JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
행동분석학

أسلوب انسداد الشريان الدماغي الأوسط للحث علي الاكتئاب بعد السكتة الدماغية في الفئران

Published: May 22, 2019
doi:
10.3791/58875
, , , , , , , , ,
1Department of Anesthesiology and Critical Care, Soroka University Medical Center, Faculty of Health Sciences,Ben-Gurion University of the Negev, 2Department of Neurosurgery, Soroka University Medical Center, Faculty of Health Sciences,Ben-Gurion University of the Negev, 3Department of Biophysics and Biochemistry, Faculty of Biology, Ecology, and Medicine,Oles Honchar Dnipro National University

Summary

هنا نقدم بروتوكول للحث علي الاكتئاب بعد السكتة الدماغية في الفئران عن طريق انسداد الشريان الدماغي الأوسط عن طريق الشريان السباتي الداخلي. نحن نستخدم Porsolt اختبار السباحة القسري واختبار تفضيل السكروز لتاكيد وتقييم امزجه الاكتئاب المستحث.

Abstract

الاكتئاب بعد السكتة الدماغية (PSD) هو الأكثر تكرارا من جميع المضاعفات النفسانية الناجمة عن السكتة الدماغية. اغلبيه أكبر (حوالي 60%) من جميع المرضي السكتة الدماغية تعاني من PSD, اضطراب يعتبر ان يكون السلائف السكتة الدماغية ذات الصلة لزيادة الموت وتدهور في الصحة. الفيزيولوجيا المرضية من PSD لا تزال غامضه. لدراسة اليه التنمية وحدوث مزيد من شعبه القطاع الخاص ، ولمعرفه العلاج ، حاولنا وضع بروتوكول جديد يتطلب انسداد الشريان الدماغي الأوسط (MCA) عبر الشريان السباتي الداخلي (ICA) في الفئران. يصف هذا البروتوكول نموذجا لل PSD المستحثة في الفئران من خلال انسداد الشريان الدماغي الأوسط (MCAO). تستخدم أيضا في التجربة هي Porsolt القسري اختبار السباحة واختبار تفضيل السكروز لتاكيد وتقييم المزاج الاكتئاب من الفئران تحت التحقيق. بدلا من إدخال القسطرة من خلال الشريان السباتي الخارجي (ECA) ، كما هو منصوص عليه في الاجراء الأصلي ، فان تقنيه MCAO هذه لديها الحيدة التي تمر مباشره عبر ICA. وقد وضعت هذه التقنية MCAO قبل بضع سنوات ، ويؤدي إلى انخفاض في معدل الوفاات والتقلبات. ومن المقبول عموما ان المعايير المستخدمة مفضله في اختيار النماذج البيولوجية. وتبين البيانات التي تم الحصول عليها مع هذا البروتوكول ان هذا النموذج من MCAO يمكن ان يكون وسيله للحث علي PSD في الفئران ، ويمكن ان يؤدي إلى فهم الفيزيولوجيا المرضية والتنمية في المستقبل من الادويه الجديدة وغيرها من عوامل نيوروبروتكتيف.

Introduction

السكتة الدماغية هي الرابعة علي قائمه الامراض التي ترتكب الموت في الولايات المتحدة1،2،3، في حين انها تسبب معظم الإعاقات لدي البالغين في البلدان المتقدمة4؛ هذا يجعل السكتة الدماغية المنافس الرئيسي بين القضايا الصحية الأكثر اهميه في العالم. الحياة الطبيعية في المرضي الناجيين من السكتة الدماغية نادره ، مع حوالي 15 ٪-40 ٪ من ضحايا البقاء علي قيد الحياة يعانون من العجز الدائم ، 20 ٪ تتطلب الرعاية المؤسسية 3 أشهر بعد بداية السكتة الدماغية5، وحوالي ثلث الناجيين 6 أشهر الذين يحتاجون إلى الآخرين لمساعدههم من خلال كل يوم6. وتفيد التقارير بان السكتة الدماغية تمثل أيضا ارتفاع النفقات الصحية الوطنية7. التقديرات من جمعيه القلب الامريكيه لديها التكاليف المتعلقة بالسكتة الدماغية في الولايات المتحدة في أكثر من $50,000,000,000 في 20108.

ليس فقط السكتة الدماغية تسبب الاضرار الطويلة الأجل للافراد ، ولكن بعض الناجيين يميلون إلى المعاناة من الاضطرابات العاطفية والسلوكية ، مثل الخرف ، والتعب ، والقلق ، والاكتئاب ، والهذيان ، والعدوان9،10،11 ،12،13،14. تتمه النفسانية الأكثر تكرارا بعد السكتة الدماغية هو الاكتئاب بعد السكتة الدماغية (PSD) ، تشخيص في حوالي 40 ٪-50 ٪ من الناجيين15،16،17. يؤدي الاكتئاب الناجم عن السكتة الدماغية إلى زيادة المراضه والوفاات18، 19،20،21،22. لا يعرف الفيزيولوجيا المرضية من PSD تماما ، ولكن يبدو انه ناجم عن عوامل متعددة ويرتبط بالاعاقه ، والضعف المعرفي ، وموقع آلافه23.

نموذج الفئران من الاسكيميه الدماغ البؤري ، التي انشاتها mcao ، هو النموذج الحيواني الأكثر انتشارا من السكتة الدماغية24،25،26،27. وفي إثبات التحريض علي المديرية العامة لقطاع الطرق في الجرذان عن طريق انسداد MCA عبر التحالف ، تستخدم التقنيات التي تقلل إلى ادني حد من الوفاات والتغير في نموذج MCAO28.

والهدف الرئيسي من هذا البروتوكول هو تحديد الخطوات اللازمة لحمل المديرية العامة في الفئران عن طريق انسداد MCA عبر التحالف الكتروني الخاص ، وهو نموذج معدل من MCAO ، مما يقلل من معدل الوفاات ونتيجة التغير28. وتشمل الأهداف المحددة أداء الفحوص العصبية والنسيجية (تحديد درجه الخطورة العصبية [NSS] ، وحجم منطقه الاحتشاء ، وذمه الدماغ) للتحقق من فعاليه MCAO واستخدام الاختبارات السلوكية لفحص تاثير هذا الاجراء MCAO علي تطوير الاضطرابات العاطفية ، وأساسا PSD.

Protocol

وافقت اللجنة المعنية برعاية الماشية في جامعه بن غوريون في النقب علي جميع إجراءات العلاج والاختبار المستخدمة في هذا البروتوكول. 1. اعداد الفئران للإجراءات التجريبية ملاحظه: حدد الذكور الكبار Sprague-Dawley الفئران وزنها 300-350 ز. منزل الفئران ، أربعه في …

Representative Results

كشفت النتائج النسيجية (الجدول 1) عن حجم احتشاء كبير إحصائيا كنسبه مئوية من إجمالي المخ (p < 0.0001) بعد mcao بالمقارنة مع الماشية في مجموعه السيطرة علي الشام. وذكر أيضا ان وذمه الدماغ ذات دلاله احصائيه عندما تم وضع التقييم من المجموعة التجريبية (p < 0.0003) جنبا إلى …

Discussion

واحده من الطرق التي التقنية MCAO المقدمة هنا يمكن ان تعتبر أكثر أمانا من نموذج MCAO الأصلي ويتضح من حقيقة ان اللجنة الاقتصادية لافريقيا وفروعها ، بما في ذلك الشريان القذالي ، محطه اللغة ، والشريان الفكي العلوي ، لا تتعرض للخطر عندما انسداد ال [MCA] عن طريق ال [أيكا]. أزاحه نموذج MCAO الأصلي للجنة ال?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

نشكر البروفيسور أولينا سفيافنوفسكا من قسم علم وظائف الأعضاء ، كليه البيولوجيا والإيكولوجيا والطب ، جامعه يول هوتشار دنيبرو ، دنيبرو ، أوكرانيا علي دعمها وإسهاماتها المفيدة في مناقشاتنا. البيانات التي تم الحصول عليها هي جزء من اطروحه دكتوراه R.K..

Materials

Absorbent pad – – –
Black lusterless perspex box – – (120 cm × 60 cm × 60 cm), divided into a 25% central zone and the surrounding border zone
Bottles Techniplast ACBT0262SU 150 ml bottles filled with 100 ml of water and 100 ml 1%(w/v) sucrose solution
Electric Shock Heat System Ultasonic Inc. – –
Horizon-XL Mennen Medical Ltd
Imaging System Kodak – For imaging and quantification
Monofilament – – –
Paper towels Pharmacy – Dry towels used for keeping rats dry after immersing them in water
Pexiglass cylinder – – a 100 cm tall and 40 cm in diameter cylinder used for carrying out the forced swim test
Purina Chow Purina 5001 Rodent laboratory chow given to rats, mice and hamster is a life-cycle nutrition that has been used in biomedical researc for over 5 decades. Provided to rats ad libitum in this experiment
Rat Cages Techniplast 2000P Conventional housing for rodents. Was used for housing rats throughout the experiment
Scanner  Canon CanoScan 4200F –
Video Camera ETHO-VISION (Noldus) – Digital video camera for high definition recording of rat behavior under open field test
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Miniño, A. M., Murphy, S. L., Xu, J., Kochanek, K. D. Deaths: final data for 2008. National Vital Statistics Reports. 59 (10), 1-126 (2011).
  2. Roger, V. L., et al. Executive summary: Heart disease and stroke statistics-2012 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 125 (1), 188-197 (2012).
  3. Towfighi, A., Saver, J. L. Stroke declines from third to fourth leading cause of death in the United States: Historical perspective and challenges ahead. Stroke. 42 (8), 2351-2355 (2011).
  4. Guo, J. M., Liu, A. J., Su, D. F. Genetics of stroke. Acta Pharmacologica Sinica. 31 (9), 1055-1064 (2010).
  5. Lloyd-Jones, D., et al. Heart disease and stroke statistics – 2010 update: A report from the American Heart Association. Circulation. 121 (7), e46-e215 (2010).
  6. Warlow, C. P. Epidemiology of stroke. Lancet. 352 (Suppl 3), SIII1-SIII4 (1998).
  7. Demaerschalk, B. M., Hwang, H. M., Leung, G. US cost burden of ischemic stroke: A systematic literature review. The American Journal of Managed Care. 16 (7), 525-533 (2010).
  8. Heidenreich, P. A., et al. Forecasting the future of cardiovascular disease in the United States: A policy statement from the American Heart Association. Circulation. 123 (8), 933-944 (2011).
  9. de Groot, M. H., Phillips, S. J., Eskes, G. A. Fatigue associated with stroke and other neurologic conditions: Implications for stroke rehabilitation. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (11), 1714-1720 (2003).
  10. Kim, J., Choi, S., Kwon, S. U., Seo, Y. S. Inability to control anger or aggression after stroke. Neurology. 58 (7), 1106-1108 (2002).
  11. Leys, D., Hénon, H., Mackowiak-Cordollani, M. S., Pasquier, F. Poststroke dementia. Lancet Neurology. 4 (11), 752-759 (2005).
  12. McManus, J., Pathansali, R., Stewart, R., Macdonald, A., Jackson, S. Delirium post-stroke. Age and Ageing. 36 (6), 613-618 (2007).
  13. Robinson, R. G. Poststroke depression: Prevalence, diagnosis, treatment, and disease progression. Biological Psychiatry. 54 (3), 376-387 (2003).
  14. Tang, W., et al. Emotional incontinence and executive function in ischemic stroke: A case-controlled study. Journal of the International Neuropsychological Society. 15 (1), 62-68 (2010).
  15. Astrom, M., Adolfsson, R., Asplund, K. Major depression in stroke patients: A 3-year longitudinal study. Stroke. 24 (7), 976-982 (1993).
  16. Eastwood, M. R., Rifat, S. L., Nobbs, H., Ruderman, J. Mood disorder following cerebrovascular accident. The British Journal of Psychiatry. 154, 195-200 (1989).
  17. Robinson, R. G., Bolduc, P. L., Price, T. R. Two-year longitudinal study of poststroke mood disorders: Diagnosis and outcome at one and two years. Stroke. 18 (5), 837-843 (1987).
  18. Kauhanen, M., et al. Poststroke depression correlates with cognitive impairment and neurological deficits. Stroke. 30 (9), 1875-1880 (1999).
  19. Morris, P. L., Robinson, R. G., Andrzejewski, P., Samuels, J., Price, T. R. Association of depression with 10-year poststroke mortality. The American Journal of Psychiatry. 150 (1), 124-129 (1993).
  20. Paolucci, S., et al. Post-stroke depression, antidepressant treatment and rehabilitation results. A case-control study. Cerebrovascular Diseases. 12 (3), 264-271 (2001).
  21. Schwartz, J. A., et al. Depression in stroke rehabilitation. Biological Psychiatry. 33 (10), 694-699 (1993).
  22. Williams, L. S., Ghose, S. S., Swindle, R. W. Depression and other mental health diagnoses increase mortality risk after ischemic stroke. The American Journal of Psychiatry. 161 (6), 1090-1095 (2004).
  23. Whyte, E., Mulsant, B. Post-stroke depression: Epidemiology, pathophysiology, and biological treatment. Biological Psychiatry. 52, 253-264 (2002).
  24. Belayev, L., Alonso, O. F., Busto, R., Zhao, W., Ginsberg, M. D. Middle cerebral artery occlusion in the rat by intraluminal suture. Neurological and pathological evaluation of an improved model. Stroke. 27 (9), 1616-1623 (1996).
  25. Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20 (1), 84-91 (1989).
  26. Spratt, N. J., et al. Modification of the method of thread manufacture improves stroke induction rate and reduces mortality after thread-occlusion of the middle cerebral artery in young or aged rats. Journal of Neuroscience Methods. 155 (2), 285-290 (2006).
  27. Yu, F., Sugawara, T., Chan, P. H. Treatment with dihydroethidium reduces infarct size after transient focal cerebral ischemia in mice. Brain Research. 978 (1-2), 223-227 (2003).
  28. Boyko, M., et al. An experimental model of focal ischemia using an internal carotid artery approach. Journal of Neuroscience Methods. 193 (2), 246-253 (2010).
  29. McGarry, B. L., Jokivarsi, K. T., Knight, M. J., Grohn, O. H. J., Kauppinen, R. A. A Magnetic Resonance Imaging Protocol for Stroke Onset Time Estimation in Permanent Cerebral Ischemia. Journal of Visualized Experiments. (127), e55277 (2017).
  30. Uluç, K., Miranpuri, A., Kujoth, G. C., Aktüre, E., Başkaya, M. K. Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat. Journal of Visualized Experiments. (48), e1978 (2011).
  31. Boyko, M., et al. Morphological and neurobehavioral parallels in the rat model of stroke. Behavioural Brain Research. 223 (1), 17-23 (2011).
  32. Menzies, S. A., Hoff, J. T., Betz, A. L. Middle cerebral artery occlusion in rats: a neurological and pathological evaluation of a reproducible model. Neurosurgery. 31 (1), 100-107 (1992).
  33. Boyko, M., et al. Cell-free DNA – A marker to predict ischemic brain damage in a rat stroke experimental model. Journal of Neurosurgical Anesthesiology. 23 (2), 222-228 (2011).
  34. Zheng, Y., et al. Experimental Models to Study the Neuroprotection of Acidic Postconditioning Against Cerebral Ischemia. Journal of Visualized Experiments. 125 (125), e55931 (2017).
  35. Poinsatte, K., et al. Quantification of neurovascular protection following repetitive hypoxic preconditioning and transient middle cerebral artery occlusion in mice. Journal of Visualized Experiments. (99), e52675 (2015).
  36. . ImageJ Available from: https://imagej.nih.gov/ij/ (2018)
  37. Liu, S., Zhen, G., Meloni, B. P., Campbell, K., Winn, H. R. Rodent stroke model guidelines for preclinical stroke trials. Journal of Experimental Stroke & Translational Medicine. 2 (2), 227 (2009).
  38. Boyko, M., et al. Pyruvate’s blood glutamate scavenging activity contributes to the spectrum of its neuroprotective mechanisms in a rat model of stroke. European Journal of Neuroscience. 34 (9), 1432-1441 (2011).
  39. Kaplan, B., et al. Temporal thresholds for neocortical infarction in rats subjected to reversible focal cerebral ischemia. Stroke. 22 (8), 1032-1039 (1991).
  40. Zeldetz, V., et al. A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats. Journal of Visualized Experiments. (132), e57137 (2018).
  41. American Psychiatric Association. . Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition. , (2000).
  42. Boyko, M., et al. Establishment of an animal model of depression contagion. Behavioural Brain Research. 281, 358-363 (2015).
  43. Porsolt, R. D., Anton, G., Blavet, N., Jalfre, M. Behavioral despair in rats: a new model sensitive to antidepressant treatments. European Journal of Pharmacology. 47 (4), 379-391 (1978).
  44. Boyko, M., et al. The neuro-behavioral profile in rats after subarachnoid hemorrhage. Brain Research. 1491, 109-116 (2013).
  45. Ifergane, G., et al. Biological and Behavioral Patterns of Post-Stroke Depression in Rats. Canadian Journal of Neurological Sciences. 45 (4), 451-461 (2018).
  46. Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20 (1), 84-91 (1989).
  47. Dittmar, M., Spruss, T., Schuierer, G., Horn, M. External carotid artery territory ischemia impairs outcome in the endovascular filament model of middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke. 34 (9), 2252-2257 (2003).
  48. Ryan, C. L., et al. An improved post-operative care protocol allows detection of long-term functional deficits following MCAo surgery in rats. Journal of Neuroscience Methods. 154 (1-2), 30-37 (2006).
  49. Aspey, B. S., Cohen, S., Patel, Y., Terruli, M., Harrison, M. J. Middle cerebral artery occlusion in the rat: consistent protocol for a model of stroke. Neuropathology and Applied Neurobiology. 24 (6), 487-497 (1998).
  50. Spratt, N. J., et al. Modification of the method of thread manufacture improves stroke induction rate and reduces mortality after thread-occlusion of the middle cerebral artery in young or aged rats. Journal of Neuroscience Methods. 155 (2), 285-290 (2006).
  51. Cryan, J. F., Markou, A., Lucki, I. Assessing antidepressant activity in rodents: recent developments and future needs. Trends in Pharmacological Sciences. 23 (5), 238-245 (2002).
  52. Nestler, E. J., et al. Preclinical models: status of basic research in depression. Biological Psychiatry. 52 (6), 503-528 (2002).

Tags

Middle Cerebral Artery OcclusionPost-stroke DepressionRat ModelNeurological Severity ScoreInfarct VolumeSucrose Preference TestForced Swim Test

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Kuts, R., Melamed, I., Shiyntum, H. N., Frank, D., Grinshpun, J., Zlotnik, A., Brotfain, E., Dubilet, M., Natanel, D., Boyko, M. A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats. J. Vis. Exp. (147), e58875, doi:10.3791/58875 (2019).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image