Summary

Eine modifizierte Modellpräparation für die Reperfusion des Verschlusses der mittleren Hirnarterie

Published: May 31, 2024
doi:

Summary

Dieses Protokoll beschreibt den Prozess der Vorbereitung auf die Reperfusion des Verschlusses der mittleren Hirnarterie über die Arteria carotis communis.

Abstract

Das Modell der Reperfusion des Verschlusses der mittleren Hirnarterie (MCAO/R) ist entscheidend für das Verständnis der pathologischen Mechanismen des Schlaganfalls und für die Entwicklung von Medikamenten. Unter den häufig verwendeten Modellierungsmethoden wird die Koizumi-Methode jedoch häufig unter die Lupe genommen, da sie die Halsschlagader (CCA) ligiert und nicht in der Lage ist, eine angemessene Reperfusion zu erreichen. In ähnlicher Weise wurde die Longa-Methode dafür kritisiert, dass sie die Arteria carotis externa (ECA) trennt und ligiert. Diese Studie zielt darauf ab, eine modifizierte Modellvorbereitungsmethode einzuführen, die die Integrität der ECA bewahrt, das Einführen einer monofilen Nylonnaht durch die CCA, die Reparatur des ligierten CCA-Schnitts und die Aufrechterhaltung der Reperfusion aus der CCA beinhaltet. Die Reperfusion des Blutflusses wurde mit Hilfe der Laser-Speckle-Flow-Bildgebung bestätigt. Bewertungsmethoden wie die Longa-Skala, der Modified Neurological Severity Score, die Färbung von Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC) und die Immunfluoreszenzmarkierung von Neuronen zeigten, dass dieser Ansatz eine stabile Schädigung des ischämischen Nervs induzieren kann. Dieses modifizierte MCAO/R-Modellprotokoll ist einfach und stabil und bietet Praktikern eine wertvolle Orientierungshilfe auf dem Gebiet der zerebralen Ischämie.

Introduction

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation ist der Schlaganfall in den letzten zehn Jahren die zweithäufigste Todesursache weltweit geblieben, mit einer hohen Inzidenzrate, einer hohen Sterblichkeit und einer hohen Behinderungsrate 1,2. Mit der Alterung der Weltbevölkerung wird erwartet, dass die Inzidenz von Schlaganfällen in den Entwicklungsländern zunehmen wird und möglicherweise zur Hauptursache für vorzeitigen Tod und Behinderung bei Erwachsenen wird. Darüber hinaus gibt es einen Trend, dass Schlaganfälle in einem jüngeren Alter auftreten3 Jahre. Auch der Verlust der Erwerbsbevölkerung nach einem Schlaganfall stellt eine schwere Belastung für Familien und die Gesellschaftdar 4. Daher stellt die Entwicklung sicherer und wirksamer Therapien eine große Herausforderung in der Schlaganfallforschung dar.

Tiermodelle dienen als wichtige Werkzeuge für die Untersuchung der Prävention und Behandlung menschlicher Krankheiten. Die erfolgreiche Umsetzung von Schlaganfallbehandlungsstrategien hängt von der Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit von Schlaganfall-Tiermodellen ab 5,6. Die mittlere Hirnarterie (MCA) ist eine häufige Stelle für klinische Schlaganfälle, was das MCAO-Modell zum Modell macht, das dem menschlichen ischämischen Schlaganfall am nächsten kommt. Das MCAO-Modell, das mit der Nahtmethode hergestellt wurde, wurde von Forschern aufgrund von Vorteilen wie dem Fehlen eines Kraniotomie und der einfachen Kontrolle der ischämischen Zeit bevorzugt. Es wurde in über 40 % der neuroprotektiven Experimente eingesetzt7. Trotz seiner zahlreichen Vorteile bleiben die operationellen Details dieses Modells für viele Forscher ein umstrittenes Thema.

Beim Modell des nahtinduzierten Verschlusses der mittleren Hirnarterie (MCAO) erfolgt die Reperfusion durch Zurückziehen der Naht. Derzeit werden zwei Hauptmethoden für das Einführen von Nähten verwendet: Koizumis Methode8 und die Methode9 von Longa. Bei der Koizumi-Methode tritt die Naht hauptsächlich durch den Schnitt der Arteria carotis communis (CCA) in die Arteria carotis interna (ICA) ein, während sie bei der Longa-Methode durch die durchtrennte Arteria carotis externa (ECA) in die ICA gelangt. Während der Reperfusion erfordert die Koizumi-Methode eine dauerhafte Ligatur der CCA-Inzision und stützt sich für die Reperfusion auf den Willis-Kreis10. Einige Studien deuten jedoch darauf hin, dass eine effektive Reperfusion nicht allein durch die kompensatorische Versorgung des Willis-Kreises nach Verlust der CCA-Versorgung erreicht werden kann. Darüber hinaus weist der Willis-Kreis eine hohe anatomische Variabilität auf, insbesondere bei C57Bl/6-Mäusen, was die Infarktvariabilität erhöht und die Zuverlässigkeit der experimentellen Daten verringert. Infolgedessen wurde diese Methode von Forschern zunehmend in Frage gestellt11.

Bei der Longa-Methode wird eine Naht durch die durchtrennte ECA eingeführt und dann die Arteria carotis interna (ICA) dauerhaft ligiert, sobald die Naht gezogen wird. Dadurch bleibt die CCA-Durchgängigkeit erhalten und eine Blutperfusion von bis zu 100 % der Ausgangswerte möglich. Bei dieser Methode müssen jedoch die Arteria carotis externa und die kleinen arteriellen Äste getrennt, abgeschnitten oder elektrokoaguliert werden, was den Eingriff zu einer Herausforderung macht. Es stört auch die gesamte Blutflussstruktur des Gehirns, die sich vom klinischen Zustand des Patienten unterscheidet12. Wichtig ist, dass Studien darauf hinweisen, dass das Schneiden oder Ligatieren der ECA ischämische Läsionen in den Muskeln verursachen kann, die das Kauen und Schlucken steuern, die Ernährung der Tiere beeinträchtigen und bei Ratten zum postoperativen Tod der Tiere und zu schweren sensorischen und motorischen Schäden führenkönnen 13,14.

Daher ist eine modifizierte Modellvorbereitungsmethode dringend erforderlich, um diese Probleme zu lösen. In dieser Studie wird eine modifizierte MCAO-Modellierungsmethode vorgestellt, die den CCA-Insertionsschnitt repariert und eine effektive Reperfusion erzielt. Das Verfahren ist einfach, praktisch und durchführbar, führt zu erheblichen neurologischen Schäden und replizierbaren Infarktläsionen und bietet Schlaganfallforschern eine wertvolle Orientierungshilfe.

Protocol

Das Versuchsprotokoll wurde in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Ausschusses für die Verwendung von Labortieren und des institutionellen Tierpflege- und -verwendungsausschusses an der Universität für Traditionelle Chinesische Medizin in Chengdu (Aktenzeichen: 2019-DL-002) durchgeführt. Alle Tierforschungsdaten wurden nach den ARRIVE-Richtlinien (Animal Research: Reporting In Vivo Experiments) dokumentiert. Für diese Studie wurden männliche Sprague Dawley (SD) Ratten mit einem Gewicht von 250 g ± 20…

Representative Results

Die Laser-Speckle-Flow-Bildgebung zeigte, dass vor dem Verschluss der monofilen Nylonnaht ein reichlicher Blutfluss im Bereich der mittleren Hirnarterie (MCA) vorhanden war, und die Ausgangswerte des Blutflusses der Ratten wurden aufgezeichnet. Nach dem Verschluss des MCA nahm der Blutflusswert auf der ischämischen Seite des Gehirns rapide ab. Vor dem Ziehen der Naht wurden die Blutflusswerte auf der ischämischen Seite erneut überprüft, um zu bestätigen, ob die Naht das MCA verschließt. Die Ergebnisse zeigten nur e…

Discussion

Das Modell des Verschlusses der mittleren Hirnarterie (MCAO), das durch eine monofile Nylonnaht induziert wird, ist die gebräuchlichste Methode zur Vorbereitung von MCAO-Modellen. Dieser Ansatz wird in präklinischen Studien häufig übernommen und hat aufgrund seiner Einfachheit, der fehlenden Notwendigkeit einer Kraniotomie, des minimalen chirurgischen Traumas und der Fähigkeit, eine Reperfusion zu erreichen, von vielen Praktikern Anerkennung gefunden.

Es gibt zwei klassische Operationstec…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde unterstützt von der National Natural Science Foundation of China (82173781 und 82373835), dem Postdoktoranden-Forschungsprojekt (BKS212055), dem Science and Technology Innovation Project des Foshan Science and Technology Bureau (2320001007331), der Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation (2019A1515010806), Key Field Projects (Intelligent Manufacturing) der General Universities in der Provinz Guangdong (2020ZDZX2057) und den Scientific Research Projects (Charakteristische Innovation) der General Universitäten in der Provinz Guangdong (2019KTSCX195).

Materials

Animal anesthesia system Rayward Life Technology Co., Ltd R500IE
Animal temperature maintainer Rayward Life Technology Co., Ltd 69020
Cy3 secondary antibody Wuhan Saiweier Biotechnology Co., Ltd GB21303
DAP1 antibody Wuhan Saiweier Biotechnology Co., Ltd G1012
DCX antibody Wuhan Saiweier Biotechnology Co., Ltd GB13434
Goat serum Beyotime Biotechnology Co., LTD C0265
GraphPad Prism GraphPad Software GraphPad Prism 8.0
ImageJ National Institutes of Health ImageJ software
Isofluran Rayward Life Technology Co., Ltd R510-22
Laser speckle blood flow imaging system Rayward Life Technology Co., Ltd PeriCam PSI NR
MAP-2 antibody Wuhan Saiweier Biotechnology Co., Ltd GB11128
Miniature hand-held skull drill Rayward Life Technology Co., Ltd 87001
monofilament suture Rayward Life Technology Co., Ltd 250-280g
NeuN antibody Wuhan Saiweier Biotechnology Co., Ltd GB11138
OCT embedding agent BIOSHARP BL557A
Penicillin sodium Chengdu Kelong Chemical Co., Ltd. 17121709-2
Quick Antigen Retrieval Solution for Frozen Sections Beyotime Biotechnology Co., LTD P0090
SD rats SPF ( Beijing ) Biotechnology Co.,Ltd. 250-280g
Triton X-100 Beyotime Biotechnology Co., LTD ST795
TTC Chengdu Kelong Chemical Co., Ltd. 2019030101

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Diesen Artikel zitieren
Ma, R., Yang, H., Liang, J., Lu, D., Xie, Q., Zeng, X., Guo, J. A Modified Model Preparation for Middle Cerebral Artery Occlusion Reperfusion. J. Vis. Exp. (207), e67060, doi:10.3791/67060 (2024).

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