Etablering av akutt pontinfarkt hos rotter ved elektrisk stimulering
Summary
Presentert her er en protokoll for å etablere akutt pontininfarkt i en rottemodell via elektrisk stimulering med en enkelt puls.
Abstract
Pontininfarkt er den vanligste slagundertypen i bakre sirkulasjon, mens det mangler en gnagermodell som etterligner pontininfarkt. Gitt her er en protokoll for vellykket etablering av en rotte modell av akutt pontininfarkt. Rotter som veier ca 250 g brukes, og en sonde med en isolert hylse injiseres i ponsene ved hjelp av et stereotoksisk apparat. En lesjon er produsert av elektrisk stimulering med en enkelt puls. Longa score, Berderson score, og stråle balanse test brukes til å vurdere nevrologiske underskudd. I tillegg brukes klebemiddelfjerningstesten til å bestemme sensorisk funksjon, og lemplasseringstesten brukes til å evaluere proprioception. MR-skanninger brukes deretter til å vurdere infarkt in vivo, og TTC-farging brukes til å bekrefte infarktinntredelse. Her er det identifisert et vellykket infarkt som ligger i anterolateral basis av rostralponniene. Til slutt er en ny metode beskrevet for å etablere en akutt pontininfarkt rottemodell.
Introduction
Siden 1980-tallet har den midterste cerebrale arterien okklusjon (MCAO) modellen indusert av silikonfilamenter blitt mye brukt i grunnleggende hjerneslagforskning1. Andre metoder (det vil si suging av en gren av MCA2 og fotokjemisk indusert fokal infarkt) har også blitt brukt. Disse modellene har blitt belyst MCA-baserte slagmodeller og har i stor grad bidratt til undersøkelser av patofysilogiske mekanismer underliggende slag og potensielle terapeutiske midler. Selv om det er begrensninger av disse eksperimentellemodellene 3,4, disse metodene har blitt brukt mange laboratorier5,6. MCA-baserte slagmodeller representerer et slag i fremre sirkulasjon; Imidlertid har få rapporter undersøkt modeller som etterligner slag i den bakre sirkulasjonen7.
Det er betydelige forskjeller mellom etiologi, mekanismer, klinisk manifestasjon og prognose mellom fremre og bakre sirkulasjonsslag8. Derfor kan resultatene avledet fra fremre sirkulasjonslagmodeller ikke brukes på bakre sirkulasjonslag. For eksempel har reperfusjonstidsvinduet for fremre sirkulasjon blitt utvidet til 6 timer, med en liten del av studiene som strekker seg til 24 timer basert på bildefunn9. Tidsvinduet for bakre sirkulasjon kan imidlertid være lengre enn 24 timer, ifølge tidligere rapporter10 og våre egne kliniske erfaringer. Dette langstrakte reperfusjonstidsvinduet må studeres videre og bekreftes i eksperimentelle modeller.
Når det gjelder bakre sirkulasjonslag, er pontininfarkt den vanligste undertypen, som står for 7% av alle iskemiske slagtilfeller11,12. Ifølge infarkttopografi er pontininfarkt delt inn i isolerte og ikke-isolerte pontininfarkt13. Isolerte pontininfarkt kategoriseres i tre typer basert på de underliggende mekanismene: stor arteriesykdom (LAD), basilær karsykdom (BABD) og liten arteriesykdom (SAD). Kunnskap om mekanismer, manifestasjon og prognose for pontininfarkt er avledet fra kliniske undersøkelser av tilfeller14. Imidlertid har en gnagermodell som etterligner pontininfarkt blitt mindre undersøkt.
I tidligere studier har diffus hjernestammethetsskade som involverer ponniene blitt utforsket7. En gruppe forsøkte å lage en pontininfarktmodell via ligation av basilærarterien (BA)15. En annen gruppe brukte en 10-0 nylon monofilament sutur for å selektivt ligate fire poeng av proksimal BA selektivt16. Denne modellen etterligner LAD, men de fleste pontininfarkt skyldes BABD og SAD. I tillegg er selektiv ligation av BA en komplisert operasjon og har en høy dødsrate.
Forutsatt her er en detaljert protokoll for en lett-å-utføre, lett reprodusert, og vellykket rotte modell av akutt pontininfarkt ved elektrisk stimulering.
Protocol
Representative Results
Discussion
Den nåværende studien gir en protokoll for å generere en akutt pontininfarkt rottemodell. Denne modellen kan brukes til forskning på prognose og rehabilitering (inkludert post-stroke kronisksmerte) hos pontin hjerneslag pasienter.
Det er flere styrker ved denne metoden. For det første gir det en rottemodell av akutt pontinfarkt for fremtidige studier. Som nevnt ovenfor er pontininfarkt en vanlig slagundertype som har fått mindre oppmerksomhet. En stor mangel på hjerneslag forskning har …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne studien ble økonomisk støttet av National Science Foundation of China (81471181 og 81870933) til Y. Jiang og National Science Foundation of China (nr. 81601011), Natural Science Foundation of Jiangsu Province (Nr. BK20160345) til J. Zhu og av Scientific Program of Guangzhou Municipal Health Commission (20191A011083) til Z. Qiu.
Materials
| 4-0 sucture | Shanghai Jinzhong | Surgical instruments | |
| Adhesive tape | Shanghai Jinzhong | Surgical instruments | |
| Animal anesthesia system | RWD | Wear mask when using the system | |
| Bone cement | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| Cured clamp | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| General tissue scissors | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| IndoPhors | Guoyao of China | Sterilization | |
| Isoflurane | RWD | 217181101 | |
| Lesion Making Device | Shanghai Yuyan | Making a lesion | |
| MRI system | Bruker Biospin | Confirmation of infarction in vivo | |
| Needle holder | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| Penicilin | Guoyao of China | Infection Prevention | |
| Probe | Anke | Need some modification | |
| Q-tips | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| Shearing scissors | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| Stereotaxic apparatus | RWD | ||
| Suture needle | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| Tissue holding forcepts | Shanghai Jinzhong | Surgical instrument | |
| TTC | Sigma-Aldrich | BCBW5177 | For infarction confirmation in vitro |
References
- Zhu, J., et al. Suppression of local inflammation contributes to the neuroprotective effect of ginsenoside Rb1 in rats with cerebral ischemia. Neurosciences. 202, 342-351 (2012).
- Xu, X., et al. MicroRNA-1906, a Novel Regulator of Toll-Like Receptor 4, Ameliorates Ischemic Injury after Experimental Stroke in Mice. Journal of Neuroscience. 37, 10498-10515 (2017).
- McBride, D. W., Zhang, J. H. Precision Stroke Animal Models: the Permanent MCAO Model Should Be the Primary Model, Not Transient MCAO. Translational Stroke Research. , (2017).
- Liu, F., McCullough, L. D. Middle cerebral artery occlusion model in rodents: methods and potential pitfalls. Journal of Biomedicine & Biotechnology. 2011, 464701 (2011).
- Jiang, Y., et al. A new approach with less damage: intranasal delivery of tetracycline-inducible replication-defective herpes simplex virus type-1 vector to brain. Neurosciences. 201, 96-104 (2012).
- Lopez, M. S., Vemuganti, R. Modeling Transient Focal Ischemic Stroke in Rodents by Intraluminal Filament Method of Middle Cerebral Artery Occlusion. Methods in Molecular Biology. 1717, 101-113 (2018).
- Pais-Roldan, P., et al. Multimodal assessment of recovery from coma in a rat model of diffuse brainstem tegmentum injury. NeuroImage. 189, 615-630 (2019).
- Merwick, A., Werring, D. Posterior circulation ischaemic stroke. The British Medical Journal. 348, 3175 (2014).
- Nogueira, R. G., et al. Thrombectomy 6 to 24 Hours after Stroke with a Mismatch between Deficit and Infarct. The New England Journal of Medicine. 378, 11-21 (2018).
- Wilkinson, D. A., et al. Late recanalization of basilar artery occlusion in a previously healthy 17-month-old child. Journal of Neurointerventional Surgery. 10, 17 (2018).
- Huang, R., et al. Stroke Subtypes and Topographic Locations Associated with Neurological Deterioration in Acute Isolated Pontine Infarction. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases: The Official Journal of National Stroke Association. 25, 206-213 (2016).
- Jiang, Y., et al. In-stent restenosis after vertebral artery stenting. International Journal of Cardiology. 187, 430-433 (2015).
- Huang, J., et al. Topographic location of unisolated pontine infarction. BMC Neurology. 19, 186 (2019).
- Banerjee, G., Stone, S. P., Werring, D. J. Posterior circulation ischaemic stroke. The British Medical Journal. 361, 1185 (2018).
- Wojak, J. C., DeCrescito, V., Young, W. Basilar artery occlusion in rats. Stroke: A Journal of Cerebral Circulation. 22, 247-252 (1991).
- Namioka, A., et al. Intravenous infusion of mesenchymal stem cells for protection against brainstem infarction in a persistent basilar artery occlusion model in the adult rat. Journal of Neurosurgery. , 1-9 (2018).
- Jiang, Y., et al. Intranasal brain-derived neurotrophic factor protects brain from ischemic insult via modulating local inflammation in rats. Neurosciences. 172, 398-405 (2011).
- Schaar, K. L., Brenneman, M. M., Savitz, S. I. Functional assessments in the rodent stroke model. Experiments in Translational and Stroke. 2, 13 (2010).
- Wu, L., et al. Keep warm and get success: The role of postischemic temperature in the mouse middle cerebral artery occlusion model. Brain Research Bulletin. 101, 12-17 (2014).
- Wen, Z., et al. Optimization of behavioural tests for the prediction of outcomes in mouse models of focal middle cerebral artery occlusion. Brain Research. 1665, 88-94 (2017).
