דגם מרחק איסכמיה מוחית על ידי ספיגה תפר Endovascular של עורק המוח התיכון עכברוש
Summary
אינדוקציה כירורגי של נזק מוחי איסכמי בחולדה הוא מודל בשימוש נרחב עבור מחקר שבץ. כאן אנו מדגימים את האינדוקציה של איסכמיה מוחית המוקד על ידי חסימה של עורק המוח האמצעי. ויזואליזציה של האוטם שהתקבל על ידי צביעה היסטולוגית ו דימות בתהודה מגנטית מוצג גם.
Abstract
שבץ הוא הגורם המוביל של נכות הגורם השלישי למוות בקרב מבוגרים ברחבי העולם 1. ב שבץ אדם, קיים מצב קליני משתנה מאוד; בפיתוח של מודלים בבעלי חיים של איסכמיה מוקדי, לעומת זאת, השגת שחזור של נפח האוטם המושרה בניסוי היא חיונית. החולדה היא מודל החיה בשימוש נרחב עבור שבץ בשל עלויות נמוכות יחסית בעלי חיים ועל הדמיון של זרימת הגולגולת שלו לזו של בני האדם 2,3. בבני אדם, עורק המוח האמצעי (MCA) מושפע לרוב תסמונות שבץ שיטות מרובות של MCA חסימה (MCAO) תוארו לחקות זו תסמונת קליניים במודלים של בעלי חיים. מכיוון recanalization נפוצה בעקבות שבץ חריף reperfusion, אדם לאחר תקופה של חסימה נכללה רבים של המודלים האלה. בסרטון הזה, אנחנו מדגימים את המודל חולף endovascular MCAO תפר בחולדה יתר לחץ דם באופן ספונטני (SHR). נימה עם ציפוי קצה סיליקון ממוקם intraluminally על המקור MCA במשך 60 דקות, ואחריו reperfusion. ראוי לציין, כי תקופת חסימה אופטימלית עשויים להשתנות זני עכברים אחרים, כגון Wistar או Sprague-Dawley. מדדים התנהגותיים כמה שבץ החולדה מוצגות. איסכמיה מרחק הוא אישר באמצעות T2 משוקלל תמונות תהודה מגנטית ועל ידי צביעת חלקים במוח עם כלוריד 2,3,5-triphenyltetrazolium (TTC) 24 שעות לאחר MCAO.
Protocol
Discussion
מודלים מכרסם של איסכמיה מוחית יכולה להיות מסווגת העולמי או מוקדי הפיך כמו או בלתי הפיך. אנו משתמשים במודל הפיך איסכמיה מוקד על מנת לחקות את הפגיעה reperfusion שעלול להתרחש recanalization הבאים לחולי שבץ אדם. בעוד חולדה מניות היתרון של מחזור הגולגולת דומה האדם, את זרימת נרחב בטחונות תוך גולגולתי עקב מעגל של וויליס leptomeningeal anastomoses תוצאות בכמויות האוטם עקבי 6. אנו משתמשים עכברוש יתר לחץ דם באופן ספונטני (SHR) זן בגלל גודל האוטם הוא יותר SHRs חשופים איסכמיה מוחית מוקד לעומת חולדות normotensive 7-10. אינדוקציה שבץ SHRs גם עקבית יותר ועלול ליצור תמותה נמוך יותר מאשר זנים נפוצים אחרים 11. בנוסף, פרמטרים פיזיולוגיים יש לעקוב לאורך כל הניתוח, מפני תנודות יכול להוסיף ההשתנות בכמויות האוטם; פרמטרים אלו כוללים לחץ דם עורקי O 2 ו-CO 2 רמות, היפותרמיה, ועל היפרגליקמיה, אשר יכול להחמיר פגיעה איסכמית 2,12 . היפותרמיה הוא מדאיג במיוחד משום שהוא יכול להפחית את מידת פגיעה עצבית איסכמית, ולכן הצבת חולדה על כרית חימום thermoregulatory במהלך הניתוח היא חיונית.
אנו מעסיקים מוכן מסחרית סיליקון מצופה התפרים בהליך זה בניסיון להגדיל עקביות בגודל האוטם 13-15. באופן מסורתי, התפרים intraluminal להשתמש כדי לחסום את MCA הוכנו על ידי להבה עיגול טיפ 3-0 ניילון תפר או באמצעות אקדח דבק חם את קצה המעיל תפר עם דבק קטן חרוז 16. נהלים אלה לייצר התפרים בקטרים קצה שונות, ובכך, עשויה לדרוש מספר ניסיונות על חסימה לפני מציאת תפר התואמת את קוטר כלי שיט של עכברוש נתון. וריאציות נוספות על השיטה MCAO המתואר וידאו זה כוללים חסימה דיסטלי יותר, חוסך את הענפים lenticulostriate כדי להיות אוטם קורטיקלי טהור 17, חסימה זמנית של השפעת MCA ו ipsilateral העורק הראשי משותף להפחית את זרימת הדם בטחונות 6,9.
ההשפעות תפקודית של שבץ ניתן להעריך באמצעות מגוון של בדיקות התנהגותיות, שבו חסרים משימות ספציפיות באים לידי ביטוי בהיקף מניה פשוטה. לדוגמה, פיתחה Bederson et al. לדירוג 18 חולדות נוירולוגיות ציון על מידת כיפוף forelimb במצב גוף גבוה, עמידות אסימטרית לדחוף לרוחב, והתנהגות שדה פתוח מקיף. חולדות הן הארכת forelimbs על הרצפה כאשר מוגבה לא מציג גירעונות אחרים דורגו "Normal (0)", ואילו בחולדות עם כיפוף forelimb הנגדי רק סווגו עם "הגירעונות מתונה (1)". "חמור 2 כיתה" חולדות מוצגת התנגדות ירד בצד הנגדי לכוח לרוחב ו – "חמור בדרגה 3" חולדות עוסקת בנוסף מסתובבים התנהגויות. גירעונות התנהגותיים ציון נמוך נצפו תמיד בכיתה גבוהה הבא (למשל, כיתה 2 ו -3 בעלי חיים מוצג גם כיפוף forelimb) ועשרות אלה היו חזוי של ההבדלים בגודל האוטם 18. לכן, כגון מערכת ניקוד פשוטה מאפשר הערכה מהירה, וכמותיות עקבית של הגירעונות פונקציונלי משבץ.
מדידה של היקף אוטם מוחי נעשה בדרך כלל על ידי צביעה היסטולוגית עבור נזק לרקמות באמצעות TTC, סגול cresyl (Nissl כתם) או hematoxylin ו eosin. תהודה מגנטית טכניקות, כולל דיפוזיה משוקלל MRI כדי להמחיש את האוטם בנקודות זמן מוקדם אחרי חסימה, לאפשר לקביעת נפח האוטם ב עכברוש בנפרד ללא צורך קצירת רקמות. זה חשוב במיוחד במחקרים שמטרתם לקבוע את יעילות הטיפול neuroprotective בעקבות שבץ; הדמיה את העכברוש לאחר MCAO אבל הממשל טיפול לפני נותן אמון החוקר כי כל חיות הניסוי ובקרה מנוסה משיכות דומה להתחיל, הפחתת תופעות בלבול של השתנות ב אינדוקציה שבץ.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים בית ראוך של אוניברסיטת ויסקונסין חיה קטנה הדמיה מתקן עבור דימות בתהודה מגנטית. המחלקה לכירורגיה נוירולוגיות באוניברסיטת ויסקונסין במדיסון סיפק מימון עבור עבודה זו.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| 4-0 Nylon suture | Doccol Corporation | 2-3 mm silicon coating length, 0.39 mm tip diameter | ||
| Spontaneously hypertensive rats | Charles River Laboratories | 290-300 g, male | ||
| Gaymar T/Pump thermoregulatory pump and pads | Gaymar Industries | |||
| Vetroson V-10 bipolar electrosurgical unit | Summit Hill Laboratories | |||
| Germinator 500 glass bead sterilizer | CellPoint Scientific | |||
| Vasamedics Bpm2Laserflo blood perfusion monitor | TSI Inc. |
References
- van Gijn, J., Dennis, M. S. Issues and answers in stroke care. Lancet. 352, SIII23-27 (1998).
- Macrae, I. M. New models of focal cerebral ischaemia. British Journal of Clinical Pharmacology. 34, 302-302 (1992).
- Lee, R. M. Morphology of cerebral arteries. Pharmacol Ther. 66, 149-173 (1995).
- Sasaki, M., Honmou, O., Kocsis, J. D. A rat middle cerebral artery occlusion model and intravenous cellular delivery. Methods Mol Biol. 549, 187-195 (2009).
- Bråtane, B. T., Bastan, B., Fisher, M., Bouley, J., Henninger, N. Ischemic lesion volume determination on diffusion weighted images vs. apparent diffusion coefficient maps. Brain Res. 1279, 182-188 (2009).
- Chen, S. T., Hsu, C. Y., Hogan, E. L., Maricq, H., Balentine, J. D. A model of focal ischemic stroke in the rat: reproducible extensive cortical infarction. Stroke. 17, 738-743 (1986).
- Dogan, A., Başkaya, M. K., Rao, V. L., Rao, A. M., Dempsey, R. J. Intraluminal suture occlusion of the middle cerebral artery in Spontaneously Hypertensive rats. Neurol Res. 20, 265-270 (1998).
- Ogata, J., Fujishima, M., Morotomi, Y., Omae, T. Cerebral infarction following bilateral carotid artery ligation in normotensive and spontaneously hypertensive rats: a pathological study. Stroke. 7, 54-60 (1976).
- Brint, S., Jacewicz, M., Kiessling, M., Tanabe, J., Pulsinelli, W. Focal brain ischemia in the rat: methods for reproducible neocortical infarction using tandem occlusion of the distal middle cerebral and ipsilateral common carotid arteries. J Cereb Blood Flow Metab. 8, 474-485 (1988).
- Duverger, D., MacKenzie, E. T. The quantification of cerebral infarction following focal ischemia in the rat: influence of strain, arterial pressure, blood glucose concentration, and age. J Cereb Blood Flow Metab. 8, 449-461 (1988).
- Coyle, P. Different susceptibilities to cerebral infarction in spontaneously hypertensive (SHR) and normotensive Sprague-Dawley rats. Stroke. 17, 520-525 (1986).
- Slivka, A. P. Hypertension and hyperglycemia in experimental stroke. Brain Res. 562, 66-70 (1991).
- Bouley, J., Fisher, M., Henninger, N. Comparison between coated vs. uncoated suture middle cerebral artery occlusion in the rat as assessed by perfusion/diffusion weighted imaging. Neurosci Lett. 412, 185-190 (2007).
- Schmid-Elsaesser, R., Zausinger, S., Hungerhuber, E., Baethmann, A., Reulen, H. J. A critical reevaluation of the intraluminal thread model of focal cerebral ischemia: evidence of inadvertent premature reperfusion and subarachnoid hemorrhage in rats by laser-Doppler flowmetry. Stroke. 29, 2162-2170 (1998).
- Shimamura, N., Matchett, G., Tsubokawa, T., Ohkuma, H., Zhang, J. Comparison of silicon-coated nylon suture to plain nylon suture in the rat middle cerebral artery occlusion model. J Neurosci Methods. 156, 161-165 (2006).
- Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20, 84-91 (1989).
- Shigeno, T., McCulloch, J., Graham, D. I., Mendelow, A. D., Teasdale, G. M. Pure cortical ischemia versus striatal ischemia. Circulatory, metabolic, and neuropathologic consequences. Surgical neurology. 24, 47-51 (1985).
- Bederson, J. B. Rat middle cerebral artery occlusion: evaluation of the model and development of a neurologic examination. Stroke. 17, 472-476 (1986).
