הערכה In Vivo של מחסום הדם - מוח שיבוש במודל של עכברים של שבץ איסכמי
Summary
המטרה הכוללת של נוהל זה היא לספק טכניקה מאוד לשחזור להערכת ויוו של ערעור מחסום הדם – מוח במודלים עכברוש של שבץ איסכמי.
Abstract
שבץ איסכמי מוביל בצקת במוח vasogenic פגיעה במוח העיקרי עוקבות, אשר מתווך דרך הרס מחסום הדם – מוח (BBB). חולדות עם שבץ איסכמי המושרה הוקמה ומשמשת כמודלים ויוו לחקור את שלמות פונקציונלית של BBB. Spectrophotometric זיהוי של אוונס כחול (EB) הדגימות המוח עם איסכמי יכול לספק הצדקה אמינה עבור מחקר ופיתוח של שיטות טיפוליות הרומן. שיטה זו יוצרת תוצאות לשחזור, ישימה במעבדה כלשהי ללא צורך בציוד מיוחד. כאן, אנו מציגים קו מנחה מטמיעים וטכני על זיהוי extravasation של EB בעקבות אינדוקציה של שבץ איסכמי בחולדות.
Introduction
Vasogenic בצקת במוח עקב הפרעה מחסום הדם – מוח (BBB) נותר סיבוך חשוב של שבץ איסכמי של דטרמיננטה העיקריים של שיעור ההישרדות שבץ בחולים1,2. מחסום הדם – מוח (BBB), אשר נוצר על ידי תאי אנדותל נימי המוח (BCECs), המורכבת מרכיבים נוירו-וסקולריים נפרדות (למשל, צמתי צר בין BCECs, pericytes, astroglial ותאים עצביים3), מספק מתמחה ודינאמיים ממשק בין מערכת העצבים המרכזית (CNS) לבין מחזור הדם ההיקפיים4,5. עלבונות כמו פציעות איסכמיה-פגיעה reperfusion יכול לשבש את שלמות פונקציונלית של BBB, להוביל חדירה עוקבות של מחזורי לויקוציטים אל parenchyma המוח המפעילות בסופו של דבר דלקת מוחית ופגיעות מוח ראשוניים 6 , 7. מודלים בעלי חיים יש צורך זיהוי מדויק תפקוד לקוי של BBB בעקבות התרחשות של אירוע מוחי. כאלה הן חשיבות רבה ללימוד שבבסיס מנגנונים הקשורים pathophysiological ולהציג neuroprotective אסטרטגיות חדשות. במבחנה תא תרבות מבוססי מודלים של BBB יש כבר מאוד שפותחו ונמצאות בשימוש במחקר מולקולרי של ה BBB physiopathology8,9,10. ובכל זאת, ויוו חייתיים, אשר מייצרים נזק איסכמי של BBB הדומה תנאים קליניים האנושי, הם גם משתלם מאוד בהקשר הזה. זיהוי כמותית extravasation של אוונס כחול (EB) היא טכניקה מקובלת היטב ורגיש שבו נעשה שימוש עבור הערכה של BBB תקינות ותפקוד מחלות ניווניות, לרבות שבץ איסכמי11, 12 , 13 , 14. שיטה זו היא חסכונית, ריאלי, הדירים החלים לחלוטין במעבדה כל ניסיוני. יישומה אינו דורש ציוד מתקדם, כגון קליעים נותבים רדיואקטיביים15 או תהודה מגנטית (MRI)16, כי הם התנאים המוקדמים עבור שיטות אחרות. במאמר זה נדגים באופן מקיף תהליכים טכניים בסיסיים של BBB הערכה באמצעות EB extravasation במודלים עכברוש של שבץ איסכמי.
Protocol
Representative Results
Discussion
עד כה, בשיטות שונות כגון autoradiography וזיהוי של קליעים נותבים רדיואקטיביים24,25, immunofluorescence מיקרוסקופ26,27, EB extravasation טכניקה20, 23 השתמשו כדי להעריך את הנזק מחסום הדם – מוח. EB לצבוע בחום מסוגל לקשור אלבומי?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים בסגן הקנצלר לחקר ארדביל האוניברסיטה למדעי הרפואה (ארדביל, איראן) לקבלת סיוע כספי (גרנט לא: 9607).
Materials
| Isoflurane | Piramal | AWN 34041100 | 20 – 25 °C |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride (TTC) | Molekula | 31216368 | 4 years |
| Sprague–Dawley rats | Pasture Institute (Tehran, Iran) | 300-350g | |
| Evans Blue | Sigma-Aldrich | 314-13-6 | |
| Trichloroacetic acid | Sigma-Aldrich | 76-03-9 | 2 years |
| Bupivacaine HCl (0.5%) | Delpharm Tours | below 25 °C | |
| Bupernorphine | Exir (Iran) | ||
| Sodium Carbonate | Sigma-Aldrich | 497-19-8 | |
| Sodium chloride | Sigma-Aldrich | 7647-14-5 | |
| Di- Sodium hydrogen phosphate | EMD Millipore | 231-448-7 | |
| Potassium chloride | Sigma-Aldrich | 7447-40-7 | |
| Ethanol | Sigma-Aldrich | 64-17-5 | |
| silicone(Xantopren) | Heraeus | EN ISO 4823 | |
| Activator universal plus | Heraeus | 66037445 | |
| Micro-Dissecting forceps | Stoelting | 52100-41 | |
| Spring Scisors | Stoelting | 52130-00 | |
| Operating Scissors | Roboz | 52140-70 | |
| Brain matrix | Stoelting | 51390 | |
| Anesthesia Machine for Small Animals | | Kent Scientific | SS-01 | |
| Power Lab system | AD Instruments | ML880 | |
| Laser Doppler flowmeter | AD Instruments | ML191 | |
| Heating feed back system | Harvard Appratus | 72-7560 | |
| Vascular micro clamp | FineScience Tools | 18055-03 | |
| Silk 5-0 suture thread | Ethicon | 682G | |
| Ethilon 4-0 suture thread | Ethicon | EH6740G |
Referências
- Jin, G., et al. Protecting against cerebrovascular injury: contributions of 12/15-lipoxygenase to edema formation after transient focal ischemia. Stroke. 39 (9), 2538-2543 (2008).
- Lo, E. H., Dalkara, T., Moskowitz, M. A. Mechanisms, challenges and opportunities in stroke. Nat Rev Neurosci. 4 (5), 399-415 (2003).
- Tam, S. J., Watts, R. J. Connecting vascular and nervous system development: angiogenesis and the blood-brain barrier. Annu Rev Neurosci. 33, 379-408 (2010).
- Zhang, C., et al. The potential use of H102 peptide-loaded dual-functional nanoparticles in the treatment of Alzheimer’s disease. J Control Release. , (2014).
- Obermeier, B., Daneman, R., Ransohoff, R. M. Development, maintenance and disruption of the blood-brain barrier. Nat Med. 19 (12), 1584-1596 (2013).
- Fang, W., et al. Attenuated Blood-Brain Barrier Dysfunction by XQ-1H Following Ischemic Stroke in Hyperlipidemic Rats. Mol Neurobiol. 52 (1), 162-175 (2015).
- Huang, J., et al. CXCR4 antagonist AMD3100 protects blood-brain barrier integrity and reduces inflammatory response after focal ischemia in mice. Stroke. 44 (1), 190-197 (2013).
- Omidi, Y., Barar, J. Impacts of blood-brain barrier in drug delivery and targeting of brain tumors. Bioimpacts. 2 (1), 5-22 (2012).
- Cho, H., et al. Three-dimensional blood-brain barrier model for in vitro studies of neurovascular pathology. Sci Rep. 5, (2015).
- Barar, J., Rafi, M. A., Pourseif, M. M., Omidi, Y. Blood-brain barrier transport machineries and targeted therapy of brain diseases. Bioimpacts. 6 (4), 225-248 (2016).
- Kaya, M., et al. Magnesium sulfate attenuates increased blood-brain barrier permeability during insulin-induced hypoglycemia in rats. Can J Physiol Pharmacol. 79 (9), 793-798 (2001).
- Pasban, E., Panahpour, H., Vahdati, A. Early oxygen therapy does not protect the brain from vasogenic edema following acute ischemic stroke in adult male rats. Sci Rep. 7 (1), 3221 (2017).
- Haghnejad Azar, A., Oryan, S., Bohlooli, S., Panahpour, H. Alpha-Tocopherol Reduces Brain Edema and Protects Blood-Brain Barrier Integrity following Focal Cerebral Ischemia in Rats. Med Princ Pract. 26 (1), 17-22 (2017).
- Belayev, L., Busto, R., Zhao, W., Ginsberg, M. D. Quantitative evaluation of blood-brain barrier permeability following middle cerebral artery occlusion in rats. Brain Res. 739 (1-2), 88-96 (1996).
- Bodsch, W., Hossmann, K. A. 125I-antibody autoradiography and peptide fragments of albumin in cerebral edema. J Neurochem. 41 (1), 239-243 (1983).
- Jiang, Q., et al. Quantitative evaluation of BBB permeability after embolic stroke in rat using MRI. J Cereb Blood FlowMetab. 25 (5), 583-592 (2005).
- 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. J Vis Exp. (48), (2011).
- Hungerhuber, E., Zausinger, S., Westermaier, T., Plesnila, N., Schmid-Elsaesser, R. Simultaneous bilateral laser Doppler fluxmetry and electrophysiological recording during middle cerebral artery occlusion in rats. J Neurosci Methods. 154 (1-2), 109-115 (2006).
- Panahpour, H., Nouri, M. Post-Ischemic Treatment with candesartan protect from cerebral ischemic/reperfusioninjury in normotensive rats. Int J Pharm Pharm Sci. 4 (4), 286-289 (2012).
- Panahpour, H., Dehghani, G. A., Bohlooli, S. Enalapril attenuates ischaemic brain oedema and protects the blood-brain barrier in rats via an anti-oxidant action. Clin Exp Pharmacol Physiol. 41 (3), 220-226 (2014).
- Panahpour, H., Nekooeian, A. A., Dehghani, G. A. Blockade of Central Angiotensin II AT1 Receptor Protects the Brain from Ischemia/Reperfusion Injury in Normotensive Rats. Iran J Med Sci. 39 (6), 536-542 (2014).
- Panahpour, H., Nekooeian, A. A., Dehghani, G. A. Candesartan attenuates ischemic brain edema and protects the blood-brain barrier integrity from ischemia/reperfusion injury in rats. Iran Biomed J. 18 (4), 232-238 (2014).
- Kaya, M., et al. The effects of magnesium sulfate on blood-brain barrier disruption caused by intracarotid injection of hyperosmolar mannitol in rats. Life sci. 76 (2), 201-212 (2004).
- Schöller, K., et al. Characterization of microvascular basal lamina damage and blood-brain barrier dysfunction following subarachnoid hemorrhage in rats. Brain Res. 1142, 237-246 (2007).
- Bodsch, W., Hossmann, K. A. 125I-Antibody Autoradiography and Peptide Fragments of Albumin in Cerebral Edema. J Neurochem. 41 (1), 239-243 (1983).
- Sandoval, K. E., Witt, K. A. Blood-brain barrier tight junction permeability and ischemic stroke. Neurobiol Dis. 32 (2), 200-219 (2008).
- Zhu, H., et al. Baicalin reduces the permeability of the blood-brain barrier during hypoxia in vitro by increasing the expression of tight junction proteins in brain microvascular endothelial cells. J Ethnopharmacol. 141 (2), 714-720 (2012).
- Kucuk, M., et al. Effects of losartan on the blood-brain barrier permeability in long-term nitric oxide blockade-induced hypertensive rats. Life Sci. 71 (8), 937-946 (2002).
- Uyama, O., et al. Quantitative evaluation of vascular permeability in the gerbil brain after transient ischemia using Evans blue fluorescence. J Cereb Blood Flow Metab. 8 (2), 282-284 (1988).
- Kleinig, T. J., Vink, R. Suppression of inflammation in ischemic and hemorrhagic stroke: therapeutic options. Curr Opin Neurol. 22 (3), 294-301 (2009).
- Del Zoppo, G. J., Mabuchi, T. Cerebral microvessel responses to focal ischemia. J Cereb Blood Flow Metab. 23 (8), 879-894 (2003).
- Fluri, F., Schuhmann, M. K., Kleinschnitz, C. Animal models of ischemic stroke and their application in clinical research. Drug Des Devel Ther. 9, 3445-3454 (2015).
- Noor, R., Wang, C. X., Shuaib, A. Effects of hyperthermia on infarct volume in focal embolic model of cerebral ischemia in rats. Neurosci Lett. 349 (2), 130-132 (2003).
- Shin, H. K., et al. Mild induced hypertension improves blood flow and oxygen metabolism in transient focal cerebral ischemia. Stroke. 39 (5), 1548-1555 (2008).
- Bottiger, B. W., et al. Global cerebral ischemia due to cardiocirculatory arrest in mice causes neuronal degeneration and early induction of transcription factor genes in the hippocampus. Brain Res Mol Brain Res. 65 (2), 135-142 (1999).
