Summary

脳虚血に対する酸性ポストコンディショニングの神経保護を研究するための実験モデル

Published: July 31, 2017
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Summary

酸性ポストコンディショニングは、脳虚血を防ぐ。ここでは、APCを実行する2つのモデルを示します。それらはインビトロで酸素 – グルコース欠乏後に皮質層スライスを酸性緩衝液に移し、インビボで中大脳動脈閉塞後に20%CO 2を吸入することによってそれぞれ達成される

Abstract

脳卒中は限られた治療法を用いて世界中の死亡および障害の主要な原因の1つです。神経保護のための内因性戦略として、事後コンディショニング治療は、脳虚血に対する有望な治療法であることが証明されている。しかしながら、複雑な処置および潜在的な安全性の問題は、それらの臨床適用を制限する。これらの欠点を克服するために、我々は、実験的局所脳虚血の治療法として、酸性後条件付け(APC)を開発した。 APCは、虚血後の再灌流中にCO 2を吸入することによる軽度のアシドーシス治療を指す。ここでは、APC をインビトロおよびインビボで実行するための2つのモデルをそれぞれ示します。マウスの酸素グルコース欠乏(OGD)処置およびマウスの皮質層の閉塞および中大脳動脈閉塞(MCAO)を用いて、脳虚血を模倣した。 APCは、脳スライスを20%CO 2で泡立てた酸性緩衝液に移すことによって簡単に達成することができる20%CO 2をマウスに吸入させる。組織生存率および脳梗塞容積に反映されるように、APCは脳虚血に対して有意な保護効果を示した。

Introduction

脳卒中は世界中の死亡および障害の主要な原因の1つです。過去数十年間に脳卒中の有効な治療法を見出すために大きな努力がなされてきたが、達成は非常に不十分である。ポストコンディショニングは、虚血性エピソードに続く亜毒性ストレスによって操作されるプロセスである。ポストコンディショニングは、虚血、低酸素、低血糖およびリモート虚血ポストコンディショニングを含め、内因性の適応メカニズムをトリガーし、脳虚血1、2、3、4に対する治療を有望であることが証明されてきました。しかし、虚血後事後調整は、さらなる損傷を導入する可能性がある。同側または両側後肢5、6、7日に20分間閉塞および再灌流-通常5の数サイクルを必要とするリモート虚血ポストコンディショニングを四肢。 Thそのため、これらの事後条件付け操作は臨床的に危険であり実用的ではありません。これらの欠点を克服するために、我々はマウスにおける局所脳虚血の治療薬としてAPCを開発した8 。単に20%CO 2を吸入することによって誘発されるAPCは、虚血性脳損傷をより現実的かつより安全な方法で有意に低減する。最近、我々は、APCが再灌流ウインドウを拡張し、脳卒中治療9に対するAPCの意義を強調していることを証明した。

ここでは、脳虚血に対するAPCの神経保護を研究するための2つの実験モデルを提示する。最初のものは、マウスの皮質層スライスの酸素 – グルコース欠乏(OGD)モデルである。人工脳脊髄液(ASCF)のような人工環境への脳スライスの迅速な調製および伝達は、細胞生存能力およびニューロン回路を維持することができ、インビトロで脳機能を研究することを可能にする10 <11 。 ASCF模倣におけるOGD脳虚血及び虚血性傷害12、13、14誘導します。 OGDの後、脳スライスを通常のASCF(r-ASCF)で再灌流して再灌流を行い、次いで20%CO 2で泡立てた酸性ASCFを用いてAPCで処置する。皮質層スライスは、初代培養細胞と比較して無傷の組織学的特徴付けを維持する。

インビボで脳機能を研究するために、マウス中大脳動脈閉塞(MCAO)モデルを使用する。中大脳動脈は、総頸動脈を介して火炎平滑モノフィラメントを挿入することによって閉塞される。最も広く使用される脳卒中モデルの1つとして、MCAOモデルは臨床的関連性を示し、モノフィラメントの適用は再灌流をより容易に達成する。再灌流開始後に20%CO 2を含む酸素正常混合ガスを吸入するだけでAPCは、脳梗塞容積の減少によって示される脳虚血に対して有意な保護効果を示した。

Protocol

すべての実験は、浙江大学動物実験委員会の倫理指針に従って承認され、実施され、実験動物の管理と使用のための国立衛生研究所ガイドラインに完全に準拠していた。痛みや不快感を最小限に抑えるための努力がなされ、最低限の動物数が使用された。 コルチコステリアスライスのOGD ソリューションの準備: 準備した1000mLのR-ACSF(124ミリモ…

Representative Results

上記の皮質層スライスモデルにおいて、皮質層のスライス生存率を、再灌流1時間後のTTCアッセイによって定量化した。 TTC変換は、490nmでの吸収を対照スライスに正規化することによって計算した。 TTC変換によれば、APCは、発症時間および持続時間依存的様式で、OGD誘発再灌流損傷に対して保護した。詳細には、1分および3分のアシドーシス治療は、15分のOGD後5分で生…

Discussion

ここでは、脳虚血に対するAPCの神経保護を研究するための2つの実験モデルを提示する。脳切片において、APCは、再灌流後に20%CO 2で泡立てた酸性緩衝液中でマウスの皮質層をスライスすることによって達成されるが、MCAOモデルでは、再灌流後に20%CO 2を吸入することによってAPCが達成される。両方のモデルは、脳虚血に対するAPCの神経保護を反映する。保護は、虚血後事後?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、中国国立自然科学財団(81573406,81373393,81273506,81221003,81473186および81402907)、浙江省自然科学財団(LR15H310001)およびS&Tイノベーションチームの浙江省主導チーム(2011R50014)の資金提供を受けて行われました。

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

Referenzen

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Zheng, Y., Shen, Z., Wu, X., Jiang, L., Hu, W., Chen, Z., Zhang, X. Experimental Models to Study the Neuroprotection of Acidic Postconditioning Against Cerebral Ischemia. J. Vis. Exp. (125), e55931, doi:10.3791/55931 (2017).

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