ここでは、C57BL/6Jマウスの経頭蓋電気凝固術による遠位中大脳動脈閉塞(dMCAO)モデルを確立し、その後の神経学的行動と組織病理学的特徴を評価するためのプロトコルを提示します。
虚血性脳卒中は、世界中の成人人口の死亡と機能障害の主な原因であり続けています。虚血性脳卒中患者のうち、最適な時間枠内で血管内血栓溶解療法または機械的血栓摘出術を受ける資格があるのはごくわずかです。これらの脳卒中生存者のうち、約3分の2が長期間にわたって神経機能障害に苦しんでいます。安定性と再現性のある実験的虚血性脳卒中モデルを確立することは、虚血性脳卒中の病態生理学的メカニズムをさらに調査し、効果的な治療戦略を開発するために非常に重要です。中大脳動脈 (MCA) は、ヒトの虚血性脳卒中の主な位置を表しており、MCA 閉塞は限局性脳虚血の頻繁に使用されるモデルとして機能します。このプロトコルでは、C57BL/6 マウスの経頭蓋電気凝固術による遠位 MCA 閉塞 (dMCAO) モデルを確立する方法論について説明します。閉塞部位はMCAの皮質枝に位置しているため、このモデルは皮質に限定された中等度の梗塞病変を生成します。神経学的、行動学的、および組織病理学的特性評価は、このモデルで目に見える運動機能障害、ニューロン変性、およびミクログリアとアストロサイトの顕著な活性化を示しています。したがって、このdMCAOマウスモデルは、虚血脳卒中と普及の価値を調査するための貴重なツールを提供します。
脳卒中は、障害の発生率と死亡率が高いことを特徴とする一般的な急性脳血管疾患です1。すべての脳卒中症例のうち、80%近くが虚血性脳卒中2に属しています。これまで、静脈内血栓溶解療法は、急性虚血性脳卒中の治療のための限られた数の生産的なアプローチの1つであり続けています。しかし、血栓溶解療法の有効性は、有効期間が狭いことと出血性形質転換の発生によって制限されます3。虚血性脳卒中後の長期リハビリテーション段階では、かなりの数の患者が持続的な神経機能障害を経験する可能性があります4。虚血性脳卒中の根底にある病態生理学的メカニズムを解明し、虚血性脳卒中を標的とした新しい治療戦略の開発を促進するためには、さらなる研究が急務です。虚血性脳卒中の信頼性と再現性のあるモデルの確立は、虚血性脳卒中の基礎研究だけでなく、その後のトランスレーショナル研究にとっても重要です。
1981年、田村らは、中大脳動脈(MCA)の近位部位における経頭蓋電気凝固術を用いて、限局性脳虚血モデルを開発しました5。それ以来、多くの研究者が、ライゲーション、圧迫、クリッピングなどのさまざまな方法論を利用して、遠位MCA閉塞(dMCAO)を誘発し、一過性または永久的な虚血性脳卒中モデルを確立してきました6,7,8。フィラメントモデルと比較して、dMCAOモデルは、梗塞サイズの縮小や生存率の向上などの顕著な利点を示し、虚血性脳卒中9後の長期的な機能回復の研究に適しています。さらに、dMCAOモデルは、フィラメントモデルと比較して高齢のげっ歯類の生存率を示しており、高齢者および併存動物モデル10の虚血性脳卒中を調査するための有利なツールとなっています。光血栓性(PT)脳卒中モデルは、外科的侵襲性が低く、死亡率が有意に低いという特性を持っていることが実証されています。しかし、PTモデルはdMCAOモデルと比較して、細胞壊死および組織浮腫の度合いが高く、側副循環が存在しない11。さらに、PTモデルで観察された虚血性病変は、主に微小血管閉塞から生じ、dMCAOモデル12の大血管塞栓症によって誘発される脳虚血とは大きく異なることは注目に値します。
この論文では、小骨窓開頭術を介して遠位MCAを凝固させることにより、マウスdMCAOモデルを誘導する方法論を紹介します。さらに、この実験モデルにおける虚血性傷害と脳卒中の転帰を包括的に特徴付けるために、組織学的検査と行動評価を実施しました。私たちは、研究者にこのモデルを知ってもらい、虚血性脳卒中の病理学的メカニズムに関するさらなる研究を促進することを目指しています。
開頭術電気凝固dMCAOモデルの現在のプロトコルでは、外科的処置は最小限の侵襲性で行われ、側頭筋の一部のみが分離され、咀嚼機能への悪影響を軽減します。マウスはすべて処置後、順調に回復し、摂食困難の事例は観察されませんでした。MCAはマウスの側頭骨で容易に識別できるため、適切な開頭術の位置を正確に特定することが容易になります。このdMCAOモデル誘発性虚血性病変は、皮…
The authors have nothing to disclose.
この研究は、湖北省自然科学財団からの助成金(2022CFC057)の支援を受けました。
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 |