概要

Induction de l’AVC ischémique aigu chez la souris à l’aide de la technique d’occlusion de l’artère moyenne distale

Published: December 15, 2023
doi:

概要

Ici, nous présentons un protocole pour établir un modèle distal d’occlusion de l’artère cérébrale moyenne (dMCAO) par électrocoagulation transcrânienne chez les souris C57BL/6J et évaluons le comportement neurologique et les caractéristiques histopathologiques ultérieurs.

Abstract

L’AVC ischémique reste la principale cause de mortalité et de déficience fonctionnelle parmi les populations adultes à l’échelle mondiale. Seule une minorité de patients victimes d’un AVC ischémique sont éligibles pour recevoir une thrombolyse intravasculaire ou une thrombectomie mécanique dans la fenêtre de temps optimale. Parmi ces survivants d’AVC, environ deux tiers souffrent de dysfonctionnements neurologiques sur une période prolongée. L’établissement d’un modèle expérimental stable et reproductible de l’AVC ischémique est extrêmement important pour approfondir l’étude des mécanismes physiopathologiques et développer des stratégies thérapeutiques efficaces pour l’AVC ischémique. L’artère cérébrale moyenne (ACM) représente l’emplacement prédominant de l’AVC ischémique chez l’homme, l’occlusion de l’ACM servant de modèle fréquemment utilisé de l’ischémie cérébrale focale. Dans ce protocole, nous décrivons la méthodologie d’établissement du modèle d’occlusion distale de MCA (dMCAO) par électrocoagulation transcrânienne chez les souris C57BL/6. Étant donné que le site d’occlusion est situé au niveau de la branche corticale de l’ACM, ce modèle génère une lésion infarctus modérée limitée au cortex. La caractérisation neurologique, comportementale et histopathologique a mis en évidence un dysfonctionnement moteur visible, une dégénérescence neuronale et une activation prononcée de la microglie et des astrocytes dans ce modèle. Ainsi, ce modèle de souris dMCAO fournit un outil précieux pour étudier l’ischémie, l’AVC et la valeur de la popularisation.

Introduction

L’accident vasculaire cérébral est une maladie cérébrovasculaire aiguë fréquente caractérisée par une incidence élevée d’invalidité et de mortalité1. Sur l’ensemble des cas d’AVC, près de 80 % appartiennent à l’AVC ischémique2. Jusqu’à présent, la thrombolyse intraveineuse reste l’une des rares approches productives pour le traitement de l’AVC ischémique aigu. Cependant, l’efficacité du traitement thrombolytique est limitée par la fenêtre temporelle efficace étroite et la survenue d’une transformation hémorragique3. Dans la phase de rééducation à long terme après un AVC ischémique, un nombre considérable de patients sont susceptibles de présenter des dysfonctionnements neurologiques durables4. Des recherches plus approfondies sont nécessaires de toute urgence pour démêler les mécanismes physiopathologiques sous-jacents de l’AVC ischémique, ainsi que pour faciliter le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant l’AVC ischémique. L’établissement d’un modèle fiable et reproductible de l’AVC ischémique est crucial pour la recherche fondamentale ainsi que pour la recherche translationnelle ultérieure dans le domaine de l’AVC ischémique.

En 1981, Tamura et al. ont développé un modèle d’ischémie cérébrale focale en utilisant l’électrocoagulation transcrânienne au site proximal de l’artère cérébrale moyenne (ACM)5. Depuis lors, de nombreux chercheurs ont utilisé diverses méthodologies telles que la ligature, la compression ou le clipping pour induire une occlusion distale de MCA (dMCAO) pour établir des modèles d’AVC ischémique transitoire ou permanent 6,7,8. Par rapport au modèle de filament, le modèle dMCAO présente des avantages notables tels qu’une taille d’infarctus plus petite et un taux de survie plus élevé, ce qui le rend plus adapté à l’étude de la récupération fonctionnelle à long terme après un AVC ischémique9. De plus, le modèle dMCAO démontre un taux de survie plus élevé chez les rongeurs âgés par rapport au modèle à filament, ce qui en fait un outil avantageux pour l’étude de l’AVC ischémique chez les personnes âgées et les modèles animaux comorbides10. Il a été démontré que le modèle d’AVC photothrombotique (PT) possède les caractéristiques d’une intervention chirurgicale moins invasive et d’un taux de mortalité significativement faible. Cependant, le modèle PT présente un degré plus élevé de nécrose cellulaire et d’œdème tissulaire par rapport au modèle dMCAO, conduisant à l’absence de circulation collatérale11. De plus, il convient de noter que les lésions ischémiques observées dans le modèle PT résultent principalement d’une occlusion microvasculaire, qui diffère considérablement de l’ischémie cérébrale induite par l’embolie des gros vaisseaux dans le modèle dMCAO12.

Dans cet article, nous présentons la méthodologie permettant d’induire le modèle murin dMCAO en coagulant le MCA distal via une craniotomie à fenêtre osseuse. De plus, nous avons effectué des examens histologiques et des évaluations comportementales pour caractériser de manière exhaustive les agressions ischémiques et les résultats des accidents vasculaires cérébraux dans ce modèle expérimental. Notre objectif est de familiariser les chercheurs avec ce modèle et de faciliter d’autres recherches sur les mécanismes pathologiques de l’AVC ischémique.

Protocol

Le protocole expérimental a été approuvé par le Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de l’Université de Jianghan et a été mené conformément aux directives éthiques sur les animaux de laboratoire publiées par le Centre de contrôle des maladies de Chine. Des souris C57BL/6J mâles adultes, âgées de 10 semaines, pesant de 24 à 26 g, ont été utilisées dans ce protocole. Toutes les souris ont été logées dans un environnement contrôlé par un cycle lumière/obscurité de 12 heur…

Representative Results

Les principaux instruments utilisés pour effectuer le dMCAO sont l’ensemble d’instruments microchirurgicaux, le vaporisateur d’isoflurane et le générateur d’électrocoagulation microchirurgicale monopolaire illustré à la figure 1. La procédure expérimentale de cette étude est illustrée à la figure 2. En bref, une petite craniotomie osseuse a été utilisée pour exposer le MCA distal, qui a ensuite été coagulé pour induire une ischémie cé…

Discussion

Dans le protocole actuel du modèle dMCAO d’électrocoagulation par craniotomie, les interventions chirurgicales sont menées avec un minimum d’invasivité, dans lequel seule une partie du muscle temporal est séparée pour atténuer les effets indésirables sur la fonction masticatoire. Les souris se sont toutes bien rétablies après la procédure, sans qu’aucun cas de difficultés d’alimentation n’ait été observé. L’ACM peut être facilement discernée dans l’os temporal de la souris, facilitant ainsi…

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Cette étude a été soutenue par les subventions de la Nature Science Foundation de la province du Hubei (2022CFC057).

Materials

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

参考文献

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記事を引用
Leng, C., Li, Y., Sun, Y., Liu, W. Induction of Acute Ischemic Stroke in Mice Using the Distal Middle Artery Occlusion Technique. J. Vis. Exp. (202), e66134, doi:10.3791/66134 (2023).

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