensysteem zorgt voor een snelle, consistente semi-kwantitatieve beoordeling van de functionele tekorten van een beroerte.
Meting van de omvang van de cerebrale infarct wordt vaak bereikt door histologische kleuring voor beschadiging van het weefsel met behulp van TTC, cresyl violet (Nissl vlek) of hematoxyline en eosine. Magnetic resonance imaging technieken, waaronder diffusie-gewogen MRI van de infarct te visualiseren in de vroege tijdstippen na occlusie, voor de bepaling van een infarct volume in elke individuele rat mogelijk te maken zonder de noodzaak voor het oogsten van weefsel. Dit is vooral waardevol in studies gericht op het bepalen van de werkzaamheid van een neuroprotectieve behandeling na een beroerte; beeldvorming van de rat na MCAO, maar voorafgaand aan de behandeling administratie geeft de onderzoeker vertrouwen dat alle experimentele en controle dieren vergelijkbaar slagen ervaren om te beginnen, het verminderen van de verstorende effecten van de variabiliteit In een beroerte inductie.
The authors have nothing to disclose.
Wij danken Beth Rauch en de Universiteit van Wisconsin beeldvorming van kleine proefdieren Faciliteit voor magnetische resonantie beeldvorming. Het ministerie van Neurologische Chirurgie aan de Universiteit van Wisconsin-Madison verstrekte financiering voor dit werk.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
4-0 Nylon suture | Doccol Corporation | 2-3 mm silicon coating length, 0.39 mm tip diameter | ||
Spontaneously hypertensive rats | Charles River Laboratories | 290-300 g, male | ||
Gaymar T/Pump thermoregulatory pump and pads | Gaymar Industries | |||
Vetroson V-10 bipolar electrosurgical unit | Summit Hill Laboratories | |||
Germinator 500 glass bead sterilizer | CellPoint Scientific | |||
Vasamedics Bpm2Laserflo blood perfusion monitor | TSI Inc. |