Inrättande av akut pontinska infarkt hos råttor genom elektrisk stimulering
Summary
Presenteras här är ett protokoll för upprättande av akut pontinska infarkt i en råtta modell via elektrisk stimulering med en enda puls.
Abstract
Pontinska infarkt är den vanligaste stroke subtyp i den bakre cirkulationen, medan det saknar en gnagare modell härma pontinska infarkt. Förutsatt här är ett protokoll för att framgångsrikt upprätta en råtta modell av akut pontinska infarkt. Råttor som väger ca 250 g används, och en sond med en isolerad lysstna injiceras i ponsen med hjälp av en stereotaxisk apparat. En lesion produceras av den elektriska stimuleringen med en enda puls. Longa-poängen, Berderson-poängen och strålbalanstestet används för att bedöma neurologiska underskott. Dessutom används det självhäftande somatosensory testet för att bestämma sensorimotor funktion, och lem placering testet används för att utvärdera proprioception. MR-undersökningar används sedan för att bedöma infarkten in vivo, och TTC-färgning används för att bekräfta infarktin vitro. Här identifieras en lyckad infarkt som ligger i den anterolaterala grunden för rostral pons. Sammanfattningsvis beskrivs en ny metod för att upprätta en akut pontinska infarkt råtta modell.
Introduction
Sedan 1980-talet har den mellersta cerebral artär ocklusion (MCAO) modell framkallas av silikon glödtrådar har använts i stor utsträckning i grundtakt forskning1. Andra metoder (dvs. suturering av en gren av MCA2 och fotokemiskt inducerad fokalinfarkt) har också använts. Dessa modeller har benämnts MCA-baserade stroke modeller och har i hög grad bidragit till undersökningar av de patofysiologiska mekanismerna bakom stroke och potentiella therapeutics. Även om det finns begränsningar av dessa experimentella modeller3,4, har dessa metoder använts många labb5,6. MCA-baserade strokemodeller representerar en stroke i den främre cirkulationen; dock, få rapporter har undersökt modeller härma stroke i den bakre cirkulationen7.
Det finns betydande skillnader mellan etiologin, mekanismer, klinisk manifestation, och prognos mellan främre och bakre cirkulationsslag8. Därför kan resultaten som härrör från främre cirkulationstaktmodeller inte appliceras på bakre cirkulationsslag. Till exempel har fönstret reperfusion tid för främre cirkulationen förlängts till 6 h, med en liten del av studier som sträcker sig till 24 h baserat på bildframställning resultaten9. Tidsfönstret för bakre cirkulationen kan dock vara längre än 24 h, enligt tidigare rapporter10 och våra egna kliniska erfarenheter. Detta avlånga reperfusion tidsfönster måste studeras ytterligare och bekräftas i experimentella modeller.
När det gäller bakre cirkulationstakterna är pontinsk infarkt den vanligaste subtypen, som står för 7% av alla ischemiska strokefall11,12. Enligt infarkt topografi, pontinska infarkter är indelade i isolerade och icke-isolerade pontinska infarkter13. Isolerade pontinska infarctions kategoriseras i tre typer baserat på de underliggande mekanismerna: stora artärsjukdom (LAD), basilar artär gren sjukdom (BABD), och små artär sjukdom (SAD). Kunskap om mekanismer, manifestation, och prognos av pontinska infarkt har härletts från kliniska undersökningar av fall14. En gnagare modell härma pontinska hjärtinfarkt har dock mindre undersökts.
I tidigare studier, diffus hjärnstammen tegmentum skada som involverar pons har utforskats7. En grupp försökte skapa en pontinsk infarkt modell via ligering av basilarartären (BA)15. En annan grupp använde en 10-0 nylon monofilament sutur för att selektivt ligate fyra punkter av proximala BA selektivt16. Denna modell härmar LAD, men de flesta pontinska infarkter resultat från BABD och SAD. Dessutom är selektiv ligering av BA en komplicerad operation och har en hög dödsfrekvens.
Förutsatt här är ett detaljerat protokoll för en lätt att utföra, lätt återges, och framgångsrik råtta modell av akut pontinska infarkt genom elektrisk stimulering.
Protocol
Representative Results
Discussion
Den föreliggande studien ger ett protokoll för att generera en akut pontinska infarkt råtta modell. Denna modell kan användas för forskning om prognos och rehabilitering (inklusive kronisk smärta efter stroke) hos patienter med pontinsk stroke.
Det finns flera styrkor av denna metod. Först, Det ger en råtta modell av akut pontinska infarkt för framtida studier. Som nämnts ovan, pontinska infarkt är en vanlig stroke subtyp som har fått mindre uppmärksamhet. En stor brist i strokefo…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna studie var ekonomiskt stöd av National Science Foundation of China (81471181 och 81870933) till Y. Jiang och National Science Foundation of China (Nr. 81601011), Natural Science Foundation i Jiangsu-provinsen (Nr. BK20160345) till J. Zhu och av det vetenskapliga programmet för Guangzhou Kommunala hälsokommissionen (20191A011083) till 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).
