JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
עברית

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Behavior

עורק מוחין בינוני טכניקת הסגר לגרימת שלאחר שבץ דיכאון בחולדות

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

כאן אנו מציגים פרוטוקול כדי לגרום דיכאון לאחר שבץ בחולדות על ידי הסגר את עורק המוח האמצעי באמצעות עורק הראש הפנימי. אנו משתמשים במבחן Porsolt שחייה כפויה במבחן העדפה הסוכות כדי לאשר ולהעריך מצבי דיכאון המושרה.

Abstract

לאחר שבץ דיכאון (PSD) הוא חוזר ונשנה ביותר של כל הסיבוכים הפסיכיאטריים כתוצאה משבץ איסכמי. רוב גדול (כ 60%) של כל המטופלים שבץ מוחי סובלים PSD, הפרעה שנחשבה להיות מבשר איסכמי שבץ הקשורים למוות מוגבר השפלה בריאות. הפתופסיולוגיה של PSD עדיין מעורפל. כדי ללמוד את המנגנון של פיתוח והתרחשות של PSD עוד, וכיצד למצוא טיפול, ניסינו לפתח פרוטוקול חדש שדורש חסימה של עורק המוח האמצעי (MCA) באמצעות עורק הראש הפנימי (ICA) בחולדות. פרוטוקול זה מתאר מודל של PSD המושרה חולדות באמצעות העורק האמצעי מוחין הסגר (MCAO). משמש גם בניסוי הם מבחן לשחות כפויה Porsolt ואת העדפת בדיקת סוכות כדי לאשר ולהעריך את מצב הרוח דיכאון של חולדות תחת חקירה. במקום להוסיף את הקטטר דרך העורק הראשי החיצוני (ECA), כאמור עבור ההליך המקורי, זו טכניקה MCAO יש המונופינט עובר ישירות דרך ה-ICA. טכניקת MCAO זו פותחה לפני מספר שנים ומובילה לירידה בתמותה ובשונות. מקובל בדרך כלל כי הקריטריונים המשמשים מעדיפים בבחירת מודלים ביולוגיים. הנתונים שהושגו עם פרוטוקול זה מראים כי מודל זה של MCAO יכול להיות דרך לגרום PSD בחולדות והוא עלול להוביל להבנת הפתופסולוגיה והתפתחות עתידית של תרופות חדשות וסוכנים עצביים אחרים.

Introduction

השבץ הוא הרביעי ברשימת מחלות מבצע המוות בארצות הברית1,2,3, בעוד היא גורמת לרוב המוגבלות אצל מבוגרים במדינות מפותחות4; זה הופך שבץ מתמודד מוביל בין בעיות הבריאות המשמעותית ביותר בעולם. נורמליות בחולים ששרדו הוא נדיר, עם כ 15%-40% של קורבנות הישרדות סבל נכות קבוע, 20% הדורשים טיפול מוסדי 3 חודשים לאחר הופעת שבץ5, וכשליש של 6 חודשים שורדים הזקוקים לאחרים כדי לעזור להם לחיות כל יום6. קו הדיווחים גם לחשבון את ההוצאות הלאומיות בריאות לאומית7. האומדנים מאיגוד הלב האמריקני יש עלויות הקשורות לשבץ בארצות הברית ברחבי $50,000,000,000 ב 20108.

לא רק שבץ לגרום נזק לטווח ארוך של אנשים, אבל כמה ניצולים נוטים לסבול הפרעות רגשיות והתנהגותיות, כגון דמנציה, עייפות, חרדה, דיכאון, הזיות, ותוקפנות9,10,11 ,12,13,14. ההמשך הפסיכולוגי החוזרות ביותר לאחר שבץ הוא דיכאון לאחר שבץ (PSD), אובחן כ 40%-50% של שרידות15,16,17. דיכאון בהשפעת שבץ תוצאות התחלואה ותמותה מוגברת18,19,20,21,22. הפתופסיולוגיה של PSD הוא לא ידוע לחלוטין, אבל זה נגרם כנראה על ידי גורמים מרובים והוא מקושר נכות, ליקוי קוגניטיבי, ואת הנגע באתר23.

המודל חולדה של איסכמיה המוח מוקד, נוצר על ידי mcao, הוא הדגם הנפוץ ביותר בעלי חיים של שבץ24,25,26,27. ב להפגין את אינדוקציה של PSD בחולדות על ידי הסגר את MCA באמצעות ICA, טכניקות למזער את התמותה והשונות במודל MCAO מועסקים28.

המטרה העיקרית של פרוטוקול זה היא לתאר את הצעדים לגרימת PSD בחולדות על ידי הסגר את MCA דרך ה-ICA, מודל שונה של MCAO, אשר מפחית את התמותה ואת תוצאת השונות28. מטרות ספציפיות כוללות ביצוע בדיקות נוירולוגיות היסטולוגית (קביעת הציון החומרה הנוירולוגית [nss], נפח של אזור הלב, בצקת במוח) כדי לאמת את היעילות של mcao ושימוש במבחני התנהגות כדי לבחון את ה השפעה זו הליך MCAO על פיתוח הפרעות רגשיות, בעיקר PSD.

Protocol

הוועדה לטיפול בבעלי חיים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב אישרה את כל תהליכי הטיפול והבדיקות המשמשים בפרוטוקול זה. 1. הכנת חולדות להליך הניסיוני הערה: בחר חולדות בוגרים גברי-דאולי במשקל 300-350 g. הבית החולדות, ארבעה לכלוב, ב יבר ב 22 ° צ’ ו 40% לחות, עם היפוך 1…

Representative Results

ממצאים היסטולוגית (שולחן 1) חשף אמצעי אחסון משמעותי סיכונים מבחינה סטטיסטית כאחוז של המוח הכולל (p < 0.0001) post-mcao כאשר בהשוואה לבעלי חיים בקבוצת שליטה מזויף. כמו כן דווח שהיה בצקת מוחית סטטיסטית משמעותית כאשר ההערכה מהקבוצה הניסיונית (p < 0.0003) הושם זה לצד זה ש…

Discussion

אחת הדרכים בהן טכניקת MCAO המוצגת כאן יכולה להיחשב בטוחה יותר ממודל MCAO המקורי מומחש על-ידי העובדה כי ה-ECA וענפיו, כולל עורק העורף, המסוף הלשוני ועורק הלסת הראשי, אינם נחשפים כשסגר את הMCA באמצעות ה-ICA. מודל MCAO המקורי של היסט של ECA (ואת ענפיו), על ידי מבתר קרוש אותם46, גורם לקויי מסטיק, בש…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

אנו מודים לפרופסור אולנה סוינינסקה של מחלקת הפיזיולוגיה, הפקולטה לביולוגיה, אקולוגיה ורפואה, יולס הונchar דניפרו, דניפרו, אוקראינה לתמיכה ותרומות מועילות לדיונים שלנו. הנתונים שהושגו הם חלק מעבודת הדוקטורט של ק.

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