Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

אינדוקציה של שבץ איסכמי ו איסכמיה reperfusion בעכברים באמצעות הטכניקה ויזואליזציה ספיגות עורקים התיכונים של אזור האוטם

Published: February 2, 2017 doi: 10.3791/54805

Introduction

המחקר של מחלות לב וכלי דם, כגון שבץ, מסתמך על השימוש במודלים in vivo. כדי להבין את המשמעות האפשרית של איסכמיה, הרעלת סמים, ו / או טיפול, יש צורך להשתמש מודל מתאים, סטנדרטי, אמין, לשחזור של המחלה, המאפשרת מחקרים השוואתיים בין קבוצות טיפול. בכתב היד הזה, אנו משתמשים בעכברים, הרי שעל בסיס זמינות של מספר רב של עכברים טרנסגניים ומודלים להערכה סטנדרטיים. לגרף ציונים להעריך גירעונות מנוע והתנהגות לאחר שבץ איסכמי הניסיון ואת ההתאוששות שלהלן פותח 1, 2.

מודלי שבץ איסכמי כמה זמינים, כגון איסכמיה מוחית העולמית מלאה, איסכמיה הגלובלית שלמה, איסכמיה מוחית מולטיפוקליות ו איסכמיה מוחית מוקדים. הקבוצה השנייה היא גם בקטגוריה של שבץ הנפוץ ביותר בחולים. רוב הערבnts מבוצע על ידי ההיווצרות של חסימת תסחיפים או טרומבוטיים ליד או עורק המוח האמצעי (MCA). בהתחשב בפרמטרים אלה, המודל שהוצג יחקה האטיולוגיה מחלת שבץ אדם ועושה תוצאות שהתקבלו ביותר 3 רלוונטיים. עם זאת, התרגום של תגליות מן במודלים של בעלי חיים לטיפול במחלה בבני האדם הוכיח להיות מאתגר. עד כה, רק את השימוש activator plasminogen רקמות thrombolytic אושר לטיפול בשבץ מוחי איסכמי 4.

בין דגמים של איסכמיה מוחית מוקד עכבר, מודל שבץ מוחה זרימה אחורית ודגם פקק ורידי מוחות הם פולשני מאוד, הולכים ופוחת תחולתן והגבלת מגוון ניתוחים שניתן לבצע. עם זאת, טכניקות אחרות, כגון המודל תסחיפי, מודל photothrombosis, אנדותלין -1 המושרה מודל שבץ, חסימה בעורק המוח האמצעי תפר intraluminal (MCAO) מודל, זמין לשימוש ללא מגבלות כאלה. מודל MCAO הוא טכניקה מתוארת בפרוטוקול זה. הוא מציע שיטה אמינה של גרימת איסכמיה מוחית מוקדים שניתן reperfused בקלות ובצעה באופן תפוקה גבוהה. קיימות שתי גישות מודל זה, כלומר, Zea-Longa ו קואיזומי השיטות. הם נבדלים מעט בדרך תפר החסימה מוכנסת בכלי הדם. בטכניקת Zea-Longa, התפר מוכנס דרך עורק התרדמה החיצוני 5. הטכניקה המוצגת כאן היא שונה משיטת קואיזומי שבו תפר occluding מוכנס דרך עורק התרדמה המשותף 6.

מודל MCAO יושם בהצלחה על מנת להעריך אירועים שונים המתרחשים במהלך שבץ איסכמי. בעקבות רה-פרפוזיה, בצקת במוח ניתן לצפות יחד עם פירוט של מחסום הדם-מוח. ומוות עצב שיא בדרך כלל הוא ציין 24 שעות; עם זאת, זה מחדשפונה לרמות הבסיס לאחר 7 ימים 7. אצל בני אדם, מין וגיל הם משתנים חשובים בקביעת התוצאה שבץ, זה גם הוא ציין עכברים וחולדות 8, 9, 10. מספר פרסומים השתמשו במודל MCAO להפגין יעילות הטיפול 11, 12, 13, 14.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל ההליכים אושרו על ידי האוניברסיטה של ​​טיפול בבעלי חיים מוסדיים מיאמי ועדת שימוש (IACUC) בהתאם המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) הנחיות. השימוש בציוד סטרילי וטכניקות ספטית נדרש.

1. הכנת ספיגת התפר

  1. השתמש תפר בקוטר 0.21 מ"מ לעכברים בין 20 - 25 גרם ו 0.23 מ"מ לעכברים בין 25 - 35 גרם של משקל גוף. הבחירה של הסוג של תפרים עבור הליך MCAO תלוי במשקל חיה.
  2. באמצעות עט כסף, לסמן תפר בשעה 9 מ"מ החל מהקצה מצופה סיליקון. זה ישמש כמדריך אורך כניסה.

2. הכנה לכירורגיה

  1. להרדים עכבר עם isoflurane מעורבב עם חמצן, באמצעות מערכת הרדמת מעבדה. השתמש isoflurane בשעה מוגדר 5 ותזרים חמצן 2 על מכונת המסחרי (ראה לוח חומרים). מעבירים את החיה אל surgery השטח ולקיים הרדמה באמצעות חרטומו (isoflurane השתמש בהגדרה 1.5 - 2.5 ו זרימת חמצן 2).
    1. להבטיח שמירה על קצב עכבר הנשימה היא סביב 1 - 2 נשימה לכל שניות בלי להתנשף. בנוסף, להבטיח כי בעל החיים לא להפגין תגובה לגירוי שפם רפלקס דוושה (קמצוץ בוהן). צג הנשימה שיעור ומאמץ במהלך הניתוח, לפחות כל 5 דקות.
  2. שים טיפה של חומר סיכה עיניים על כל עין באמצעות ספוגית סטרילית כדי למנוע מהם מהתייבשות במהלך ההליך. לחלופין, להחיל משחת עיניים לעין משפופרת תרופות סטרילי.
  3. הפוך את התנין על גבו ועל לגלח את אזור החתך. אחר כך, ביסודיות לחטא את אזור הניתוח באמצעות אתנול 70%, ואחריו כלורהקסידין, ואת הספוגית הסופית עם 70% אתנול. מניח את החיה על משטח כירורגי חם תחת סטראו.

3. דיסקציה של עורק Common הראש הפנימי / External מסעף

  1. בעזרת מספריים מלקחיים כירורגיים, לבצע חתך קו האמצע רדוד בצוואר, מלמעלה לעצם החזה כדי מתחת ללסת (כ 3 - 4 ס"מ). יש למקם וילון כירורגי מסביב לאזור הניתוח, כדי למנוע מכשירים מלבוא במגע עם משטחים לא סטריליים. וילון הכירורגים הושמט בסרטון הנוכחי כדי לסייע צילומים.
  2. בעזרת מלקחיים, שומן נפרד בזהירות ורקמות חיבור לחשוף את קנה הנשימה. רקמות צריכות בקלות ובאופן טבעי להפריד לשני הצדדים.
  3. מניחים כרית (חפץ עגול, כ -0.5 ס"מ קוטר) על החלק האחורי של הצוואר של עכברים כדי להאריך את הצוואר, עוד חשיפת האזור לניתוח.
  4. פתח את החתך גם באמצעות מפשק רקמות או ווים.
  5. בצד שמאל של החיה של קנה הנשימה, למרוט לגזרים את רקמת החיבור בזהירות כדי לחשוף את העורק הראשי משותף שמאל (CCA). היזהר שלא לפגוע בעצבים וורידים מרכזיים יחד עם המרכז לאמנות עכשווית.
  6. המשך חשיפת CCA, נזהר להתנתק הרקמה הבסיסית, ולחשוף את "Y" העליון הסתעפות של עורק המוח הפנימי (רשפ"ת) ו עורק המוח חיצוני (ECA). כדי לסייע ניתוק CCA, הכנס את המלקחיים המעוקלים תחת CCA לנקב את רקמת חיבור ואז לאט לאט לאפשר להם לפתוח.

4. הכנת המרכז לאמנות עכשווית עבור החדרת תפר MCAO

  1. הכנס 3 מגזרי ניילון תפר של כ -4 ס"מ באורך תחת CCA. ודא כי CCA אינו מעוות זה יסבך ההחדרה דרסטי של התפר.
  2. בנקודה הנמוכה ביותר האפשרית, לסגור את התפר התחתון באמצעות פקעת קבע.
  3. לקשור את התפר העליון ממש מתחת ICA / ECA הסתעפות באמצעות קשר להחליק נשלף.
  4. לקשור את התפר באמצע באמצעות קשר להחליק נשלף, אבל שמור עליו פתוחה לרווחה. חשוב להשאיר מספיק מקום שלא לעכב החדרת תפר.
  5. שימוש sci אביב microdissectionssors, לבצע חתך CCA בין החלק התחתון ותפרים באמצע. בצע את חתך 0.2 המ"מ קרוב התפר התחתון.

5. עורקים תיכונים ספיג מוחות

  1. בעזרת מלקחיים, הכנס את תפר MCAO לתוך החתך CCA, המנחה אותו עד לקצה. בצע פעולה זו במהירות לאחר שלב 4.5 כדי למנוע קרישה וסגירה של פתיחת המרכז לאמנות העכשווית. במקרה החדרת תפר חסום, השתמש טיפים של מלקחיים כדי לפתוח מחדש את החתך.
  2. בעדינות לכבול תפר באמצע מצד סיליקון תפר MCAO באמצעות קשר להחליק כדי להגביל את זרימת הדם סביבו, אך רופף מספיק כדי לאפשר לו לנוע בחופשיות.
  3. בזהירות לבטל תפר העליון, ולוודא כי תפר MCAO לא יחליק החוצה.
  4. הכנס את תפר MCAO ב הרשפ"ת על ידי כמה מילימטרים ואז reclose התפר העליון, באותו אופן כפי שמתואר בשלב 5.2.
  5. מדריך תפר MCAO לאזור החסימה. חיווי החדרה מוצלחת הואניכר על ידי הכמות הנמוכה של backflow דם מן חתך CCA וכי סימן מ"מ כסף 9 ממוקם בין חתך CCA ואת הסתעפות ICA / ECA. אישור נוסף של חסימה מוצלחת ניתן להשיג באמצעות שיטות ניטור כגון מערכת ניטור זרימת הדם דופלר לייזר 15, 16.
    הערה: ירידה של 90% של זרימת דם לאזור המוח האמצעי בצד באזור המוסתר מציינת חסימה מוצלחת.
  6. לאחר חסימה מוצלחת, לכבול תפר הבינוני העליון בחוזקה. אם ביצוע הכניסה דמה, לא reclose התפרים אלא מיד דלג לשלב 7.3.

סגירת חתך 6. שלאחר ניתוח טיפול

  1. טאק התפרים לאזור החתך.
  2. סור ווים מפשקים או רקמות כרית.
  3. אזור תפר נקי באמצעות מי מלח סטרילית מקלון צמר גפן.
  4. סגירת החתך באמצעות ניילון תפר / מחט מלקחיים.
  5. <li> נהל אנטי דלקתיות (למשל, Carprofen 10 מ"ג / ק"ג, SC) משכך כאבים (למשל, עצירות 0.1 מ"ג / ק"ג SC, פעמיים ביום) תרופות להקלת אי נוחות לאחר הניתוח. מניחים את העכברים בכלוב מונח על משטח לוהט כדי למנוע היפותרמיה ולהנגיש המודעה labium למים ומזון התרכך.
  6. לפקח על התאוששות של בעלי חיים (5 - 10 דק ') ואת סימני שבץ. הם יכולים להשתנות משיתוק לרוחב קל והקיפו להתכווצות חמורה של האגף הנגדי מתגלגל. נקודות הערכה כמה מפורטות בדיון. בעלי החיים מוצגים סימני מצוקה נשימתית או התקפים חמורים צריכים להיות מורדמים.
  7. בהתאם לפרוטוקול reperfusion איסכמיה, לעזוב את תפר MCAO במקום מ -30 דקות ל -120 דקות או יותר. צמצום חסימת זמן מונע תמותה.
  8. עבור חסימה קבועה, לעזוב את תפר MCAO במקום במשך 24 שעות, אולם שיעור התמותה המשמעותי הוא צפוי. לאחר זמן לשגות זה, המשך STEעמ '7.
    1. אם באמצעות מודל חסימה קבועה, לשמור עכברים בכלוב עד לנקודת הסיום. באותו הזמן, להסיר תפר (שלבים 7.1 כדי 7.8). הליך זה יכול להתבצע גם לאחר המתת חסד.

Reperfusion 7.

  1. להרדים את החיה שוב (אחרי הוראות 2.1) ולהסיר תפרי סגירת פצע.
  2. בעזרת מלקחיים ומפרידי רקמות, לפתוח מחדש את החתך ולחשוף את המרכז לאמנות עכשווית.
  3. מוציאים בזהירות את תפר העליון ומשוך בעדינות על תפר MCAO עד החלק מצופה סיליקון ממוקם משכו את הקשר באמצע.
  4. בצע שוב את הקשר העליון על התפר כדי למנוע מדם לזרום לעבור התפר (זה לא חייב להיות קשר להחליק).
  5. בזהירות להתיר את הקשר באמצע ומשוך התפר על פני הקשר העליון, אבל לשמור את זה בתוך CCA.
  6. הבשר ומהדקים את הקשר העליון לחסום את זרימת הדם בעורק.
  7. משוך החוצה לחלוטין תפר MCAO ולסגור את הקשר באמצע בחוזקה.
  8. תפר MCAO יכול להיותשימוש חוזר מספר פעמים. לאחר כל שימוש, נקו את תפר בקפידה באתנול 70% כדי להסיר מזהמים (למשל, דם או רקמות) באמצעות גזה סטרילי. לאחר מכן, למקם את התפר בתוך כיס מעקר לעקר אותה.
  9. חזור על שלבים 6.1 - 6.4 ואת לפקח התאוששות בעלי חיים.

בדיקת רקמות 8.

  1. כדי לפקח נפח פעימה, לנתח את המוח.
    1. להרדים את העכבר באמצעות תהליך בן שני שלבים. ראשית, לחשוף את בעל החיים ממנת יתר של isoflurane עד נושם עצירות. עבור מכתים TTC, לערוף את העכבר באופן מיידי והמשך מיצוי המוח. עבור המוח חתך (למשל, עבור immunostaining מנתח), לבצע זלוף באמצעות לנקב לב לפני עריפת ראש.
    2. Cut-off ראש בבסיס הגולגולת לחתוך את הקרקפת משני צידי הצוואר כדי העליון של הגולגולת עד בין העיניים. עם חשפה את הגולגולת, לחתוך את העצם לאורך שני הצדדים החל מפתיחת בסיס הגולגולתעד ארובת העין. הפוך זה לחתוך לאורך החלק הרחב של הגולגולת. היזהר שלא להגיע עמוק מדי עם מספריים כדי למנוע נזק למוח.
    3. לאחר מכן, לחתוך את העצם בין שתי ארובות העיניים.
  2. בעזרת מלקחיים, להרים את החלק העליון של הגולגולת כדי לחשוף את המוח. לא צריך להיות רק התנגדות קטנה. אם זה לא להרים בקלות, חתכים בגולגולת עשויים להיות חלקיים. שחרר את המוח בעדינות בעזרת מלקחיים מעוקלים בוטים. המוח עדיין מוצמד על ידי מספר עצבים. להתקדם לאט, אפשרות להסיר קבצים מצורפים לאורך הדרך.
  3. מניח את המוח הטרי במטריצת מוח 1 מ"מ, להוסיף כמה טיפות של PBS, ופורס לאורך מטריקס באמצעות סכין גילוח או סכין cryostat.
  4. מעבירים את המוח על צלחת 100 מ"מ ולהוסיף פתרון מכתים (2% כלוריד 2,3,5-triphenyltetrazolium [TTC] מומס PBS) כדי לכסות את החלק התחתון של המנה. השימוש בשני מלקחיים, נפרד כל פרוסות המוח (מול פונה כלפי מטה) ומניחות אותם על מנת בתחתית המנה.
    הערה: מכתים יהפוך קיימא רקמות אדומות, עם לא-ישימות רקמה נותרת לבנה. התחממות פתרון 37 ° C תאיץ מכתים. סימנים של אזור מוחי (לבן) ניתן לראות מהר ככל שבץ שלאחר 90 דקות נשארים גלויים במשך יותר מ -7 ימים. הדמיה צריכה להיעשות יחד עם סרגל כדי לאפשר חישוב של נפח פעימה.
  5. תהליך גזור מוחות עבור חתך, מכתים חיסוני, בידוד חלבון, או מגוון של הליכים אחרים 17, 18, 19.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

מסלול הכניסה עבור תפר החסימה מודגם באיור 1. תפר MCAO הוא להיות מוכרע לאזור החסימה, מתפצל ב הרשפ"ת. חסימה מוצלחת של MCA תוביל פגיעה ברקמות, גלויה על ידי מכתים TTC. איור 2 מציג תמונות של מכתים מן החי מטופלים דמה (איור 2 א) ו מבעל חיים reperfusion איסכמיה 60 דקות MCAO (מכתים ב 90 דקות או 24 שעות שלאחר חסימה, איור 2B). כדי לקבוע נפח פעימה, ראשון לחשב את שטח השבץ עבור כל מקטע, באמצעות הסרגל נכלל הליך ההדמיה, על ידי הפחתה באזור שאינו אוטם של צד ipsilateral מן השטח הכולל של הצד הנגדי. חישוב זה יכול להתבצע באמצעות תוכנה מסחרית או תוכנות קוד פתוחות. לאחר מכן, לחשב נפח פעימה עבור כל פרוסה ובהתחשב בכך השקופיות 1 מ"מ עובי ולסכם כרכי השבץ FOr כל הפרוסות. הליך זה יספק את נפח פעימה הכולל עבור כל חיה, אשר לאחר מכן ניתן להשוות בין קבוצות וטיפולים חיים אחרות. בממוצע, לחסימה 60 דקות ואחריו 23 שעות של תוצאות reperfusion בתוך נפח הפעימה של כ -21 ± 3 מ"מ 3 ב C57BL / 6J שאינם מטופלים סוג בר של 15 שבועות.

בנוסף חוקר נפח פעימה, immunofluorescence ניתן לבצע עבור מספר רב של מטרות, כגון microtubule הקשורים החלבון-2 (MAP2) בגין ניזקים עצביים (איור 3 א) או חלבון גליה fibrillary חומצי (GFAP) עבור astrogliosis (איור 3 ב). ניתוחים כאלה נוספת להפעיל ניתוח של התקדמות שבץ והתאוששות כמו גם תהליכים אחרים המעורבים נזק לרקמות שבץ ותיקון.

איור 1
איור 1: רונג> ייצוג סכמטי של פיזיולוגית עורקי המוח. כביש מתמורת כניסת MCAO מעורק הראש הנפוץ (CCA) לאזור החסימה הצביע בכחול. אזור הניתוח ממוקם בתחתית של הדמות (צורת אליפסה) ומיקום תפר מותווה על ידי קווים שחורים (TS: למעלה תפר; MS: תפר תיכון; BS: תפר תחתון). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2
איור 2: מכתים TTC של חלקים במוח. פנל עליון מייצג מכתים טיפוסי באי החדרת דמה. לוחות תיכונים ותחתונים התקבלו לאחר MCAO 60 דקות, ואחריו 90 דקות או 24 שעות של reperfusion. סרגל קנה מידה הוא 1 מ"מ.

3 "src =" / files / ftp_upload / 54,805 / 54805fig3.jpg "/>
איור 3: Immunofluorescence מכתים של עכבר המוח בעקבות שבץ. בעקבות חסימת 60 דקות, מוח היה reperfused במשך 23 שעות, שנקטף, ומעובד cryosectioning. באמצעות נוגדנים MAP2 (למעלה) ו GFAP (למטה), רקמות נותח בגין נזקי עצבי astroglyosis בשני (פאנלים משמאל) דמה או 90 דקות המוח איסכמיה-רה-פרפוזיה (לוחות מימין). תמונות המוצגות משולבות מתמונות מרובות נלקחות על ידי מיקרוסקופ confocal באמצעות מטרת 10X. סרגל קנה מידה הוא 1 מ"מ. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

קריטריונים של הערכה
מצב כללי מצב שיער ניקוי עצמי התנהגות (0: none; 2: רגיל)
(0: הגרועה; 2: רגילה) אוזניים עמדת אוזניים (נפולה או עלה)
שמיעה (ריאקטיבי או לא)
מצב העין עמדת עפעפיים
תְגוּבָה
יְצִיבָה זחילה, נשען, נורמלי
פעילות ספונטנית התנועה הבלתי מודעת / לא, פעילות נמוכה, לפעילות רגילה
Neurodeficit סימטרית גוף כאשר עכבר הוא עדיין (אין תנועה, זחילה, מלקחיים, נטוי חלקית, רגילה)
(0: הגרועה; 4: רגילה) הליכה אין תנועה, מסתובבת, חגות, הליכה לצד אחד, נורמהl
טיפוס הליכת התנהגות על נתיב זוויתי (אותם קריטריונים כמו בהליכה)
התנהגות מלקחיים הרמת חיה בזנבו (שום תנועה, מתערבל, קבלנות לצד אחד, שני צדדים, אך עם העדפה, רגיל)
סימטרית איבר קדמית תראה תופס התנהגות של רגליו הקדמיות (לא תופס בכלל, רק אחד תופס צד, הוא לתפוס אבל רגל אחת נוקשה, הוא לתפוס אבל אחד ללא הרף רופף ראשון, רגיל)
מלקחי חובה שם עכבר על משטח שטוח, וללחוץ על כתף מהצד (אין תגובה / תנועה, מסתובב, נופל על צד אחד, נשען עם התנגדות לדחוף, רגיל)
בתגובה זיף לגעת שפם צד אחד בזמנו (אין תגובה, שפם תנועה יחידה, לסובב את הראש, להפוך תא מטען, רגיל)
התנהגות אפילפטי התנהגות לאחר רעש פתאומי או שינוי אור (הלא-מודעת, עווית טוניק כללי עקבית, עווית טוניק כללי חולפת, עווית טוניק חולף מוקדים, רגיל)

סולם 1. טבלת הערכת מצב מאוס Neurodeficit בעקבות שבץ איסכמיה. מעובד מתוך 1, 2.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

הניצול המוצלח של שיטת MCAO תארה תלוי מאוד על הבנת האנטומיה זרימת דם במוח. מאז המיקום הנכון של התפר קשה להבחין בשל חוסר רמזים חזותיים ישירים, לחזור על התרגילים חשובים להשתלט על ההליך לפני השימוש בו ללימודי חקירה. נפח פעימה יש לנתח על מנת להבטיח תוצאות עקביות. התוספת של מערכת ליזר דופלר יכולה לעזור כדי לקבוע את החסימה המוצלחת של זרימת הדם אמור לשמש מעת לעת על מנת להבטיח כי ההליך נעשה בצורה נכונה. ניתוב תפר MCAO לאזור החסימה ניתן להקל על ידי מניפולציה של העורק. כדי לסייע בהכוונת התפר אל MCA, פעם זה פשוט עבר את ECA / ICA הסתעפות, לחץ נגד ICA מעט מעל ההסתעפות (2-3 מ"מ) עם מלקחיים כדי להנחות את התפר שמאלה / למטה ולמנוע ממנו הולך לתוך עורק pterygopalatine. בנוסף, העברת הכרית להציב צעד 3.3 או פוומילא התחתון מסתבך ולימין יכול לעזור המכוון את העורק כדי להקל על הכניסה. השלבים הנותרים של הפרוטוקול כרוך המיקרו-כירורגיה תחת סטראו והם פשוט למדי. שיעור ההצלחה של השיטה המתוארת, כפי שנתקבל על ידי הקבוצה שלנו ודיווחו על ידי אחר, הוא של כ -80 - 90%. עם זאת, מספר גורמים יכולים להשפיע על ההישרדות, כוללים בקרת טמפרטורת גוף תפר מבחר 20, 21, 22. התחזוקה של טמפרטורת הגוף של בעלי החיים במהלך הניתוח חשובה לשיפור הישרדות של בעלי חיים.

בהתאם החוויה של המשתמש, שיטה זו יכולה להיות מועסקת באופן תפוקה גבוה ללמוד קבוצה גדולה של בעלי חיים. המובהקות הסטטיסטית של מחקרים בבעלי חיים תלוי בשימוש של מספר מספיק של נושאים להבחין בין קבוצות הטיפול למרות וריאציה המהותי בין בנושאים בעלי חיים. ההפרוטוקול המובא מאפשר לימודים כאלה בעוד מחדש חלקים מקרוב של תהליך המחלה.

היתרון של הטכניקה MCAO נובעת מהעובדה שבעוד זה כרוך קצת פרוצדורות כירורגיות, היא אינה דורשת הליכים פולשניים מאוד כמו במודל craniotomy. בנוסף, זה מאוד לשחזור ואת reperfusion הוא לשליטה מאוד, דבר שאינו אפשרי באמצעות אנדותלין -1 או מודלים שבץ תסחיפי. הטכניקה תחקה בתהליך של שבץ מוחי איסכמי אדם ומייצרת פגיעה ברקמות מאפיין אצל בני אדם, וזה לא המקרה של מודל photothrombosis. לעומת טכניקות אחרות שפורסמו, הליך MCAO אינו מחייב את הצריבה של ECA. זהו יתרון שכן הוא יכול להיות בשילוב עם מודל עירוי ICA שלנו לספק סוכנים טיפוליים כדי האונה המושפעת לאחר שבץ אינדוקציה 23, 24, 25.

בנוסף בדיקת רקמות, התנהגות בעלי חיים יכולה להיות במעקב כדי להעריך longitudinally חומרת השבץ והתאוששות. זה יכול לעזור להשוות התאוששות בין קבוצות הטיפול השונות. גישות פותחו מספר על מנת להעריך התנהגות. סולם של 5 נקודות פשוטה שניתן להשתמש בם כדי להעריך שבץ פוסט חסר נוירולוגים (0: אין גירעון התנהגות; 1: אין ארכה בכפו נגדית; 2: מלקחיים בצד הנגדי של אוטם; 3: נפילה בצד הנגדי של אוטם; 4: רמת תודעה נמוכה ותנועה ספונטנית) 5. בנוסף, ניתוח מעמיק של מצב החיה והתנהגות יכול להתנהל להעריך התאוששות כמתואר בטבלה 1 1, 2.

ההליך כירורגי הציג משתמש בשיטה מכאנית האינדוקציה של שבץ, אשר מגבילה ניצול של טכניקה זו במחקרים על רגישות שבץ ו / אוסוכני סיבתי. עם זאת, פרוטוקול זה יכול להיות שימושי להפליא בחומרתו ניתוח שבץ, אסטרטגיות מניעות או מקלים, גורמים מחמירים וטיפולי אפשריים גישות פוסט-שבץ. השוואה בין קבוצות הטיפול יכול לעזור בזיהוי פוטנציאל הטיפול שעשויים למזער נזק מוחי או להאיץ התאוששות. ואכן, שיפור התאוששות יהיה בעל חשיבות רבה בסיוע לחולי שבץ.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
MCAO suture 0.23 mm Doccol 702345PK5Re
MCAO suture 0.21 mm Doccol 702145PK5Re
Silver pen staples 503205
Anesthesia machine Vetequip 901806
Surgical scissors Fine science tool 14558-09
Surgical forceps straight tip Fine science tool 00108-11
Surgical forceps angled tip Fine science tool 00109-11
Spring scissors Fine science tool 15000-08
Nylon suture Braintree scintific SUT-S 104
Closing suture VWR 95057-036
Isoflurane Piramal
2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride FisherSci 50-121-8005
Brain block Braintree scintific BS-A 5000C
Cryostat blade VWR 89202-606
Optional:
Periflux Laser doppler system Perimed Periflux 5000
Monitoring unit Perimed PF 5010 - LDPM

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cuomo, O., et al. Antithrombin reduces ischemic volume, ameliorates neurologic deficits, and prolongs animal survival in both transient and permanent focal ischemia. Stroke. 38 (12), 3272-3279 (2007).
  2. Wauquier, A., Melis, W., Janssen, P. A. Long-term neurological assessment of the post-resuscitative effects of flunarizine, verapamil and nimodipine in a new model of global complete ischaemia. Neuropharmacology. 28 (8), 837-846 (1989).
  3. Liu, F., McCullough, L. D. Middle cerebral artery occlusion model in rodents: methods and potential pitfalls. J Biomed Biotechnol. 2011, 464701 (2011).
  4. Chiu, D., et al. Intravenous tissue plasminogen activator for acute ischemic stroke: feasibility, safety, and efficacy in the first year of clinical practice. Stroke. 29 (1), 18-22 (1998).
  5. Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20 (1), 84-91 (1989).
  6. 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. Jpn J Stroke. 8, 1-8 (1986).
  7. Liu, F., Schafer, D. P., McCullough, L. D. TTC, fluoro-Jade B and NeuN staining confirm evolving phases of infarction induced by middle cerebral artery occlusion. J Neurosci Methods. 179 (1), 1-8 (2009).
  8. Liu, F., Yuan, R., Benashski, S. E., McCullough, L. D. Changes in experimental stroke outcome across the life span. J Cereb Blood Flow Metab. 29 (4), 792-802 (2009).
  9. Wang, R. Y., Wang, P. S., Yang, Y. R. Effect of age in rats following middle cerebral artery occlusion. Gerontology. 49 (1), 27-32 (2003).
  10. Baskerville, T. A., Macrae, I. M., Holmes, W. M., McCabe, C. The influence of gender on 'tissue at risk' in acute stroke: A diffusion-weighted magnetic resonance imaging study in a rat model of focal cerebral ischaemia. J Cereb Blood Flow Metab. 36 (2), 381-386 (2016).
  11. Cai, Q., et al. Co-transplantation of hippocampal neural stem cells and astrocytes and microvascular endothelial cells improve the memory in ischemic stroke rat. Int J Clin Exp Med. 8 (8), 13109-13117 (2015).
  12. Cheng, Y., et al. Intravenously delivered neural stem cells migrate into ischemic brain, differentiate and improve functional recovery after transient ischemic stroke in adult rats. Int J Clin Exp Pathol. 8 (3), 2928-2936 (2015).
  13. Nagai, N., et al. Intravenous Administration of Cilostazol Nanoparticles Ameliorates Acute Ischemic Stroke in a Cerebral Ischemia/Reperfusion-Induced Injury Model. Int J Mol Sci. 16 (12), 29329-29344 (2015).
  14. Liu, Y., et al. Intravenous PEP-1-GDNF is protective after focal cerebral ischemia in rats. Neurosci Lett. 617, 150-155 (2016).
  15. Hedna, V. S., et al. Validity of Laser Doppler Flowmetry in Predicting Outcome in Murine Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion Stroke. J Vasc Interv Neurol. 8 (3), 74-82 (2015).
  16. Tajima, Y., et al. Reproducibility of measuring cerebral blood flow by laser-Doppler flowmetry in mice. Front Biosci (Elite Ed). 6, 62-68 (2014).
  17. Fang, M., et al. Scutellarin regulates microglia-mediated TNC1 astrocytic reaction and astrogliosis in cerebral ischemia in the adult rats. BMC Neurosci. 16, 84 (2015).
  18. Evilsizor, M. N., Ray-Jones, H. F., Lifshitz, J., Ziebell, J. Primer for immunohistochemistry on cryosectioned rat brain tissue: example staining for microglia and neurons. J Vis Exp. (99), e52293 (2015).
  19. Kramer, M., et al. TTC staining of damaged brain areas after MCA occlusion in the rat does not constrict quantitative gene and protein analyses. J Neurosci Methods. 187 (1), 84-89 (2010).
  20. Wu, L., et al. Keep warm and get success: the role of postischemic temperature in the mouse middle cerebral artery occlusion model. Brain Res Bull. 101, 12-17 (2014).
  21. Liu, S., Zhen, G., Meloni, B. P., Campbell, K., Winn, H. R. Rodent Stroke Model Guidelines for Preclinical Stroke Trials (1st Edition). J Exp Stroke Transl Med. 2 (2), 2-27 (2009).
  22. Tsuchiya, D., Hong, S., Kayama, T., Panter, S. S., Weinstein, P. R. Effect of suture size and carotid clip application upon blood flow and infarct volume after permanent and temporary middle cerebral artery occlusion in mice. Brain Res. 970 (1-2), 131-139 (2003).
  23. Wolff, G., Davidson, S. J., Wrobel, J. K., Toborek, M. Exercise maintains blood-brain barrier integrity during early stages of brain metastasis formation. Biochem Biophys Res Commun. 463 (4), 811-817 (2015).
  24. Wrobel, J. K., Wolff, G., Xiao, R., Power, R. F., Toborek, M. Dietary Selenium Supplementation Modulates Growth of Brain Metastatic Tumors and Changes the Expression of Adhesion Molecules in Brain Microvessels. Biol Trace Elem Res. , (2015).
  25. Chen, L., Swartz, K. R., Toborek, M. Vessel microport technique for applications in cerebrovascular research. J Neurosci Res. 87 (7), 1718-1727 (2009).

Tags

רפואה גיליון 120 שבץ איסכמיה MCAO עכבר המיקרו-כירורגיה הדמיה רקמות
אינדוקציה של שבץ איסכמי ו איסכמיה reperfusion בעכברים באמצעות הטכניקה ויזואליזציה ספיגות עורקים התיכונים של אזור האוטם
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bertrand, L., Dygert, L., Toborek,More

Bertrand, L., Dygert, L., Toborek, M. Induction of Ischemic Stroke and Ischemia-reperfusion in Mice Using the Middle Artery Occlusion Technique and Visualization of Infarct Area. J. Vis. Exp. (120), e54805, doi:10.3791/54805 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter