Oprichting van acute Pontine Infarct in Ratten door elektrische stimulatie
Summary
Hier gepresenteerd is een protocol voor het vaststellen van acute pontine infarct in een rat model via elektrische stimulatie met een enkele puls.
Abstract
Pontine infarct is de meest voorkomende slag subtype in de achterste circulatie, terwijl er ontbreekt een knaagdier model nabootsen pontine infarct. Mits hier is een protocol voor het succesvol vaststellen van een rat model van acute pontine infarct. Ratten met een gewicht van ongeveer 250 g worden gebruikt, en een sonde met een geïsoleerde schede wordt geïnjecteerd in de pons met behulp van een stereotaxic apparaat. Een laesie wordt veroorzaakt door de elektrische stimulatie met een enkele puls. De Longa score, Berderson score, en balk balans test worden gebruikt om neurologische tekorten te beoordelen. Daarnaast wordt de kleefverwijdering somatosensorische test gebruikt om de sensorimotorische functie te bepalen, en de ledemaat plaatsing test wordt gebruikt om proprioceptie te evalueren. MRI-scans worden vervolgens gebruikt om het infarct in vivo te beoordelen, en TTC-kleuring wordt gebruikt om het infarct in vitro te bevestigen. Hier wordt een succesvol infarct geïdentificeerd dat zich in de anterolaterale basis van de rostralpons bevindt. Tot slot wordt een nieuwe methode beschreven om een acuut pontïneinfarct rat model vast te stellen.
Introduction
Sinds de jaren 1980, de middelste cerebrale slagader occlusie (MCAO) model geïnduceerd door siliconen filamenten is op grote schaal gebruikt in de fundamentele slag onderzoek1. Er zijn ook andere methoden gebruikt (d.w.z. het hechten van één tak van de MCA2 en fotochemisch geïnduceerde focale infarcten). Deze modellen zijn genoemd MCA-gebaseerde slagmodellen en hebben sterk bijgedragen aan onderzoeken van de pathofysiologische mechanismen die ten grondslag liggen aan beroerte en potentiële therapieën. Hoewel er beperkingen van deze experimentele modellen3,4, deze methoden zijn gebruikt veel laboratoria5,6. Op MCA gebaseerde slagmodellen vertegenwoordigen een beroerte in de voorste circulatie; echter, weinig rapporten hebben onderzocht modellen nabootsen beroerte in de achterste circulatie7.
Er zijn significante verschillen tussen de etiologie, mechanismen, klinische manifestatie en prognose tussen voorste en achterste circulatieslagen8. Daarom kunnen de resultaten die zijn afgeleid van voorste circulatieslagmodellen niet worden toegepast op een circulatieslag achteraf. Zo is het reperfusietijdvenster voor voorste circulatie uitgebreid tot 6 uur, met een klein deel van de studies die zich uitstrekken tot 24 uur op basis van beeldvormingsbevindingen9. Echter, het tijdvenster voor achterste circulatie kan langer zijn dan 24 uur, volgens eerdere rapporten10 en onze eigen klinische ervaringen. Dit langwerpige reperfusietijdvenster moet verder worden bestudeerd en bevestigd in experimentele modellen.
Wat de achterste circulatieslagen betreft, is het pontijninfarct het meest voorkomende subtype, goed voor 7% van alle ischemische beroertegevallen11,12. Volgens infarcttopografie, pontine infarcten zijn verdeeld in geïsoleerde en niet-geïsoleerde pontine infarcten13. Geïsoleerde pontijn infarcten zijn gecategoriseerd in drie soorten op basis van de onderliggende mechanismen: grote slagaderziekte (LAD), basilarslagader tak ziekte (BABD), en kleine slagaderziekte (SAD). Kennis van de mechanismen, manifestatie en prognose van pontine infarct is afgeleid van klinische onderzoeken van gevallen14. Echter, een knaagdier model nabootsen pontine infarct is minder onderzocht.
In eerdere studies, diffuse hersenstam tegmentum letsel waarbij de pons is onderzocht7. Een groep probeerde een pontine infarct model te creëren via ligatie van de basilaire slagader (BA)15. Een andere groep gebruikte een 10-0 nylon monofilament hechting om selectief te ligate vier punten van de proximale BA selectief16. Dit model bootst LAD na, maar de meeste pontine infarcten zijn het gevolg van BABD en SAD. Bovendien is selectieve ligatie van de BA een ingewikkelde operatie en heeft een hoog sterftecijfer.
Hier is een gedetailleerd protocol voor een gemakkelijk uit te voeren, gemakkelijk gereproduceerd, en succesvolle rat model van acute pontine infarct door elektrische stimulatie.
Protocol
Representative Results
Discussion
De huidige studie biedt een protocol voor het genereren van een acute pontine infarct rat model. Dit model kan worden gebruikt voor onderzoek naar prognose en revalidatie (inclusief chronische pijn na beroerte) bij patiënten met een pausstreekstreek.
Er zijn verschillende sterke punten van deze methode. Ten eerste biedt het een ratmodel van een acuut pontïneinfarct voor toekomstige studies. Zoals hierboven vermeld, pontine infarct is een veel voorkomende beroerte subtype dat minder aandacht …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Deze studie werd financieel ondersteund door de National Science Foundation of China (81471181 en 81870933) aan Y. Jiang en de National Science Foundation of China (nr. 81601011), Natural Science Foundation van de provincie Jiangsu (nr. BK20160345) aan J. Zhu en door het Wetenschappelijk Programma van Guangzhou Municipal Health Commission (20191A011083) aan Z. Qiu.
Materials
| 4-0 sucture | Shanghai Jinzhong | Surgical instruments | |
| Adhesive tape | Shanghai Jinzhong | Surgical instruments | |
| Animal anesthesia system | RWD | Wear mask when using the system | |
| Bone cement | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| Cured clamp | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| General tissue scissors | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| IndoPhors | Guoyao of China | Sterilization | |
| Isoflurane | RWD | 217181101 | |
| Lesion Making Device | Shanghai Yuyan | Making a lesion | |
| MRI system | Bruker Biospin | Confirmation of infarction in vivo | |
| Needle holder | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| Penicilin | Guoyao of China | Infection Prevention | |
| Probe | Anke | Need some modification | |
| Q-tips | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| Shearing scissors | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| Stereotaxic apparatus | RWD | ||
| Suture needle | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| Tissue holding forcepts | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| TTC | Sigma-Aldrich | BCBW5177 | For infarction confirmation in vitro |
References
- Zhu, J., et al. Suppression of local inflammation contributes to the neuroprotective effect of ginsenoside Rb1 in rats with cerebral ischemia. Neuroscience. 202, 342-351 (2012).
- Xu, X., et al. MicroRNA-1906, a Novel Regulator of Toll-Like Receptor 4, Ameliorates Ischemic Injury after Experimental Stroke in Mice. Journal of Neuroscience. 37, 10498-10515 (2017).
- McBride, D. W., Zhang, J. H. Precision Stroke Animal Models: the Permanent MCAO Model Should Be the Primary Model, Not Transient MCAO. Translational Stroke Research. , (2017).
- Liu, F., McCullough, L. D. Middle cerebral artery occlusion model in rodents: methods and potential pitfalls. Journal of Biomedicine & Biotechnology. 2011, 464701 (2011).
- Jiang, Y., et al. A new approach with less damage: intranasal delivery of tetracycline-inducible replication-defective herpes simplex virus type-1 vector to brain. Neuroscience. 201, 96-104 (2012).
- Lopez, M. S., Vemuganti, R. Modeling Transient Focal Ischemic Stroke in Rodents by Intraluminal Filament Method of Middle Cerebral Artery Occlusion. Methods in Molecular Biology. 1717, 101-113 (2018).
- Pais-Roldan, P., et al. Multimodal assessment of recovery from coma in a rat model of diffuse brainstem tegmentum injury. NeuroImage. 189, 615-630 (2019).
- Merwick, A., Werring, D. Posterior circulation ischaemic stroke. The British Medical Journal. 348, 3175 (2014).
- Nogueira, R. G., et al. Thrombectomy 6 to 24 Hours after Stroke with a Mismatch between Deficit and Infarct. The New England Journal of Medicine. 378, 11-21 (2018).
- Wilkinson, D. A., et al. Late recanalization of basilar artery occlusion in a previously healthy 17-month-old child. Journal of Neurointerventional Surgery. 10, 17 (2018).
- Huang, R., et al. Stroke Subtypes and Topographic Locations Associated with Neurological Deterioration in Acute Isolated Pontine Infarction. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases: The Official Journal of National Stroke Association. 25, 206-213 (2016).
- Jiang, Y., et al. In-stent restenosis after vertebral artery stenting. International Journal of Cardiology. 187, 430-433 (2015).
- Huang, J., et al. Topographic location of unisolated pontine infarction. BMC Neurology. 19, 186 (2019).
- Banerjee, G., Stone, S. P., Werring, D. J. Posterior circulation ischaemic stroke. The British Medical Journal. 361, 1185 (2018).
- Wojak, J. C., DeCrescito, V., Young, W. Basilar artery occlusion in rats. Stroke: A Journal of Cerebral Circulation. 22, 247-252 (1991).
- Namioka, A., et al. Intravenous infusion of mesenchymal stem cells for protection against brainstem infarction in a persistent basilar artery occlusion model in the adult rat. Journal of Neurosurgery. , 1-9 (2018).
- Jiang, Y., et al. Intranasal brain-derived neurotrophic factor protects brain from ischemic insult via modulating local inflammation in rats. Neuroscience. 172, 398-405 (2011).
- Schaar, K. L., Brenneman, M. M., Savitz, S. I. Functional assessments in the rodent stroke model. Experiments in Translational and Stroke. 2, 13 (2010).
- Wu, L., et al. Keep warm and get success: The role of postischemic temperature in the mouse middle cerebral artery occlusion model. Brain Research Bulletin. 101, 12-17 (2014).
- Wen, Z., et al. Optimization of behavioural tests for the prediction of outcomes in mouse models of focal middle cerebral artery occlusion. Brain Research. 1665, 88-94 (2017).
