Qui, presentiamo un protocollo per stabilire un modello di occlusione dell’arteria cerebrale media distale (dMCAO) attraverso l’elettrocoagulazione transcranica in topi C57BL/6J e valutare il successivo comportamento neurologico e le caratteristiche istopatologiche.
L’ictus ischemico rimane la causa predominante di mortalità e compromissione funzionale tra le popolazioni adulte a livello globale. Solo una minoranza di pazienti con ictus ischemico è idonea a ricevere la trombolisi intravascolare o la terapia di trombectomia meccanica entro la finestra temporale ottimale. Tra i sopravvissuti all’ictus, circa due terzi soffrono di disfunzioni neurologiche per un periodo prolungato. La creazione di un modello sperimentale stabile e ripetibile di ictus ischemico è estremamente importante per indagare ulteriormente i meccanismi fisiopatologici e sviluppare strategie terapeutiche efficaci per l’ictus ischemico. L’arteria cerebrale media (MCA) rappresenta la posizione predominante dell’ictus ischemico nell’uomo, con l’occlusione MCA che funge da modello frequentemente impiegato di ischemia cerebrale focale. In questo protocollo, descriviamo la metodologia per stabilire il modello di occlusione MCA distale (dMCAO) attraverso l’elettrocoagulazione transcranica in topi C57BL/6. Poiché il sito di occlusione si trova nel ramo corticale dell’MCA, questo modello genera una lesione infartuale moderata limitata alla corteccia. In questo modello, la caratterizzazione neurologica, comportamentale e istopatologica ha dimostrato una visibile disfunzione motoria, degenerazione neuronale e pronunciata attivazione di microglia e astrociti. Pertanto, questo modello murino dMCAO fornisce uno strumento prezioso per indagare sull’ischemiaictus e merita la popolarità.
L’ictus è una comune malattia cerebrovascolare acuta caratterizzata da un’elevata incidenza di disabilità e mortalità1. Di tutti i casi di ictus, quasi l’80% appartiene all’ictus ischemico2. Fino ad ora, la trombolisi endovenosa rimane uno dei pochi approcci produttivi per il trattamento dell’ictus ischemico acuto. Tuttavia, l’efficacia del trattamento trombolitico è limitata dalla ristretta finestra temporale effettiva e dal verificarsi di trasformazione emorragica3. Nella fase di riabilitazione a lungo termine a seguito di un ictus ischemico, è probabile che un numero considerevole di pazienti manifesti disfunzioni neurologiche durature4. Sono urgentemente necessarie ulteriori indagini per svelare i meccanismi fisiopatologici alla base dell’ictus ischemico, nonché per facilitare lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche mirate all’ictus ischemico. La creazione di un modello affidabile e replicabile di ictus ischemico è fondamentale per la ricerca di base e per la successiva ricerca traslazionale nel campo dell’ictus ischemico.
Nel 1981, Tamura et al. hanno sviluppato un modello di ischemia cerebrale focale impiegando l’elettrocoagulazione transcranica nel sito prossimale dell’arteria cerebrale media (MCA)5. Da allora, numerosi ricercatori hanno utilizzato varie metodologie come la legatura, la compressione o il clipping per indurre l’occlusione MCA distale (dMCAO) per stabilire modelli di ictus ischemico transitorio o permanente 6,7,8. Rispetto al modello a filamento, il modello dMCAO presenta notevoli vantaggi come dimensioni dell’infarto più piccole e un tasso di sopravvivenza più elevato, che lo rendono più adatto per studiare il recupero funzionale a lungo termine dopo l’ictus ischemico9. Inoltre, il modello dMCAO dimostra un tasso di sopravvivenza più elevato nei roditori anziani rispetto al modello a filamento, rendendolo uno strumento vantaggioso per studiare l’ictus ischemico in modelli animali anziani e in comorbidità10. È stato dimostrato che il modello di ictus fototrombotico (PT) possiede le caratteristiche di una minore invasività chirurgica e di un tasso di mortalità significativamente basso. Tuttavia, il modello PT mostra un grado maggiore di necrosi cellulare ed edema tissutale rispetto al modello dMCAO, portando all’assenza di circolazione collaterale11. Inoltre, è interessante notare che le lesioni ischemiche osservate nel modello PT derivano prevalentemente dall’occlusione microvascolare, che differisce sostanzialmente dall’ischemia cerebrale indotta da embolia dei grandi vasi nel modello dMCAO12.
In questo articolo, presentiamo la metodologia per indurre il modello murino di dMCAO coagulando l’MCA distale tramite craniotomia a finestra ossea piccola. Inoltre, abbiamo condotto esami istologici e valutazioni comportamentali per caratterizzare in modo completo gli insulti ischemici e gli esiti dell’ictus in questo modello sperimentale. Il nostro obiettivo è quello di far conoscere ai ricercatori questo modello e facilitare ulteriori indagini sui meccanismi patologici dell’ictus ischemico.
Nell’attuale protocollo del modello dMCAO per elettrocoagulazione per craniotomia, le procedure chirurgiche sono condotte con un’invasività minima, in cui solo una parte del muscolo temporale viene separata per mitigare gli effetti avversi sulla funzione masticatoria. Tutti i topi si sono ripresi bene dopo la procedura, senza che siano stati osservati casi di difficoltà alimentari. L’MCA può essere facilmente individuato nell’osso temporale del topo, facilitando così l’identificazione precisa delle posizioni idonee p…
The authors have nothing to disclose.
Questo studio è stato sostenuto dalle sovvenzioni della Nature Science Foundation della provincia di Hubei (2022CFC057).
2,3,5-Triphenyltetrazolium Chloride (TTC) |
Sigma-Aldrich | 108380 | Dye for TTC staining |
24-well culture plate | Corning (USA) | CLS3527 | Vessel for TTC staining |
4% paraformaldehyde | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. |
G1101 | Tissue fixation |
5% bovine serum albumin | Wuhan BOSTER Bio Co., Ltd. | AR004 | Non-specific antigen blocking |
5-0 Polyglycolic acid suture | Jinhuan Medical Co., Ltd | KCR531 | Material for surgery |
Anesthesia machine | Midmark Corporation | VMR | Anesthetized animal |
Antifade mounting medium | Beyotime Biotech | P0131 | Seal for IF staining |
Automation-tissue-dehydrating machine |
Leica Biosystems (Germany) | TP1020 | Dehydrate tissue |
Depilatory cream | Veet (France) | 20220328 | Material for surgery |
Diclofenac sodium gel | Wuhan Ma Yinglong Pharmaceutical Co., Ltd. |
H10950214 | Analgesia for animal |
Drill tip (0.8 mm) | Rwd Life Science Co., Ltd. | Equipment for surgery | |
Eosin staining solution | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. |
G1001 | Dye for H&E staining |
Eye ointment | Guangzhou Pharmaceutical Co., Ltd | H44023098 | Material for surgery |
Fluorescence microscope | Olympus (Japan) | BX51 | Image acquisition |
GFAP Mouse monoclonal antibody | Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) |
3670 | Primary antibody for IF staining |
Goat anti-mouse Alexa 488-conjugated IgG |
Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) |
4408 | Second antibody for IF staining |
Goat anti-rabbit Alexa 594-conjugated IgG |
Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) |
8889 | Second antibody for IF staining |
Grip strength meter | Shanghai Xinruan Information Technology Co., Ltd. | XR501 | Equipment for behavioral test |
Hematoxylin staining solution | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. |
G1004 | Dye for H&E staining |
Iba1 Rabbit monoclonal antibody | Abcam | ab178846 | Primary antibody for IF staining |
Isoflurane | Rwd Life Science Co., Ltd. | R510-22-10 | Anesthetized animal |
Laser doppler blood flow meter | Moor Instruments (UK) | moorVMS | Blood flow monitoring |
Meloxicam | Boehringer-Ingelheim | J20160020 | Analgesia for animal |
Microdrill | Rwd Life Science Co., Ltd. | 78001 | Equipment for surgery |
Microsurgical instruments set | Rwd Life Science Co., Ltd. | SP0009-R | Equipment for surgery |
Microtome | Thermo Fisher Scientific (USA) | HM325 | Tissue section production |
Microtome blade | Leica Biosystems (Germany) | 819 | Tissue section production |
Monopolar electrocoagulation generator | Spring Scenery Medical Instrument Co., Ltd. |
CZ0001 | Equipment for surgery |
Mupirocin ointment | Tianjin Smith Kline & French Laboratories Ltd. |
H10930064 | Anti-infection for animal |
NeuN Rabbit monoclonal antibody | Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) |
24307 | Primary antibody for IF staining |
Neutral balsam | Absin Bioscience | abs9177 | Seal for H&E staining |
Paraffin embedding center | Thermo Fisher Scientific (USA) | EC 350 | Produce paraffin blocks |
Pentobarbital sodium | Sigma-Aldrich | P3761 | Euthanized animal |
Phosphate buffered saline | Shanghai Beyotime Biotech Co., Ltd | C0221A | Rinsing for tissue section |
Shaver | Shenzhen Codos Electrical Appliances Co.,Ltd. |
CP-9200 | Equipment for surgery |
Sodium citrate solution | Shanghai Beyotime Biotech Co., Ltd. | P0083 | Antigen retrieval for IF staining |