Summary

Die Anwendung des dauerhaften mittleren Hirnarterie Ligation in der Maus

Published: July 25, 2011
doi:

Summary

A. cerebri media (MCA) Ligation ist eine Technik, fokaler zerebraler Ischämie im Tiermodell zu studieren. Bei dieser Methode ist die mittlere Hirnarterie durch Kraniotomie freigelegt und ligiert durch Kauterisation. Diese Methode liefert gut reproduzierbare Infarktvolumen und erhöhte postoperative Überlebensrate im Vergleich zu anderen Methoden zur Verfügung.

Abstract

Fokaler zerebraler Ischämie ist eine der häufigsten Form des Schlaganfalls bei Patienten gesehen. Durch die klinische Bedeutung hat es eine längere Anstrengung, um geeignete Tiermodelle zu entwickeln, um die Ereignisse, die während der ischämischen Insult entfalten Studie. Diese Techniken umfassen vorübergehend oder bleibend, fokale oder globale Ischämie Modelle mit vielen verschiedenen Tiermodellen, die häufigsten sind Nagetiere.

Die permanente MCA Ligationsmethode die auch als pMCAo ist in der Literatur wird weitgehend als fokale Ischämie-Modell in Nagetieren 1-6 verwendeten. Diese Methode wurde ursprünglich für die Ratten durch Tamura et al. im Jahr 1981 sieben. In diesem Protokoll eine Kraniotomie wurde verwendet, um Zugriff auf die MCA und der proximalen Regionen durch Elektrokoagulation waren verschlossen. Die Infarkte betreffen meist kortikale und manchmal striatalen Regionen, je nach Lage der Okklusion. Diese Technik ist inzwischen gut etabliert und wird in vielen Labors 8-13. Der frühe Einsatz dieser Technik führte zur Definition und Beschreibung von "Infarktkern" und "Penumbra" 14-16, und es wird oft benutzt, um potenzielle neuroprotektive Verbindungen 10, 12, 13, 17 zu bewerten. Obwohl die anfänglichen Studien an Ratten durchgeführt wurden, hat permanent MCA Ligation erfolgreich an Mäusen mit leichten Modifikationen 18-20 verwendet.

Dieses Modell liefert reproduzierbare Infarkte und eine erhöhte post-Überlebensraten. Etwa 80% der ischämischen Schlaganfälle bei Menschen in der MCA Bereich 21 passieren und somit ist dies ein sehr wichtiges Modell für Schlaganfall-Studien. Derzeit gibt es einen Mangel an wirksamen Therapien zur Verfügung Schlaganfall-Patienten, und somit gibt es einen Bedarf für gute Modelle, um potenzielle pharmakologische Verbindungen testen und zu evaluieren physiologische Ergebnisse. Diese Methode kann auch für die intrazelluläre Hypoxie Reaktionsmechanismen in vivo verwendet werden.

Hier präsentieren wir die MCA Ligation Operation in einem C57/BL6 Maus. Wir beschreiben die präoperative Vorbereitung, MCA Ligation Chirurgie und 2,3,5 Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC)-Färbung für die Quantifizierung der Infarktgröße Bände.

Protocol

Dieses Protokoll wurde von der University of Rochester Ausschuss sich mit der ethischen Verwendung von Tieren in der Forschung (UCAR) zugelassen. Aseptische Techniken sollten in das Protokoll befolgt werden. Die Verwendung von sterilen Handschuhen und einer Maske erforderlich ist. Alle Geräte, Materialien, Chemikalien und Werkzeuge, die während des Protokolls verwendet werden, sind in Tabelle 1 beschrieben. 1. Präoperative Vorbereitung Inject Mäuse…

Discussion

Die permanente MCA Ligationsmethode gibt gut reproduzierbare Infarktvolumen und erhöhte postoperative Überlebensrate im Vergleich zu anderen Methoden zur Verfügung. Die Leichtigkeit und der kurzen Dauer (~ 30 min) des Verfahrens machen es noch praktischer. Die Methode ist weit verbreitet in Mäusen und Ratten verwendet.

Diese Technik erfordert einen invasiven Chirurgie unter einem Stereomikroskop. Deshalb ist Erfahrung im Betrieb unter einem Mikroskop und Perfektionierung einer erfolgreic…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die chirurgische Technik wurde ursprünglich im Labor von Dr. William D. Hill am Medical College of Georgia erworben. Die Autoren möchten auch Dr. David A. Rempe und Landa Prifti für die Nutzung der Dissektion Kamera danken. Diese Arbeit wurde vom NIH NS041744, NS051279, F31 NS064700 und AHA 30815697D unterstützt.

Materials

NAME COMPANY AND CATALOGUE NUMBER
A. Solutions and Chemicals  
Povidone-Iodine Solution, Surgical Scrub Aplicare, 82-209
70% Ethanol Koptec, V1001
2,3,5 Triphenyltetrazolium chloride (TTC) Sigma, T8877
4% Paraformaldehyde Electron Microscopy Sciences, 159SP
Phosphate Buffered Saline, pH:7.4 Made and sterilized in the lab.
Mineral Oil PML Microbiologicals, R6570
Isofluorane The Butler Company, 029405
Buprenorphine (0.3mg/ml) Hospira, NDC 0409-2012-32
Artificial tears The Butler Company, 007312
Recovery Gel Clear H2O, 72-01-5022
B. Surgical Materials and Equipment  
C57/BL6 mouse, 10-12 weeks old The colony was bred in the university vivarium
100% oxygen tank Airgas
Anesthetic Vaporizer and Flow meter Surgivet, Model 100
Heating Pad with Rectal Probe Fine Science Tools, TR200
Dissecting microscope Zeiss, Stemi 2000
Heating panel Petco Services Ltd. 0307-013
Small Vessel Cauterizer Set Fine Science Tools, 18000-00
Mini Peristaltic Pump Harvard Apparatus, MPII
1ml syringe BD, 329650
18G needle Becton Dickinson, 305196
Surgical 5.0 Nylon Suture Ethilon, 698H
Sectioning Block Kent Scientific, 1mm
Single Edge Razor Blades Electron Microscopy Sciences, 71962
Label Tape Scienceware, Bel-art Products F13463-2075
Gauze Sponges Kendall Curity 2252, Johnson and Johnson 6415
Cotton Tip Applicators Puritan 806-WCL
C. Surgery Tools  
Surgical Spring Scissors Fine Science Tools 15003-08
Microdissecting forceps angled Fine Science Tools 5/45
Microdissecting forceps curved Fine Science Tools 5 Ti
Fine straight scissors Fine Science Tools 14568-12
Curved bone rongeur Fine Science Tools 16021-14
Hartman Hemostat Curved Fine Science Tools 13003-10

Table 1. The list of materials, tools and chemicals used for the MCA ligation procedure. A. Solutions and Chemicals, B. Surgical Materials and Equipment, C. Surgery Tools.

References

  1. Britton, M., Rafols, J., Alousi, S., Dunbar, J. C. The effects of middle cerebral artery occlusion on central nervous system apoptotic events in normal and diabetic rats. Int J Exp Diabesity Res. 4, 13-20 (2003).
  2. Ciceri, P., Rabuffetti, M., Monopoli, A., Nicosia, S. Production of leukotrienes in a model of focal cerebral ischaemia in the rat. Br J Pharmacol. 133, 1323-1329 (2001).
  3. Jin, K. Delayed transplantation of human neural precursor cells improves outcome from focal cerebral ischemia in aged rats. Aging Cell. 9, 1076-1083 (2010).
  4. McCaig, D. Evolution of GADD34 expression after focal cerebral ischaemia. Brain Res. 1034, 51-61 (2005).
  5. Shirotani, T., Shima, K., Chigasaki, H. In vivo studies of extracellular metabolites in the striatum after distal middle cerebral artery occlusion in stroke-prone spontaneously hypertensive rats. Stroke. 26, 878-884 (1995).
  6. Wu, Y. P., Tan, C. K., Ling, E. A. Expression of Fos-like immunoreactivity in the brain and spinal cord of rats following middle cerebral artery occlusion. Exp Brain Res. 115, 129-136 (1997).
  7. Tamura, A., Graham, D. I., McCulloch, J., Teasdale, G. M. Focal cerebral ischaemia in the rat: 1. Description of technique and early neuropathological consequences following middle cerebral artery occlusion. J Cereb Blood Flow Metab. 1, 53-60 (1981).
  8. Bederson, J. B. Rat middle cerebral artery occlusion: evaluation of the model and development of a neurologic examination. Stroke. 17, 472-476 (1986).
  9. Carswell, H. V. Genetic and gender influences on sensitivity to focal cerebral ischemia in the stroke-prone spontaneously hypertensive rat. Hypertension. 33, 681-685 (1999).
  10. Mary, V., Wahl, F., Uzan, A., Stutzmann, J. M. Enoxaparin in experimental stroke: neuroprotection and therapeutic window of opportunity. Stroke. 32, 993-999 (2001).
  11. 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, 100-107 (1992).
  12. Iaci, J. F. Glial growth factor 2 promotes functional recovery with treatment initiated up to 7 days after permanent focal ischemic stroke. Neuropharmacology. 59, 640-649 (2010).
  13. Richard, M. J. P., Khan, B. V. C. B. J., Saleh, T. M. Cellular mechanisms by which lipoic acid confers protection during the early stages of cerebral ischemia: A possible role for calcium. Neuroscience Research. , (2011).
  14. Heiss, W. D. Progressive derangement of periinfarct viable tissue in ischemic stroke. J Cereb Blood Flow Metab. 12, 193-203 (1992).
  15. Nedergaard, M., Gjedde, A., Diemer, N. H. Focal ischemia of the rat brain: autoradiographic determination of cerebral glucose utilization, glucose content, and blood flow. J Cereb Blood Flow Metab. 6, 414-424 (1986).
  16. Nowicki, J. P., Assumel-Lurdin, C., Duverger, D., MacKenzie, E. T. Temporal evolution of regional energy metabolism following focal cerebral ischemia in the rat. J Cereb Blood Flow Metab. 8, 462-473 (1988).
  17. Butcher, S. P., Bullock, R., Graham, D. I., McCulloch, J. Correlation between amino acid release and neuropathologic outcome in rat brain following middle cerebral artery occlusion. Stroke. 21, 1727-1733 (1990).
  18. Arlicot, N. Detection and quantification of remote microglial activation in rodent models of focal ischaemia using the TSPO radioligand CLINDE. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 37, 2371-2380 (2010).
  19. Moyanova, S. G. Protective role for type 4 metabotropic glutamate receptors against ischemic brain damage. J Cereb Blood Flow Metab. , (2010).
  20. Ortolano, F. Advances in imaging of new targets for pharmacological intervention in stroke: real-time tracking of T-cells in the ischaemic brain. Br J Pharmacol. 159, 808-811 (2010).
  21. O’Neill, M. J., A, C. J. Rodent models of focal cerebral ischemia. Current Protocols in Neuroscience. , 9.6.1-9.6.32 (2000).
  22. Lin, T. N., He, Y. Y., Wu, G., Khan, M., Hsu, C. Y. Effect of brain edema on infarct volume in a focal cerebral ischemia model in rats. Stroke. 24, 117-121 (1993).
  23. Filiano, A. J., Tucholski, J., Dolan, P. J., Colak, G., Johnson, G. V. Transglutaminase 2 protects against ischemic stroke. Neurobiol Dis. 39, 334-343 (2010).
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Cite This Article
Colak, G., Filiano, A. J., Johnson, G. V. The Application Of Permanent Middle Cerebral Artery Ligation in the Mouse. J. Vis. Exp. (53), e3039, doi:10.3791/3039 (2011).

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