Preclinical models of intracerebral hemorrhage are utilized to mimic certain aspects of clinical disease. Thus, mechanisms of injury and potential therapeutic strategies may be explored. In this protocol, two models of intracerebral hemorrhage are described, intrastriatal (basal ganglia) injections of autologous blood or collagenase.
Emorragia intracerebrale (ICH) è una comune forma di malattia cerebrovascolare ed è associata a significativa morbidità e mortalità. La mancanza di un trattamento efficace e il fallimento di grandi studi clinici volti a emostasi e la rimozione di coaguli dimostrare la necessità di ulteriori indagini meccanismo-driven di ICH. Questa ricerca può essere effettuata attraverso il quadro fornito dai modelli preclinici. Due modelli murini in uso popolare includono intrastriatali (gangli basali) iniezione di entrambi sangue intero autologo o collagenasi clostridiale. Poiché, ogni modello rappresenta nettamente diverse caratteristiche fisiopatologiche relative a ICH, l'uso di un particolare modello può essere selezionato in base a ciò aspetto della malattia è da studiare. Ad esempio, l'iniezione di sangue autologo rappresenta più accuratamente la risposta del cervello alla presenza di sangue intraparenchimale, e può più strettamente replicare lobare emorragia. Clostridial iniezione di collagenasi rappresenta la maggior precisione le srottura del vaso centro commerciale ed ematoma evoluzione caratteristica emorragie profonde. Così, ogni modello si traduce in diversa formazione di ematomi, la risposta neuroinfiammatorie, sviluppo edema cerebrale, e gli esiti neurocomportamentali. La robustezza di un intervento terapeutico presunto può essere meglio valutata utilizzando entrambi i modelli. In questo protocollo, l'induzione di ICH utilizzare entrambi i modelli, immediata dimostrazione post-operatorio del pregiudizio e tecniche di cura post-operatorie precoci sono dimostrati. Entrambi i modelli provocare lesioni riproducibili, volumi ematoma, e deficit neurocomportamentali. A causa della eterogeneità dei ICH umana, sono necessari diversi modelli preclinici di esplorare a fondo i meccanismi fisiopatologici e testare potenziali strategie terapeutiche.
Emorragia intracerebrale (ICH) è una forma relativamente comune di malattia cerebrovascolare con circa il 40-50% dei pazienti colpiti muore entro 30 giorni 1. Purtroppo, piccolo miglioramento è stato fatto nel tasso di mortalità negli ultimi 20 anni 2. I rapporti del National Institutes of Health 3 e linee guida dell'American Heart Association 4 hanno sottolineato l'importanza di sviluppare modelli clinicamente rilevanti di ICH per estendere la comprensione della fisiopatologia e sviluppare obiettivi per nuovi approcci terapeutici.
Esistono diversi modelli di imitare ICH umano 5. Come comprensione della fisiopatologia ICH matura, è diventato evidente che una varietà di modelli può essere utilizzato per esaminare i diversi aspetti della malattia. Modelli usati in precedenza includono murino angiopatia amiloide 6, inserimento microballoon intraparenchimale e l'inflazione 7, e il sangue arterioso direttoinfiltrazione 8,9. Lobare emorragia da angiopatia amiloide è stato modellato con l'uso di topi transgenici e rappresenta un distinto ICH sottotipo. Modelli Microballoon imitano effetto massa acuta da ematoma ma non riescono a catturare risposta cellulare del cervello per la presenza di sangue. Infine, diretta infiltrazione di sangue arterioso sottopone il cervello a pressioni arteriose dalla arteria femorale. Così, questo modello imita la pressione arteriosa e la presenza di sangue, ma non sottoporre il cervello a danno microvascolare da piccola rottura del vaso sanguigno. Inoltre, questo modello ha intrinsecamente elevata variabilità. È interessante notare che i ratti spontaneamente ipertesi 10 si sviluppano spontaneamente ICH man mano che invecchiano. Studio di questi animali dopo sviluppo ICH può mimare la malattia in presenza di uno dei principali comorbidità predisponenti esseri umani di ICH. Mentre esistono questi altri modelli, iniezione intrastriatali di Clostridial collagenasi 11 o iniezione instrastiatal di unsangue intero utologous 12 sono, attualmente, i due modelli più comuni utilizzati nella ricerca preclinica ICH.
Selezione del modello ICH deve essere effettuata sulla base dell'obiettivo della questione sperimentale, compresa la selezione delle specie e metodo per indurre la formazione di ematomi. Ad esempio, i maiali sono animali di grandi dimensioni con volumi relativamente grandi bianca del cervello questione rispetto ai topi. Così, i modelli suina sono adatti per studiare la materia bianca fisiopatologia seguente ICH. Al contrario, il cervello di roditori sono materia grigia in gran parte, ma i sistemi transgenici fanno roditori utile per valutare i meccanismi molecolari di danno e di recupero dopo ICH. Ogni modello ha i suoi punti di forza intrinseci e di debolezza (Tabella 1), che dovrebbe essere attentamente valutata prima della sperimentazione.
I seguenti protocolli dimostrano il sangue e di iniezione di collagenasi modelli autologhe nei topi. Questi modelli sono stati entrambi tradotti da modelli originariamente sviluppati nei ratti13,14 e consentire l'utilizzo di ampiamente disponibili tecnologia transgenica per esplorare meccanismi molecolari associati alla morte cellulare dopo ICH. Entrambi rappresentano nettamente diversi meccanismi di lesione da ICH umana, ed entrambi hanno risultato atteso nettamente differenti in termini di misure comportamentali e istologici. Così, certe ipotesi possono prestarsi ad uno o l'altro, ma molte idee possono richiedere convalida in entrambi i modelli.
Tabella 1. Confronto delle caratteristiche dei modelli di emorragia intracerebrale iniezione di sangue autologo-collagenasi e.
Collagenase iniezione | Iniezione di sangue | |
Facilità d'uso | + + + | + + | Riproducibilità | + + | + + |
Controllo di emorragia Size | + + | + + + |
Reflusso di sangue | + | + + |
Simula malattie umane | + | – |
Semplicità | + + | + + |
Usare in più specie | + + | + + |
Nonostante emergenti ricerca preclinica e grandi studi clinici che ne derivano per i promettenti terapie 15-18, non ci sono interventi farmacologici dimostrato di migliorare il risultato in ICH, e la cura rimane in gran parte di supporto. Elenchi di possibili terapie possono essere generati da tecnologie ad alto rendimento, come il lavoro trascrittomica e proteomica. Mentre queste tecnologie continuano a progredire la nostra conoscenza di potenziali bersagli terapeutici, in avanti e all'indietro la traduz…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by the American Heart Association Scientist Development Grant and the Foundation for Anesthesia Education and Research (MLJ). We would like to thank Talaignair N. Venkatraman PhD for his assistance with magnetic resonance imaging.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Stereotactic frame | Stoelting Co. | 51603 | |
Probe holder with corner clamp | Stoelting Co. | 51631 | |
Mini grinder | Power Glide | Model 60100002 | |
0.5 µl Hamilton syringe | Hamilton Co. | 86259 | 25 gauge needle |
50 µl Hamilton syringe | Hamilton Co | 7637-01 | |
26G Hamilton needle | Hamilton Co | 7804-03 | |
Syringe pump | KD Scientific | Model 100 | |
Heat therapy water pump | Gaymar Industries, Inc. | Model# TP650 | |
Circulating waterbed | CMS Tool & Die, Inc. | ||
Rodent ventilator | Harvard Apparatus | Model 683 | |
Isoflurane vaporizer | Drager | Vapor 19.1 | |
Air flowmeter | Cole Parmer | Model PMR1-010295 | |
Induction chamber | Self made | ||
Otoscope | Welch Allyn | 22820 | |
intravenous catheter | Becton-Dickinson | 381534 | 20-gauge, 1.16 inch Insyte-W |
Isoflurane | Baxter Healthcare Corporation | NDC10019-360-69 | |
Collagenase Type IV-S | Sigma | C1889 | |
Polyethylene tubing PE20 | Becton-Dickinson | 427406 | |
Polyethylene tubing PE10 | Becton-Dickinson | 427401 | |
30G 1 inch needle | Becton-Dickinson | 305128 | |
27G 1 1/4 inch needle | Becton-Dickinson | 305136 | |
Surgical scissors | Miltex | 21-539 | |
Forceps | Miltex | 17-307 | |
Needle holder | Boboz | RS-7840 | |
Monofilament suture | Ethicon | 8698 | Size 5-0 |
Indicating controller | YSI | 73ATD |