Kalıcı Serebral Gemi Tıkanıklığı<em> Ile</em> Çift Ligature ve transeksiyonu
Summary
Biz bir kemirgen büyük bir beyin damar daimi tıkanıklığı için son derece tekrarlanabilir yöntem açıklanmaktadır. Bu teknik çok az çevresel zarar, en az kan kaybı, uzun süreli sağkalım oranının yüksek ve insan klinik nüfusu ile orantılı tutarlı infarkt hacmi ile gerçekleştirilebilir.
Abstract
Inme ölüm, sakatlık, ve sosyo-ekonomik kaybı dünya çapında önde gelen nedenidir. Tüm inmelerin çoğunluğu kan akımında bir kesinti (iskemi) 1 kaynaklanabilir. Orta serebral arter (MCA), korteks 2 lateral yüzeyine kan büyük bir çoğunluğu teslim insan inme 3 en sık ve onun sınırları içinde iskemi geniş disfonksiyonu veya ölüme 1,4,5 neden olabilir. Iskemik inme Dul genellikle kaybı veya motor yetenekleri bozulması, duyusal açıkları ve infarkt acı. Inme bu anahtar özellikleri yakalamak ve böylece etkili bir tedavi geliştirmek için bir çaba, vurgu büyük bir MCA iskemi hayvan modellerinde üzerine yerleştirilir.
Burada kalıcı bir kortikal yüzey damar tıkanıklığını gidermeye yönelik bir yöntem mevcut. Biz en yaygın türü, yeri ve outcom modeller bir ilgili damar tıkanıklığı bir örnekle bu yöntem sunacakinsan inme, kalıcı orta serebral arter tıkanıklığı (pMCAO) e. Bu modelde, cerrahi yetişkin sıçan MCA ortaya çıkarmak ve daha sonra geminin çift bağ ve kesisi ile tıkamak. Bu pMCAO MCA kortikal bölge, korteks büyük bir kısmının tüm iskemi neden MCA'nın proksimal kortikal kolu bloke eder. Oklüzyon Bu yöntem aynı zamanda daha küçük bir korteks bölge hedef alan daha fazla fokal iskemi elde etmek için kortikal damarlarının daha uzak bölümleri kapatmak için de kullanılabilir. PMCAO en önemli dezavantajları küçük bir kraniotomi MCA erişmek için gerekli olduğu gibi cerrahi işlem minimal doku hasarı bu sonuçlar olsa da, biraz invaziv olmasıdır. Bu modelin en önemli avantajları ise şunlardır: tıkanıklık site de kan akımı azalması derecesi, tutarlı işlevsel ve değer düşüklüğü hızla meydana nörolojik, tanımlanır, infarkt tutarlı ve hayatta kalma yüksek oranda uzun sağlar süreli kronik değerlendirme.
Introduction
Etkin insan iskemik inme taklit iskemik koşulları ikna etmek için, çeşitli hayvan inme modelleri yaygın infarkt hacimleri sonucu değişen, istihdam edilmektedir. Photothrombotic modelde, beyin, çevre doku 6 içinde fotokimyasal koagülasyon, ışınlanmış damarlarının tıkanmasına ve iskemi ile sonuçlanan, bir ışığa madde (örneğin gül-bengal gibi) intravenöz enjeksiyon sonrası lazer aydınlatma kullanarak sağlam kafatası yoluyla ışınlanmış 7. Fototromboz infarkt, çok küçük izole bölgeleri neden olabilir ve tipik olarak modelleme "mini-vuruş" veya "mikro-vuruş" için bir araç olarak kullanılır.
Özellikle orta serebral arter (MCA), iskemik inme indüklemek için daha yaygın olarak benimsenen teknik, bir filaman cerrahi dış karotis arteri içine yerleştirilir ve ucu MCA baz kapatmasından kadar ilerletilir edildiği intraluminal monofilament modeli 8'dir. Bir PRIintraluminal filament tıkanma mary meydan yüksek ölüm oranı 9 (MCA 3 saat, inme araştırma için ilgili zaman noktası için tıkalı olan% 70) 'dir. Yöntemi ile diğer konular mümkün subaraknoid kanama, eksik tıkanıklığı ve değişken infarkt hacmi 10,11 dahil. Bu model, korteks ve subcortically 12 hem de infarkt geniş bir derecesi ile sonuçlanır, ve model büyük bir insan felç.
Mikro ve büyük hem de inme modelleri önemli olmakla birlikte, insan vuruş yerde arasında tipik olarak. Büyük klinik çalışmalarda, inme infarkt aralıkları boyutunda ipsi-iskemik yarımkürede 9 4,5-14% çeviren 28-80 cm 3, den. Buna karşılık, bizim sıçan pMCAO infarkt aralıkları ipsi-iskemik yarımkürenin 3 ila 12% oluşturan yaklaşık 9-35 mm 3, den. Bizim pMCAO modeli, bu nedenle, yakından beyin yüzdesi ile insan iskemik inme infarkt hacimleri benzerhacmi.
Insan durumuna benzer fonksiyonel ve davranışsal açıkları inme, pMCAO sonuçlarının yapısal hasar modelleme ek olarak. En azından, inme hasar 13-15, kayıp veya motor ve duyusal fonksiyon 16,17, kayıp veya uyarılmış nöronal aktivitenin 16,18 bozulması, serebral kan akımı 19 azalma bozulması için karşı taraf hareket açıklarında inme sonuçları etkili bir modeli, 20 ve infarkt 21,22. Buna göre, pMCAO modelleri MCA ciddi bir tıkanıklık duyusal korteks (ve komşu korteks), nöronal aktivitenin bozulması, MCA kan akımında ciddi azalma ve iskemik inme 23 infarkt-damgasını özelliklerini içinde fonksiyonunun fiziksel engellilik, kaybına neden -25, bu nedenle insan inme etkin bir model olarak hizmet vermektedir.
Prosedürel, pMCAO dikkatle gelen kafatası ve dura kaldırmak hangi küçük bir kraniotomi içerirMCA ilk (M1) segmenti üzerinde 2 x 2 mm "cerrahi pencere", sadece ön ve arka kortikal dalları (Şekil 1A ve 1B) içine MCA birincil çatallanma önce. Biz (pMCAO yürütmek için gerekli olan cerrahi malzemeleri için özel reaktifler ve ekipman Tablo görmek MCA altında ve kortikal yüzeyi üzerinde, menenjlerin pial katmanı üzerinden yarım eğrisi ters kesme dikiş iğnesi ve iplik (6-0 ipek) geçmek .) Daha sonra bir çift bağ kravat, MCA etrafında iki knot sıkın ve iki knot arasındaki gemi transect. M1 ile çift bağ ve transeksiyonu sadece, lentikülostriat dallanma distalinde MCA sadece kortikal dalları etkilenen-böylece sadece kortikal infarkt (yok subkortikal hasar) 26,27 (Şekil 2) oluşur olduğunu böyle ortaya çıkar. Insan inme genellikle subkortikal infarkt ibaret olmasına rağmen, kemirgenlerde bu modelleme artış invaziv (beyin damarları tıkayıp kortikal branchi önce gerektirirng boyun karotis arter yoluyla erişim arterler gerektirir ve teknik ve infarkt artan değişkenliği) ek tıkanıklığı gerektirir. MCA önceki şubelerine erişim basit bir kraniotomi ile mümkün değildir burada açıklandığı gibi modeli daha proksimale gerçekleştirilemez. Bu pMCAO üzeri subkortikal infarkt ikna etmek için cerrahi mümkün olsa da, tıkanma son derece invaziv gerektirecektir ve bu nedenle ideal değildir olacaktır.
Oklüzyon etkinliği histolojik olarak lazer Doppler, veya lazer görüntüleme 12,24,25 benek (Şekil 3), ya da ölüm sonrası (Şekil 2) aracılığıyla da teyit edilebilir. Daha önceki araştırmalar duyusal stimülasyon infarkt gelişimi ve sonucu önemli bir rol oynayabilir göstermiştir unutulmamalıdır; pMCAO 2 saat içinde uygulandığında zarar güvenceler verildi ve 3 saat sonrası pMCAO de uygulanan inme zarar artışa neden 24,25,28. Biz 5 saat sonrası pMCAO de, stimülasyon artık sonuç (yayınlanmamış veri) üzerinde bir etkisi olduğunu doğruladı. Bu nedenle, konuların duyusal stimülasyon pMCAO az değişkenlik ile infarkt hacimleri elde etmek için aşağıdaki 5 saat en aza indirilmelidir. Buna göre, bizim grup az duyusal stimülasyon ile, karanlıkta, 5 saat sonrası pMCAO için fareler anestezi tutarak bu tür "tedavi kontrolleri" çalışır, ve açıkça hiçbir bıyık uyarılması.
Bu daha fazla dallanma, birden çok ana parçaları, ya da iletişim damar yokluğu ile birlikte MCA yapıda zaman varyasyonu, yetişkin erkek Sprague Dawley sıçanları 29,30 olarak 10-30% arasında bir frekansta oluşabileceğine dikkat edilmelidir. MCA anormallikler gözlenirse, bu tür damar anormallikleri ile hayvanlar ekleyerek infarkt değişkenlik artacak gibi o konu kullanmamayı tavsiye edilir.
Buna ek olarak, O ve birkaç pratik yönleri vardırinme soruşturma için avantajlı bu oklüzyon yöntemi yapmak ur prosedürü. İlk olarak, dikişler arter etrafına yerleştirilen ancak bağ ve kesisi sonrası post-iskemik değerlendirme ardından izlenmesi ve değerlendirilmesi, toplamak için sıkılır değil olabilir. Bu şekilde, oklüzyon için gerekli cerrahi hazırlık etkili olan denekler için kontrol edilir. Konularda sabit kalabilir veya tıkanıklığı boyunca stereotaksik çerçeve içinde, kullanımda 25,28 de bu konuda hareket ya da herhangi bir deney ekipmanları bozmadan sırasında ve tıkanıklığı sonra, önce her konunun deneysel değerlendirme yapmak mümkün olduğu için. Ayrıca, daha yaşlı denekler kemirgen içinde çok düşük bir ölüm oranı, bu işlem sonucu 21-24 aylıkken (yaşlı bir insan eşdeğer), 31 ve bu nedenle daha yakından en yaygın model bu sıçanlarda inme tedavisinde değerlendirmek için kullanılabilir inme hastalarının 25,28 yaş dirsek. Gemi transection da birkaç pratik amaca hizmet eder. Kesisi sonrası kanama olmaması geminin tamamen bağ sitelerinde hem de tıkalı olduğu teyit etmektedir. Ayrıca, kan akışı kesisi kalıcı bir bozulma sağlar. Son olarak, transeksiyonu tıkalı damar distal kısımlarının tespit herhangi bir kan akışı alternatif bir kaynak gelmelidir sağlar.
Biz özellikle bu el yazması ve video MCA için bu tıkanıklığı tekniği tarif rağmen Son olarak, aynı çift bağ kesisi teknik kraniotomi üzerinden erişilebilir herhangi bir serebral damar uygulanabilir. Laboratuarımızda, örneğin, seçici olarak birincil somatosensor korteks 32 içindeki iskemi ortaya çıkarmak için tasarlanmış tekniklere benzer bir şekilde birinci ve kollateral kan akımı 24 hem de engellemek için distal MCA şube birkaç ilave daimi tıkanıklığı ile bağlantılı olarak pMCAO kullanılmaktadır.
Sonuç olarak, Tinme insan klinik literatür ile ilgili en yaygın konum (MCA), tipi (iskemi), ve hasar derecesi (enfarktüs): MCA uygulanan kalıcı tıkanıklığı için onun yöntemi yakın insan iskemik inme üç temel yönü modeller. Ayrıca, kapama bölgesinin bu yöntem, beyin boyunca tek veya birden fazla tıkanıklığı sitelerine tatbik edilebilir, ve hayatta kalma oranı yüksek olan yaşlı kişilerde ifa edilebilir. Bu tıkanma, dinamik, sürekli ve nispeten invaziv olmayan doğası göz önüne alındığında, bu tekniğin korunma ve inme tedavisinde yeni yaklaşımlar değerlendirmek klinik öncesi araştırmacılar için ek bir araç temsil eder.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokol kemirgen korteks içinde iskemi ikna etmek, ve deneysel konulara az çevresel etki ile bunu yapmak için geliştirilmiştir. Çift tıkanıklığı ve transeksiyonu yöntemi geminin sürekli tıkalı olduğunu görsel onay için izin verir, ve aşırı işgali veya doku zarar vermeden ve yüksek hayatta kalma oranı ile yapılabilir. Bu tıkanıklığı protokol belirli bir kortikal alanı içinde iskemi ikna etmek için kraniotomi üzerinden erişilebilir herhangi bir kortikal gemi uygulanabilir. Bir hayvan…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Amerikan Kalp Derneği predoctoral Bursu 788.808-41.910, NIH-NINDS NS-066.001 ve NS-055.832 ve Araştırma NIH Eğitim Grant 1T32DC010775-01 İşitme Merkezi tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name of the equipment | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Extra Fine Graefe Forceps – 0.5 mm Tips Slight Curve (1) | Fine Science Tools | 11151-10 | |
| Ceramic Coated Dumont #5 Forceps (2) | Fine Science Tools | 11252-50 | |
| Extra Fine Bonn Scissors, straight (1) | Fine Science Tools | 14084-08 | |
| Round 3/8 (16 mm) Suture Needles | Fine Science Tools | 12050-02 | |
| 6-0 Braided Silk Suture | Fine Science Tools | NC9071061 Harvard Apparatus No.:510461 |
|
| 30 gauge needle, ½” length | Fine Science Tools | NC9867376 No.:ZT-5-030-5-L/COL |
References
- Caplan, L. R. . Caplan’s Stroke, A Clinical Approach. , (2009).
- Blumenfeld, H. . Neuroanatomy Through Clinical Cases. , (2002).
- Roger, V. L., et al. Heart Disease and Stroke Statistics–2011 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. , (2011).
- Dirnagl, U., Iadecola, C., Moskowitz, M. A. Pathobiology of ischaemic stroke: an integrated view. Trends Neurosci. 22, 391-397 (1999).
- Durukan, A., Tatlisumak, T. Acute ischemic stroke: overview of major experimental rodent models, pathophysiology, and therapy of focal cerebral ischemia. Pharmacol. Biochem. Behav. 87, 179-197 (2007).
- Dietrich, W. D., Ginsberg, M. D., Busto, R., Watson, B. D. Photochemically induced cortical infarction in the rat. 2. Acute and subacute alterations in local glucose utilization. J. Cereb. Blood Flow Metab. 6, 195-202 (1986).
- Watson, B. D., Dietrich, W. D., Busto, R., Wachtel, M. S., Ginsberg, M. D. Induction of reproducible brain infarction by photochemically initiated thrombosis. Ann. Neurol. 17, 497-504 (1985).
- Koizumi, J., Yoshida, Y., Nakazawa, T., Ooneda, G. Experimental studies of ischemic brain edema, I: a new experimental model of cerebral embolism in rats in which recirculation can be introduced in the ischemic area. Japanese Journal of Stroke. 8, 1-8 (1986).
- Carmichael, S. T. Rodent models of focal stroke: size, mechanism, and purpose. NeuroRx. 2, 396-409 (2005).
- Howells, D. W., et al. Different strokes for different folks: the rich diversity of animal models of focal cerebral ischemia. J. Cereb. Blood Flow Metab. 30, 1412-1431 (2010).
- Trueman, R., et al. A Critical Re-Examination of the Intraluminal Filament MCAO Model: Impact of External Carotid Artery Transection. Transl. Stroke Res. 2, (2011).
- Dirnagl, U., Waiz, W. o. l. f. g. a. n. g. . Neuromethods. , (2010).
- Cirstea, M. C., Levin, M. F. Compensatory strategies for reaching in stroke. Brain. 123 (Pt. 5), 940-953 (2000).
- Nakayama, H., Jorgensen, H. S., Raaschou, H. O., Olsen, T. S. The influence of age on stroke outcome. The Copenhagen Stroke Study. Stroke. 25, 808-813 (1994).
- Nudo, R. J., Plautz, E. J., Frost, S. B. Role of adaptive plasticity in recovery of function after damage to motor cortex. Muscle Nerve. 24, 1000-1019 (2001).
- Chiganos, T. C., Jensen, W., Rousche, P. J. Electrophysiological response dynamics during focal cortical infarction. J. Neural Eng. 3, 15-22 (2006).
- Traversa, R., Cicinelli, P., Bassi, A., Rossini, P. M., Bernardi, G. Mapping of motor cortical reorganization after stroke. A brain stimulation study with focal magnetic pulses. Stroke. 28, 110-117 (1997).
- Weber, R., et al. Early prediction of functional recovery after experimental stroke: functional magnetic resonance imaging, electrophysiology, and behavioral testing in rats. J. Neurosci. 28, 1022-1029 (2008).
- Dirnagl, U., Kaplan, B., Jacewicz, M., Pulsinelli, W. Continuous measurement of cerebral cortical blood flow by laser-Doppler flowmetry in a rat stroke model. J. Cereb. Blood Flow Metab. 9, 589-596 (1989).
- Wintermark, M., et al. Comparison of admission perfusion computed tomography and qualitative diffusion- and perfusion-weighted magnetic resonance imaging in acute stroke patients. Stroke. 33, 2025-2031 (2002).
- Crafton, K. R., Mark, A. N., Cramer, S. C. Improved understanding of cortical injury by incorporating measures of functional anatomy. Brain. 126, 1650-1659 (2003).
- Nudo, R. J., Eisner-Janowicz, I., Lomber, S. t. e. p. h. e. n., Eggermont, J. o. s. Ch. 12. Reprogramming the Cerebral Cortex. , (2006).
- Davis, M. F., Lay, C. C., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Amount but not pattern of protective sensory stimulation alters recovery after permanent middle cerebral artery occlusion. Stroke. 42, 792-798 (2011).
- Lay, C. C., Davis, M. F., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Mild sensory stimulation completely protects the adult rodent cortex from ischemic stroke. PLoS One. 5, e11270 (2010).
- Lay, C. C., Davis, M. F., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Mild sensory stimulation reestablishes cortical function during the acute phase of ischemia. J. Neurosci. 31, 11495-11504 (2011).
- Coyle, P. Middle cerebral artery occlusion in the young rat. Stroke. 13, 855-859 (1982).
- Risedal, A., Zeng, J., Johansson, B. B. Early training may exacerbate brain damage after focal brain ischemia in the rat. J. Cereb. Blood Flow Metab. 19, 997-1003 (1999).
- Lay, C. C., Davis, M. F., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Mild sensory stimulation protects the aged rodent from cortical ischemic stroke following permanent middle cerebral artery occlusion. Journal of the American Heart Association Cardiovascular and Cerebrovascular Disease. , (2012).
- Niiro, M., Simon, R. P., Kadota, K., Asakura, T. Proximal branching patterns of middle cerebral artery (MCA) in rats and their influence on the infarct size produced by MCA occlusion. J. Neurosci Methods. 64, 19-23 (1996).
- Wang-Fischer, Y. . Manual of Stroke Models in Rats. , 17-30 (2009).
- Quinn, R. Comparing rat’s to human’s age: how old is my rat in people years?. Nutrition. 21, 775-777 (2005).
- Wei, L., Rovainen, C. M., Woolsey, T. A. Ministrokes in rat barrel cortex. Stroke. 26, 1459-1462 (1995).
- Brint, S., Jacewicz, M., Kiessling, M., Tanabe, J., Pulsinelli, W. Focal brain ischemia in the rat: methods for reproducible neocortical infarction using tandem occlusion of the distal middle cerebral and ipsilateral common carotid arteries. J. Cereb. Blood Flow Metab. 8, 474-485 (1988).
- 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).
- Dittmar, M., Spruss, T., Schuierer, G., Horn, M. External carotid artery territory ischemia impairs outcome in the endovascular filament model of middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke. 34, 2252-2257 (2003).
- Bederson, J. B., Germano, I. M., Guarino, L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in the rat. Stroke. 26, 1086-1091 (1995).
- Kuge, Y., Minematsu, K., Yamaguchi, T., Miyake, Y. Nylon monofilament for intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke. 26, 1655-1657 (1995).
- Laing, R. J., Jakubowski, J., Laing, R. W. Middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Which method works best?. Stroke. 24, 294-297 (1993).
- Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20, 84-91 (1989).
- Schmid-Elsaesser, R., Zausinger, S., Hungerhuber, E., Baethmann, A., Reulen, H. J. A critical reevaluation of the intraluminal thread model of focal cerebral ischemia: evidence of inadvertent premature reperfusion and subarachnoid hemorrhage in rats by laser-Doppler flowmetry. Stroke. 29, 2162-2170 (1998).
