מודלים ניסיוניים לחקר הנוירו-פרוטקציה של התסמינים החומציים נגד איסכמיה מוחית
Summary
Accic postconditioning מגן מפני איסכמיה מוחית. כאן אנו מציגים שני מודלים לביצוע APC. הם מושגים בהתאמה על ידי העברת פרוסות corticostriatal למאגר חומצי לאחר מחסור בגלוקוז חמצן במבחנה ועל ידי שאיפה 20% CO 2 לאחר חסימת עורק המוח התיכון in vivo .
Abstract
שבץ הוא אחד הגורמים המובילים לתמותה ולמוגבלות ברחבי העולם, עם גישות טיפוליות מוגבלות. כאסטרטגיה אנדוגנית עבור neuroprotection, טיפולים postconditioning הוכיחו להיות טיפולים מבטיחים נגד איסכמיה מוחית. עם זאת, נהלים מורכבים ובעיות בטיחות פוטנציאליות להגביל את היישום הקליני שלהם. כדי להתגבר על החסרונות הללו, פיתחנו חומצה postconditioning (APC) כטיפול לאיסכמיה מוחית ניסויית ניסויית. APC מתייחס לטיפול acidosis מתון על ידי שאיפה CO 2 במהלך reperfusion בעקבות איסכמיה. כאן אנו מציגים שני מודלים לבצע APC במבחנה in vivo , בהתאמה. מחסור בגלוקוז חמצן (OGD) טיפול בעכברים ואת חסימת corticostriatal ואת חסימת עורק המוח התיכון (MCAO) של עכברים הועסקו לחקות איסכמיה מוחית. APC יכול להיות מושגת רק על ידי העברת פרוסות מוח חיץ חומצי מבעבע עם 20% CO 2, oR על ידי עכברים inhaling 20% CO 2 . APC הראה השפעות הגנה משמעותיות נגד איסכמיה מוחית, כפי שמשתקף על ידי הכדאיות רקמות נפח המוח באוטם.
Introduction
שבץ הוא אחד הגורמים המובילים לתמותה ולנכות ברחבי העולם. מאמצים רבים נעשו כדי למצוא טיפולים יעילים לשבץ בעשורים האחרונים, עם זאת, ההישג הוא די משביע רצון. התנאי הוא תהליך המניפולטיבי על ידי דחקים מתוחים בעקבות אפיזודה איסכמית. בנוסף, כולל איסכמי, היפוקסי, גלוקוז נמוך, postconditioning איסכמי מרחוק, המנגנונים אנדוגניים אדפטיבית להפעיל, הוכחו להיות טיפולים מבטיחים נגד איסכמיה מוחית 1 , 2 , 3 , 4 . עם זאת, postconditioning איסכמי עלול להציג פגיעה נוספת. אימבסיס מרחוק איסכמי postconditioning בדרך כלל צריך כמה מחזורים של 5-20 דקות חסימה reperfusion על אימפיטלי ips צדדית או דו צדדית 5 , 6 , 7 . תלכן, המניפולציות האלה שלאחר המוות הן מסוכנות או לא מעשיות בתרגול הקליני. כדי להתגבר על החסרונות הללו, פיתחנו APC כטיפול לאיסכמיה מוחית מוקדמת בעכברים 8 . המושרה פשוט על ידי שאיפת 20% CO 2 , APC מפחית באופן משמעותי את פגיעה מוחית איסכמית בצורה בריאה יותר ובטוחה יותר. לאחרונה הוכחנו כי APC מרחיב את חלון reperfusion, המדגיש את המשמעות של APC לטיפול שבץ 9 .
כאן אנו מציגים שני מודלים ניסיוניים כדי לחקור את neuroprotection של APC נגד איסכמיה מוחית. הראשון הוא מחסור בגלוקוז חמצן (OGD) מודל פרוסות corticostriatal עכברים. הכנה מהירה והעברה של פרוסות המוח לסביבה מלאכותית, בדרך כלל נוזל מוחי מלאכותי (ASCF), יכולים לשמור על כדאיות התא ומעגלים נוירונים, המאפשרים ללמוד תפקוד מוחי במבחנה 10 <Sup>, 11 . OGD ב ASCF מחקה איסכמיה מוחית וגורמת פגיעה איסכמית 12 , 13 , 14 . לאחר OGD, פרוסות המוח מתרעננות באופן קבוע ASCF (r-ASCF) כדי לספק reperfusion ולאחר מכן מטופלים עם APC באמצעות ASCF חומצי מבעבע עם 20% CO 2 . פרוסת corticostriatal שומרת על אפיון היסטולוגית שלם לעומת תאים מתורבת העיקרי.
כדי לחקור את תפקוד המוח in vivo , עכבר באמצע מוחי חסימה עורק (MCAO) המודל מועסק. העורק המוחי האמצעי נחסם על ידי החדרת מונופילמנט להבה- blunted דרך עורק הצוואר המשותף. בתור אחד המודולים שבץ הנפוץ ביותר, מודל MCAO מראה הרלוונטיות הקלינית ואת היישום של monofilament מקל יותר להשיג reperfusion. פשוט על ידי שאיפת גז מעורבים normoxic המכיל 20% CO 2 לאחר הופעת reperfusioN, APC הראו השפעות הגנה משמעותיות נגד איסכמיה מוחית המצוינת על ידי נפח מופחת של המוח.
Protocol
Representative Results
Discussion
כאן אנו מציגים שני מודלים ניסיוניים כדי לחקור את neuroprotection של APC נגד איסכמיה מוחית. ב פרוסות המוח, APC מושגת על ידי דוגרים עכברים פרוסות corticostriatal חיץ חומצי מבעבע עם 20% CO 2 לאחר הופעת reperfusion, בעוד המודל MCAO, APC מושגת על ידי שאיפת 20% CO 2 לעכברים לאחר reperfusion. שני המודלים…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו מומנה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (81573406, 81373393, 81273506, 81221003, 81473186, 81473186 ו 81402907), Zhejiang מחוזי מדעי הטבע הקרן (LR15H310001) ואת התוכנית עבור Zhejiang צוות מוביל של S & T חדשנות צוות (2011R50014).
Materials
| Sodium chloride | Sigma | S5886 | |
| Potassium chloride | Sigma | P5405 | |
| Potassium phosphate monobasic | Sigma | P9791 | |
| Magnesium sulfate | Sigma | M2643 | |
| Sodium bicarbonate | Sigma | S5761 | |
| Calcium chloride dihydrate | Sigma | C5080 | |
| D-(+)-Glucose | Sigma | G7021 | |
| Vibratome | Leica | VT1000 S | |
| 2,3,5-triphenyltetrazolium hydrochloride | Sigma | T8877 | |
| Absolute Ethanol | Aladdin Industrial Corporation | E111993 | |
| Dimethyl sulfoxide | Sigma | D8418 | |
| Laser Doppler Flowmetry | Moor Instruments Ltd | Model Moor VMS-LDF2 | |
| Diethyl ether anhydrous | Sinopharm Chemical Reagent Corporation | 80059618 | |
| Trichloroacetaldehycle hydrate | Sinopharm Chemical Reagent Corporation | 30037517 | |
| 10% Formalin | Aladdin Industrial Corporation | F111936 | |
| 24-well plates | Jet Biofil | TCP-010-024 |
References
- Zhao, H., Sapolsky, R. M., Steinberg, G. K. Interrupting reperfusion as a stroke therapy: ischemic postconditioning reduces infarct size after focal ischemia in rats. J Cereb Blood Flow Metab. 26 (9), 1114-1121 (2006).
- Leconte, C., et al. Delayed hypoxic postconditioning protects against cerebral ischemia in the mouse. Stroke. 40 (10), 3349-3355 (2009).
- Fan, Y. Y., et al. Transient lack of glucose but not O2 is involved in ischemic postconditioning-induced neuroprotection. CNS Neurosci Ther. 19 (1), 30-37 (2013).
- Hess, D. C., Hoda, M. N., Bhatia, K. Remote limb perconditioning [corrected] and postconditioning: will it translate into a promising treatment for acute stroke. Stroke. 44 (4), 1191-1197 (2013).
- Ren, C., Yan, Z., Wei, D., Gao, X., Chen, X., Zhao, H. Limb remote ischemic postconditioning protects against focal ischemia in rats. Brain Res. 1288, 88-94 (2009).
- Sun, J., et al. Protective effect of delayed remote limb ischemic postconditioning: role of mitochondrial K(ATP) channels in a rat model of focal cerebral ischemic reperfusion injury. J Cereb Blood Flow Metab. 32 (5), 851-859 (2012).
- Li, P., et al. Remote limb ischemic postconditioning protects mouse brain against cerebral ischemia/reperfusion injury via upregulating expression of Nrf2, HO-1 and NQO-1 in mice. Int J Neurosci. , 1-8 (2015).
- Fan, Y. Y., et al. A novel neuroprotective strategy for ischemic stroke: transient mild acidosis treatment by CO2 inhalation at reperfusion. J Cereb Blood Flow Metab. 34 (2), 275-283 (2014).
- Shen, Z., et al. PARK2-dependent mitophagy induced by acidic postconditioning protects against focal cerebral ischemia and extends the reperfusion window. Autophagy. , (2017).
- Skolnik, J., Takacs, L., Szende, E. In vitro oxygen consumption of slices from kidney, brain, cortex and liver in hypoxia. Nature. 209 (5020), 305 (1966).
- Lynch, G., Schubert, P. The use of in vitro. brain slices for multidisciplinary studies of synaptic function. Annu Rev Neurosci. 3, 1-22 (1980).
- Zheng, S., Zuo, Z. Isoflurane preconditioning reduces purkinje cell death in an in vitro model of rat cerebellar ischemia. 神经科学. 118 (1), 99-106 (2003).
- Yin, B., Barrionuevo, G., Weber, S. G. Optimized real-time monitoring of glutathione redox status in single pyramidal neurons in organotypic hippocampal slices during oxygen-glucose deprivation and reperfusion. ACS Chem Neurosci. 6 (11), 1838-1848 (2015).
- Medvedeva, Y. V., Ji, S., Yin, H. Z., Weiss, J. H. Differential vulnerability of CA1 vs CA3 pyramidal neurons after ischemia: possible relationship to sources of Zn2+ accumulation and its entry into and prolonged effects on mitochondria. J Neurosci. , (2016).
- Pignataro, G., et al. In vivo and in vitro characterization of a novel neuroprotective strategy for stroke: ischemic postconditioning. J Cereb Blood Flow Metab. 28 (2), 232-241 (2008).
- Zhang, X., Ding, H. Z., Jiang, S., Zeng, Y. M., Tang, Q. F. An in vitro study of the neuroprotective effect of propofol on hypoxic hippocampal slice. Brain Inj. 28 (13-14), 1758-1765 (2014).
- Niu, Y., et al. Chemical profiling with HPLC-FTMS of exogenous and endogenous chemicals susceptible to the administration of chotosan in an animal model of type 2 diabetes-induced dementia. J Pharm Biomed Anal. 104, 21-30 (2015).
