虚血および蘇生中の脳イメージングおよび脳生理学的モニタリングのためのマウス心停止モデル
Summary
このプロトコルは蘇生のための胸の圧迫を要求しない窒息の心停止の独特なマウス モデルを示す。このモデルは、心停止および蘇生中の脳生理学のダイナミクスをモニタリングおよびイメージングするのに役立ちます。
Abstract
ほとんどの心停止(CA)生存者は、さまざまな程度の神経学的欠損を経験します。CA誘発性脳損傷のメカニズムを理解し、効果的な治療法を開発するためには、実験的なCA研究が不可欠です。この目的のために、いくつかのマウスCAモデルが確立されています。これらのモデルのほとんどは、心肺蘇生法(CPR)のための胸骨圧迫を行うために、マウスを仰臥位に置きます。しかし、この蘇生手順では、CAおよび蘇生中の脳生理学のリアルタイムイメージング/モニタリングが困難になります。そのような重要な知識を得るために、本プロトコルは、胸骨圧迫CPRステップを必要としないマウス仮死CAモデルを提示する。このモデルにより、CA前のベースラインからCA後の早期再灌流までの血流、血管構造、電位、および脳組織酸素の動的変化を研究できます。重要なのは、このモデルが老齢マウスに適用されることです。したがって、このマウスCAモデルは、CAが脳生理に及ぼす影響を読み解くための重要なツールとなることが期待されます。
Introduction
心停止(CA)は依然として世界的な公衆衛生上の危機です1。米国だけでも、年間356,000件以上の院外および290,000件の院内CA症例が報告されており、CAの被害者のほとんどは60歳以上です。特に、CA後の神経学的障害は生存者によく見られ、これらはCA管理にとって大きな課題となっている2,3,4,5。CA後の脳病理学的変化と神経学的転帰への影響を理解するために、さまざまな神経生理学的モニタリングおよび脳組織モニタリング技術が患者に適用されています6、7、8、9、10、11、12。近赤外分光法を用いて、CAラットのリアルタイム脳モニタリングも行われ、神経学的転帰を予測しています13。
しかし、マウスCAモデルでは、このようなイメージングアプローチは、自発循環を回復するために胸骨圧迫が必要であり、常にかなりの身体運動を伴い、したがって繊細なイメージング手順を妨げるため、複雑になっています。さらに、CAモデルは通常、マウスを仰臥位にして実施されますが、多くの脳イメージングモダリティではマウスを腹臥位にする必要があります。したがって、多くの場合、手術前の体の動きを最小限に抑えたマウスモデルが、CA手術前から蘇生後までのCA手術全体を通して脳のリアルタイムイメージング/モニタリングを行うために必要です。
以前、Zhangらは、脳イメージングに有用である可能性のあるマウスCAモデルを報告した14。彼らのモデルでは、CAはベクロニウムとエスモロールのボーラス注射とそれに続く人工呼吸器の停止によって誘発されました。彼らは、CAの5分後、蘇生混合物を注入することによって蘇生が達成できることを示しました。しかし、注目すべきことに、彼らのモデルでは、エスモロール注射の約10秒後にのみ循環停止が起こりました。.したがって、このモデルは、逮捕前の期間中の高炭酸ガス血症や組織低酸素症など、患者の窒息誘発性CAの進行を再現していません。
現在の外科的処置の全体的な目標は、マウスの臨床的窒息CAをモデル化し、その後、胸骨圧迫を伴わない蘇生を行うことです。したがって、このCAモデルは、マウスの脳生理学を研究するための複雑なイメージング技術の使用を可能にする15。
Protocol
Representative Results
Discussion
実験的CA研究では、窒息、塩化カリウム注射、または電流由来の心室細動がCA16、17、18、19、20、21、22、23を誘発するために使用されています。通常、これらのCAモデル、特にマウスでは蘇生にC…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者は、編集サポートしてくれたキャシー・ゲージに感謝します。この研究は、デューク大学医療センター麻酔科、米国心臓協会の助成金(18CSA34080277)、および米国国立衛生研究所(NIH)の助成金(NS099590、HL157354、NS117973、およびNS127163)からの資金によって支援されました。
Materials
| Adrenalin | Par Pharmaceutical | NDC 42023-159-01 | |
| Alcohol swabs | BD | 326895 | |
| Animal Bio Amp | ADInstruments | FE232 | |
| BP transducer | ADInstruments | MLT0699 | |
| Bridge Amp | ADInstruments | FE117 | |
| Heparin sodium injection, USP | Fresenius Kabi | NDC 63323-540-05 | |
| Isoflurane | Covetrus | NDC 11695-6777-2 | |
| Laser Doppler perfusion monitor | Moor Instruments | moorVMS-LDF1 | |
| Laser speckle imaging system | RWD | RFLSI III | |
| Lubricant eye ointment | Bausch + Lomb | 339081 | |
| Micro clip | Roboz | RS-5431 | |
| Mouse rectal probe | Physitemp | RET-3 | |
| Needle electrode | ADInstruments | MLA1213 | 29 Ga, 1.5 mm socket |
| Nitrogen | Airgas | UN1066 | |
| Optic plastic fibre | Moor Instruments | POF500 | |
| Otoscope | Welchallyn | 728 | 2.5 mm Speculum |
| Oxygen | Airgas | UN1072 | |
| PE-10 tubing | BD | 427401 | Polyethylene tubing |
| Povidone-iodine | CVS | 955338 | |
| PowerLab 8/35 | ADInstruments | ||
| Rimadyl (carprofen) | Zoetis | 6100701 | Injectable 50 mg/ml |
| Small animal ventilator | Kent Scientific | RoVent Jr. | |
| Temperature controller | Physitemp | TCAT-2DF | |
| Triple antibioric & pain relief | CVS | NDC 59770-823-56 | |
| Vaporizer | RWD | R583S | |
| 0.25% bupivacaine | Hospira | NDC 0409-1159-18 | |
| 0.9% sodium chroride | ICU Medical | NDC 0990-7983-03 | |
| 1 mL plastic syringe | BD | 309659 | |
| 4-0 silk suture | Look | SP116 | Black braided silk |
| 6-0 nylon suture | Ethilon | 1698G | |
| 8.4% sodium bicarbonate Inj., USP | Hospira | NDC 0409-6625-02 | |
| 20 G IV catheter | BD | 381534 | 20GA 1.6 IN |
| 30 G PrecisionGlide needle | BD | 305106 | 30 G X 1/2 |
References
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