Summary

Indução de AVC Isquêmico Agudo em Camundongos Usando a Técnica de Oclusão Distal da Artéria Média

Published: December 15, 2023
doi:

Summary

Aqui, apresentamos um protocolo para estabelecer um modelo de oclusão da artéria cerebral média distal (dMCAO) por meio de eletrocoagulação transcraniana em camundongos C57BL/6J e avaliar o comportamento neurológico subsequente e as características histopatológicas.

Abstract

O AVC isquêmico continua sendo a causa predominante de mortalidade e comprometimento funcional entre as populações adultas em todo o mundo. Apenas uma minoria dos pacientes com AVC isquêmico é elegível para receber trombólise intravascular ou terapia de trombectomia mecânica dentro da janela de tempo ideal. Entre os sobreviventes de AVC, cerca de dois terços sofrem disfunções neurológicas por um período prolongado. O estabelecimento de um modelo experimental de AVC isquêmico estável e repetível é extremamente significativo para investigar ainda mais os mecanismos fisiopatológicos e desenvolver estratégias terapêuticas eficazes para o AVC isquêmico. A artéria cerebral média (ACM) representa a localização predominante do AVC isquêmico em humanos, com a oclusão da ACM servindo como o modelo frequentemente empregado de isquemia cerebral focal. Neste protocolo, descrevemos a metodologia de estabelecimento do modelo de oclusão distal da ACM (dMCAO) por meio de eletrocoagulação transcraniana em camundongos C57BL/6. Como o local de oclusão está localizado no ramo cortical da ACM, esse modelo gera uma lesão infartada moderada restrita ao córtex. A caracterização neurológica, comportamental e histopatológica demonstrou disfunção motora visível, degeneração neuronal e ativação pronunciada de microglia e astrócitos neste modelo. Assim, este modelo de camundongo dMCAO fornece uma ferramenta valiosa para investigar o acidente vascular cerebral de isquemia e vale a pena popularização.

Introduction

O acidente vascular cerebral é uma doença cerebrovascular aguda comum, caracterizada por altas incidências de incapacidade efatalidade1. De todos os casos de AVC, quase 80% pertencem ao AVC isquêmico2. Até agora, a trombólise intravenosa continua sendo uma de um número limitado de abordagens produtivas para o tratamento do AVC isquêmico agudo. No entanto, a eficácia do tratamento trombolítico é restrita pela estreita janela de tempo efetiva e pela ocorrência de transformação hemorrágica3. Na fase de reabilitação a longo prazo após um acidente vascular cerebral isquêmico, um número considerável de pacientes provavelmente apresentará disfunções neurológicas duráveis4. Mais investigações são urgentemente necessárias para desvendar os mecanismos fisiopatológicos subjacentes do AVC isquêmico, bem como para facilitar o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas direcionadas ao AVC isquêmico. O estabelecimento de um modelo confiável e replicável de AVC isquêmico é crucial para a pesquisa básica, bem como para a pesquisa translacional subsequente no campo do AVC isquêmico.

Em 1981, Tamura et al. desenvolveram um modelo de isquemia cerebral focal empregando eletrocoagulação transcraniana no local proximal da artéria cerebral média (ACM)5. Desde então, vários pesquisadores utilizaram várias metodologias, como ligadura, compressão ou clipagem, para induzir a oclusão distal da ACM (dMCAO) para estabelecer modelos de AVC isquêmico transitório ou permanente 6,7,8. Comparado ao modelo de filamento, o modelo dMCAO apresenta vantagens notáveis, como menor tamanho de infarto e maior taxa de sobrevida, tornando-o mais adequado para investigar a recuperação funcional a longo prazo após acidente vascular cerebral isquêmico9. Além disso, o modelo dMCAO demonstra uma maior taxa de sobrevivência em roedores idosos em comparação com o modelo de filamento, tornando-se uma ferramenta vantajosa para investigar AVC isquêmico em modelos animais idosos e comórbidos10. O modelo de AVC fototrombótico (TP) demonstrou possuir as características de menor invasividade cirúrgica e uma taxa de mortalidade significativamente baixa. No entanto, o modelo TP exibe um maior grau de necrose celular e edema tecidual em comparação com o modelo dMCAO, levando à ausência de circulação colateral11. Além disso, vale ressaltar que as lesões isquêmicas observadas no modelo TP decorrem predominantemente da oclusão microvascular, o que difere substancialmente da isquemia cerebral induzida por embolia de grandes vasos no modelodMCAO12.

Neste artigo, apresentamos a metodologia para induzir o modelo murino dMCAO coagulando a ACM distal via craniotomia de pequena janela óssea. Além disso, realizamos exames histológicos e avaliações comportamentais para caracterizar de forma abrangente os insultos isquêmicos e os resultados do AVC neste modelo experimental. Nosso objetivo é familiarizar os pesquisadores com esse modelo e facilitar novas investigações sobre os mecanismos patológicos do AVC isquêmico.

Protocol

O protocolo experimental foi aprovado pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade de Jianghan e foi conduzido de acordo com as Diretrizes Éticas de Animais Experimentais emitidas pelo Centro de Controle de Doenças da China. Camundongos C57BL/6J machos adultos, com 10 semanas de idade, pesando 24-26 g, foram utilizados neste protocolo. Todos os camundongos foram alojados em um ambiente controlado de ciclo claro/escuro de 12 horas com comida e água ad libitum. <p class="jove_titl…

Representative Results

Os principais instrumentos utilizados para realizar o dMCAO são o conjunto de instrumentos microcirúrgicos, o vaporizador de isoflurano e o gerador de eletrocoagulação microcirúrgica monopolar mostrado na Figura 1. O procedimento experimental deste estudo está ilustrado na Figura 2. Em resumo, uma pequena craniotomia de janela óssea foi empregada para expor a ACM distal, que foi posteriormente coagulada para induzir isquemia cerebral focal permanente em …

Discussion

No presente protocolo do modelo dMCAO de eletrocoagulação de craniotomia, os procedimentos cirúrgicos são conduzidos com o mínimo de invasividade, em que apenas uma porção do músculo temporal é separada para mitigar os efeitos adversos na função mastigatória. Todos os camundongos se recuperaram bem após o procedimento, sem casos observados de dificuldades de alimentação. A ACM pode ser facilmente discernida no osso temporal do camundongo, facilitando assim a identificação precisa dos locais adequados da …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudo foi apoiado pelas doações da Nature Science Foundation da província de Hubei (2022CFC057).

Materials

2,3,5-Triphenyltetrazolium
Chloride (TTC)
Sigma-Aldrich 108380 Dye for TTC staining
24-well culture plate Corning (USA) CLS3527 Vessel for TTC staining
4% paraformaldehyde Wuhan Servicebio Technology
Co., Ltd.
G1101 Tissue fixation
5% bovine serum albumin Wuhan BOSTER Bio Co., Ltd. AR004 Non-specific antigen blocking
5-0 Polyglycolic acid suture Jinhuan Medical Co., Ltd KCR531 Material for surgery
Anesthesia machine Midmark Corporation VMR Anesthetized animal
Antifade mounting medium Beyotime Biotech P0131 Seal for IF staining
Automation-tissue-dehydrating 
machine
Leica Biosystems (Germany) TP1020 Dehydrate tissue
Depilatory cream Veet (France) 20220328 Material for surgery
Diclofenac sodium gel Wuhan Ma Yinglong Pharmaceutical
 Co., Ltd.
H10950214 Analgesia for animal
Drill tip (0.8 mm) Rwd Life Science Co., Ltd. Equipment for surgery
Eosin staining solution Wuhan Servicebio Technology
Co., Ltd.
G1001 Dye for H&E staining
Eye ointment Guangzhou Pharmaceutical Co., Ltd H44023098 Material for surgery
Fluorescence microscope Olympus (Japan) BX51 Image acquisition
GFAP Mouse monoclonal antibody Cell Signaling Technology Inc.
(Danvers, MA, USA)
3670 Primary antibody for IF staining
Goat anti-mouse Alexa
488-conjugated IgG
Cell Signaling Technology Inc.
(Danvers, MA, USA)
4408 Second antibody for IF staining
Goat anti-rabbit Alexa
594-conjugated IgG
Cell Signaling Technology Inc.
(Danvers, MA, USA)
8889 Second antibody for IF staining
Grip strength meter Shanghai Xinruan Information Technology Co., Ltd. XR501 Equipment for behavioral test
Hematoxylin staining solution Wuhan Servicebio Technology
Co., Ltd.
G1004 Dye for H&E staining
Iba1 Rabbit monoclonal antibody Abcam ab178846 Primary antibody for IF staining
Isoflurane Rwd Life Science Co., Ltd. R510-22-10 Anesthetized animal
Laser doppler blood flow meter Moor Instruments (UK) moorVMS Blood flow monitoring
Meloxicam Boehringer-Ingelheim J20160020 Analgesia for animal
Microdrill Rwd Life Science Co., Ltd. 78001 Equipment for surgery
Microsurgical instruments set Rwd Life Science Co., Ltd. SP0009-R Equipment for surgery
Microtome Thermo Fisher Scientific (USA) HM325 Tissue section production
Microtome blade Leica Biosystems (Germany) 819 Tissue section production
Monopolar electrocoagulation generator Spring Scenery Medical Instrument
Co., Ltd.
CZ0001 Equipment for surgery
Mupirocin ointment Tianjin Smith Kline & French
Laboratories Ltd.
H10930064 Anti-infection for animal
NeuN Rabbit monoclonal antibody Cell Signaling Technology Inc.
(Danvers, MA, USA)
24307 Primary antibody for IF staining
Neutral balsam Absin Bioscience abs9177 Seal for H&E staining
Paraffin embedding center Thermo Fisher Scientific (USA) EC 350 Produce paraffin blocks
Pentobarbital sodium Sigma-Aldrich P3761 Euthanized animal
Phosphate buffered saline Shanghai Beyotime Biotech Co., Ltd C0221A Rinsing for tissue section
Shaver Shenzhen Codos Electrical Appliances
Co.,Ltd.
CP-9200 Equipment for surgery
Sodium citrate solution Shanghai Beyotime Biotech Co., Ltd. P0083 Antigen retrieval for IF staining

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Cite This Article
Leng, C., Li, Y., Sun, Y., Liu, W. Induction of Acute Ischemic Stroke in Mice Using the Distal Middle Artery Occlusion Technique. J. Vis. Exp. (202), e66134, doi:10.3791/66134 (2023).

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