Summary

Experimentelle Modelle zur Untersuchung der Neuroprotektion der sauren Nachkonditionierung gegen zerebrale Ischämie

Published: July 31, 2017
doi:

Summary

Die saure Nachkonditionierung schützt vor der zerebralen Ischämie. Hier stellen wir zwei Modelle vor, um APC auszuführen. Sie werden jeweils durch Übertragung von kortikostriatalen Scheiben auf sauren Puffer nach Sauerstoff-Glukose-Deprivation in vitro und durch Einatmen von 20% CO 2 nach mittlerer zerebraler Arterienverschluss in vivo erreicht .

Abstract

Schlaganfall ist eine der führenden Ursachen für Sterblichkeit und Behinderung weltweit mit begrenzten therapeutischen Ansätzen. Als endogene Strategie für die Neuroprotektion haben sich die Nachkonditionierungsbehandlungen als vielversprechende Therapien gegen die zerebrale Ischämie erwiesen. Allerdings beschränken komplizierte Verfahren und potenzielle Sicherheitsfragen ihre klinische Anwendung. Um diese Nachteile zu überwinden, haben wir eine saure Nachkonditionierung (APC) als Therapie für die experimentelle fokale zerebrale Ischämie entwickelt. APC bezieht sich auf die milde Azidosebehandlung durch Einatmen von CO 2 während der Reperfusion nach Ischämie. Hier stellen wir zwei Modelle vor, um APC in vitro und in vivo auszuführen. Die Sauerstoff-Glukose-Deprivation (OGD) Behandlung von Mäusen und die kortikostriatale Okklusion und mittlere zerebrale Arterienverschluss (MCAO) von Mäusen wurden eingesetzt, um die zerebrale Ischämie nachzuahmen. APC kann einfach durch die Übertragung von Hirnschnitten auf sauren Puffer, der mit 20% CO 2 , o verschmolzen wird, erreicht werdenR durch Mäuse, die 20% CO 2 einatmen. APC zeigte signifikante Schutzwirkungen gegen die zerebrale Ischämie, wie sich aus der Gewebefähigkeit und dem Gehirninfarktvolumen widerspiegelt.

Introduction

Schlaganfall ist eine der führenden Ursachen für Sterblichkeit und Behinderung weltweit. Es wurden große Anstrengungen unternommen, um in den letzten Jahrzehnten wirksame Behandlungen für Schlaganfall zu finden. Allerdings ist die Leistung ganz unbefriedigend. Die Nachkonditionierung ist ein Prozess, der durch subtoxische Spannungen nach einer ischämischen Episode manipuliert wird. Nachkonditionierung, einschließlich ischämischer, hypoxischer, flachglukosierter und entfernter ischämischer Nachkonditionierung, lösen endogene adaptive Mechanismen aus und haben sich als vielversprechende Therapien gegen die zerebrale Ischämie 1 , 2 , 3 , 4 erwiesen. Allerdings kann die ischämische Nachkonditionierung zusätzliche Verletzungen einleiten. Die oberflächliche Ischämische Nachkonditionierung erfordert in der Regel mehrere Zyklen von 5 – 20 min Okklusion und Reperfusion an den ipsilateralen oder bilateralen Hinterbeinen 5 , 6 , 7 . ThDiese Nachkonditionierungsmanipulationen sind daher in der klinischen Praxis gefährlich oder unpraktisch. Um diese Nachteile zu überwinden, haben wir APC als Therapie für die fokale zerebrale Ischämie bei Mäusen entwickelt 8 . Induziert einfach durch Einatmen von 20% CO 2 , reduziert APC die ischämische Hirnverletzung in einer eher machbaren und sichereren Weise. Vor kurzem haben wir bewiesen, dass APC das Reperfusionsfenster erweitert und die Bedeutung von APC für die Schlaganfalltherapie hervorhebt 9 .

Hier stellen wir zwei experimentelle Modelle vor, um die Neuroprotektion von APC gegen die zerebrale Ischämie zu untersuchen. Das erste ist das Sauerstoff-Glukose-Deprivation (OGD) -Modell in Mäusen kortikostriatalen Scheiben. Schnelle Vorbereitung und Übertragung der Hirnschnitten in eine künstliche Umgebung, in der Regel künstliche Cerebrospinalflüssigkeit (ASCF), kann die Lebensfähigkeit der Zellen und die neuronale Schaltung aufrechtzuerhalten, die es ermöglicht , 10 Hirnfunktion in vitro zu studieren <Sup>, 11 . OGD in ASCF imitiert zerebrale Ischämie und induziert ischämische Verletzung 12 , 13 , 14 . Nach OGD werden die Hirnschnitten in regulärem ASCF (r-ASCF) aufgefrischt, um eine Reperfusion zu ermöglichen und dann mit APC unter Verwendung von saurer ASCF, die mit 20% CO 2 geblasen wurde, behandelt. Die kortikostriatale Scheibe behält die intakte histologische Charakterisierung im Vergleich zu primär kultivierten Zellen bei.

Um die Gehirnfunktion in vivo zu untersuchen , wird das Modell der Maus mit mittlerem zerebraler Arterienverschluss (MCAO) verwendet. Die mittlere zerebrale Arterie wird durch Einfügen eines flammunktionellen Monofilaments über die gemeinsame Carotis-Arterie blockiert. Als eines der am häufigsten verwendeten Schlaganfallmodelle zeigt das MCAO-Modell eine klinische Relevanz und die Anwendung eines Monofilaments macht es leichter, eine Reperfusion zu erreichen. Einfach durch Einatmen von normoxischem Mischgas, das 20% CO 2 nach dem Beginn der Reperfusio enthältN, APC zeigte signifikante Schutzwirkungen gegen die zerebrale Ischämie, die durch reduzierte Hirninfarktvolumina angezeigt wurde.

Protocol

Alle Experimente wurden gemäß den ethischen Richtlinien des Zhejiang University Animal Experimentation Committee genehmigt und durchgeführt und waren in Übereinstimmung mit den National Institutes of Health Guide für die Pflege und Verwendung von Labortieren. Es wurden Anstrengungen unternommen, um Schmerzen oder Unannehmlichkeiten zu minimieren, und die minimale Anzahl von Tieren wurde verwendet. 1. OGD von kortikostriatischen Scheiben Lösungsvorbereitung: …

Representative Results

In dem oben beschriebenen corticostriatalen Scheibenmodell wurde die Lebensdauer der corticostriatalen Scheibe durch TTC-Test bei 1 h nach der Reperfusion quantifiziert. Die TTC-Umwandlung wurde durch Normalisierung der Absorption bei 490 nm an die Kontrollscheibe berechnet. Nach der TTC-Umwandlung, APC geschützt gegen OGD-induzierte Reperfusionsverletzung in einem Einsetzzeit und Dauer-abhängig Weise. Im Detail haben sowohl 1 als auch 3 min der Azidose-Behandlung die Lebensfähigkeit …

Discussion

Hier stellen wir zwei experimentelle Modelle vor, um die Neuroprotektion von APC gegen die zerebrale Ischämie zu untersuchen. In Hirnschnitten wird APC durch Inkubieren von Mäusen kortikostriatalen Scheiben in sauren Puffer, der mit 20% CO 2 nach dem Reperfusionsbeginn geblasen wurde, erreicht, während im MCAO-Modell APC durch Einatmen von 20% CO 2 zu Mäusen nach Reperfusion erreicht wird. Beide Modelle spiegeln die Neuroprotektion von APC gegen die zerebrale Ischämie wider. Der Schutz war ver…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde von der Nationalen Naturwissenschaftlichen Stiftung von China (81573406, 81373393, 81273506, 81221003, 81473186 und 81402907), Zhejiang Provincial Natural Science Foundation (LR15H310001) und dem Programm für Zhejiang Leading Team von S & T Innovation Team (2011R50014) finanziert.

Materials

Sodium chloride Sigma S5886
Potassium chloride Sigma P5405
Potassium phosphate monobasic Sigma P9791
Magnesium sulfate Sigma M2643
Sodium bicarbonate Sigma S5761
Calcium chloride dihydrate Sigma C5080
D-(+)-Glucose Sigma G7021
Vibratome Leica VT1000 S
2,3,5-triphenyltetrazolium hydrochloride Sigma T8877
Absolute Ethanol Aladdin Industrial Corporation E111993
Dimethyl sulfoxide Sigma D8418
Laser Doppler Flowmetry Moor Instruments Ltd Model Moor VMS-LDF2
Diethyl ether anhydrous Sinopharm Chemical Reagent Corporation 80059618
Trichloroacetaldehycle hydrate Sinopharm Chemical Reagent Corporation 30037517
10% Formalin Aladdin Industrial Corporation F111936
24-well plates Jet Biofil TCP-010-024

Referenzen

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Diesen Artikel zitieren
Zheng, Y., Shen, Z., Wu, X., Jiang, L., Hu, W., Chen, Z., Zhang, X. Experimental Models to Study the Neuroprotection of Acidic Postconditioning Against Cerebral Ischemia. J. Vis. Exp. (125), e55931, doi:10.3791/55931 (2017).

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