Chirurgische Ansatz für Arteria cerebri media Occlusion und Reperfusion fokaler zerebraler Ischämie bei Mäusen
Summary
Um die Pathophysiologie des Schlaganfalls zu verstehen, ist es wichtig, zuverlässige Modelle zu verwenden. Dieses Papier wird eine der am häufigsten verwendeten Taktmodelle bei Mäusen beschreiben, die Arteria cerebri media Okklusion (MCAo) Modell genannt (auch bezeichnet als die intraluminale Faden oder Naht Modell) mit Reperfusion.
Abstract
Der Schlaganfall ist eine der häufigsten Todesursachen weltweit und ist weiterhin einer der wichtigsten Ursachen der langfristigen Erwachsenen Behinderungen zu sein. Über 87% aller Schlaganfälle sind ischämischer Ursprungs und kommen in das Gebiet der Arteria cerebri media (MCA). Derzeit ist die einzige Food and Drug Administration (FDA) zugelassene Medikament zur Behandlung dieser verheerenden Krankheit ist Gewebe-Plasminogen-Aktivator (tPA). Jedoch hat tPA ein kleines therapeutisches Fenster für die Verabreichung (3 bis 6 h) und ist nur wirksam, in 4% der Patienten, die sie tatsächlich empfangen. Aktuelle Forschungsschwerpunkte sind die Pathophysiologie des Schlaganfalls um potentielle therapeutische Targets auf das Verständnis zu finden. Somit sind zuverlässige Modelle von entscheidender Bedeutung, und die MCA-Okklusion (MCAo) Modell (auch bezeichnet als die intraluminale Faden oder Nahtmodell) gilt als die meisten klinisch relevanten chirurgischen Modell des ischämischen Schlaganfalls zu sein, und ist ziemlich nicht-invasive und leicht reproduzierbar. Typischerweise wird das MCAo Modell mit Nagetieren eingesetzt, vor allem bei Mäusen durchauf alle genetischen für diese Art verfügbaren Varianten. Hier beschreiben wir (und in dem Video), wie man erfolgreich das MCAo Modell durchführen (mit Reperfusion) in Mäusen zuverlässige und reproduzierbare Daten zu generieren.
Introduction
Der Schlaganfall ist die fünfthäufigste Todesursache weltweit, mit einer Person, alle 4 Minuten von der Krankheit sterben. Über 800.000 Amerikaner erleiden einen Schlaganfall jedes Jahr, was für den Patienten nicht nur verheerend, sondern auch für ihre Familien. Der Schlaganfall ist die Hauptursache für die Erwachsenen Behinderung und die jährlichen Ausgaben geschätzt wird , in der Größenordnung von $ 36500000000 1 trotz nur sehr wenige Behandlungsmöglichkeiten werden zur Verfügung stehen.
Gewebe-Plasminogen-Aktivator (tPA) ist die einzige Food and Drug Administration (FDA) Medikament für einen ischämischen Schlaganfall lizenziert. Es ist jedoch nur wirksam , wenn sie innerhalb von 3-6 Stunden nach Beginn des Hubes an Patienten verabreicht, und in diesen Fällen ist es profitiert nur 4% der Patienten 2. Daher ist es zwingend notwendig, dass reproduzierbare, klinisch relevanten Tiermodellen von Schlaganfall eingesetzt werden bei der Entwicklung von potentiellen therapeutischen Strategien und Behandlungsmöglichkeiten für diese Krankheit zu unterstützen. Es ist wichtig , dass in vitro zu beachten </em> Modelle, während nützlich bei der Modellierung bestimmter Aspekte der Hirnfunktionsstörung, sind nicht in der Lage, die komplexen physiologischen Wechselwirkungen zu rekapitulieren, die im Gehirn und Peripherie nach einem Schlaganfall auftreten. Folglich sind di – vivo – Modellen wesentlich.
Die häufigste Form des Schlaganfalls ist ischämischen Ursprungs, für 87% der gesamten Hübe ausmacht. Andere Hübe sind intrazerebrale Blutung (9%) und Subarachnoidalblutung (4%), und veranlasst werden am häufigsten durch einen Emboli in die Arteria cerebri media (MCA). Zurückzuführen ist dies auf die prominente Kurve an der Wurzel des MCA, die laminare Blutfluss führt in das Gehirn gestört zu werden. Der MCA ergibt sich aus der Arteria carotis interna (ICA) und Routen entlang der lateralen Sulcus, wo es Äste und Projekte zu den Basalganglien und die Seitenflächen des frontalen, parietalen und Temporallappen, einschließlich der primären motorischen und sensorischen Kortex. Der Kreis von Willis durch hinteren Hirnarterien geschaffen wirdzu den Hirnarterien und den hinteren kommuniziere Arterien verbunden.
Der intraluminale Faden oder Nahtmodell MCAo ist eines der am weitesten in der Schlaganfall-Forschung eingesetzt. Allerdings gibt es ein paar verschiedene Variationen dieses Modells sind, und diese sind abhängig davon , ob die microfilament in die A. carotis externa eingeführt wird (ECA, bezeichnet die Longa Methode) 3, oder ob sie in die ICA eingeführt wird ( der so genannten Koizumi Verfahren) 4. In Koizumi Methode, die Arteria carotis communis (CCA) an der Seite der Operation verbunden werden müssen dauerhaft , wenn der Faden in der CCA zu verhindern , entfernt wird , aus dem Einschnitt Blutungen, während in Longa Methode es das ECA ist , die permanent 5 gebunden werden müssen . Hier ist die Longa Verfahren verwendet werden, wie wir denken, dass dies ein weit überlegen ist und eine klinisch relevante chirurgische Modell des ischämischen Schlaganfalls. Weiterhin ist die Verwendung eines Silizium-tipped Monofilament, insbesondere mit dem Longa Verfahren erzeugt sehrreproduzierbare MCAo zu den flamm abgestumpft Monofilamente gegenüber , die oft unvollständig Okklusion und / oder Subarachnoidalblutung 6 erzeugen.
Der intraluminale Filament – Methode kann als ein Modell der permanenten oder vorübergehenden Okklusion 4,6 verwendet werden. Um die transiente Modell durchzuführen, der Faden nach einer Periode der Ischämie entfernt wird (beispielsweise 30 min, 60 min oder 2 h) und Reperfusion erlaubt zu passieren. Dieses Modell, das zu einem gewissen Grad, simuliert die Wiederherstellung des Blutflusses nach dem spontanen oder therapeutischen Intervention (zB tPA Verabreichung) einer thromboembolischen Gerinnsel in Menschen zu lysieren. Für den Dauermodell wird das Filament nur für einen bestimmten Zeitraum an Ort und Stelle gelassen (zB 24 h), so kommt es zu keiner Reperfusion. Ein weiterer Vorteil der intraluminalen Filaments Verfahrens ist die Tatsache, dass eine Kraniotomie nicht durchgeführt werden muss, so dass der Schädel intakt gelassen werden und Änderungen des intrakranialen Drucks und der Temperatur zu vermeiden.
<p class = "jove_content"> In diesem Video zeigen wir, wie die Longa intraluminale Glühfaden Verfahren auszuführen MCAo und Reperfusion zu induzieren. Wir zeigen auch, wie die 18-Punkte neurologischen Score durchzuführen und das Infarktvolumen unter Verwendung von 2,3,5-triphenyltetrazalium Chlorid (TTC) Färbung bestimmen.Protocol
Representative Results
Discussion
Seit der Gründung vor 20 Jahren, Einfügung eines Filaments der MCAo Modell für den menschlichen Schlaganfall beteiligt hat in einer großen Anzahl von Studien verwendet worden. Dies ist hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass es nachahmt , was klinisch in der häufigsten Form von Schlaganfall geschieht ( das heißt, ischämischer Schlaganfall). Das Striatum ist empfindlicher gegenüber Ischämie als der Großhirnrinde und als solches wird die Länge von ischämischen Zeit übersetzen in ob sow…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was funded by the National Institute of Health, the National Heart Lung and Blood Institute (NIH and NHLBI; HL125572-01A1) and the LSUHSC-S start up fund to F.N.E. Gavins.
Materials
| Male C57BL/6 mice | Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME | #000664 | |
| Ketamine Hydrochloride | Morris & Dickson, Shreveport, LA | 67457-108-10 | |
| Xylazine | Akorn, Inc, Lake Forest, IL | NADA# 139-236 | |
| DC temperature control system | FHC, Bowdoin, ME | 40-90-8D | |
| Mini rectal thermistor probe | FHC, Bowdoin, ME | 40-80-5D-02 | |
| Heating pad | FHC, Bowdoin, ME | 40-90-2-06 | |
| Clippers | Amazon, Bellevue, WA | #64800 | |
| 70% ethanol | Worldwide Medical Products, Bristol, PA | #51011023 | |
| Dissecting microscope | Olympus, Center Valley, PA | SZ40 | |
| Iris scissors (straight) | Fine Science Tools, Foster City, CA | 11251-20 | |
| Dumont forceps (45° bent tip) | Fine Science Tools, Foster City, CA | 11297-00 | |
| Micro vessel clip | Fine Science Tools, Foster City, CA | 18055-05 | |
| Micro dissecting spring scissors (straight) | Fine Science Tools, Foster City, CA | 14088-10 | |
| Retractors (blunt) | Fine Science Tools, Foster City, CA | 18200-11 (Helen used 17022-13) | |
| Cotton tipped applicators | Fisher Scientific, Waltham, MA | 23-400-100 | |
| Gauze sponges | Covidien, Mansfield, MA | #9023 | |
| 6-0 silk braided surgical suture | Roboz, Gaithersburg, MD | SUT-1073-11 | |
| 0.9% sodium chloride | Morris & Dickson, Lake Forest, IL | 0409-4888-20 | |
| 6-0 medium MCAO suture (silicon rubber coated monofilament) | Doccol Corporation, Sharon, MA | 6023PKRe | |
| Sofsilk 6-0 silicone coated braided silk | Covidien, Mansfield, MA | SUT-14-1 | |
| Carprofen | Pfizer, New York, NY | NADA# 141-199 | |
| Puralube | Dechra, Norwich, UK | NDC 17033-211-38 | |
| Physitemp temperature controller | Harvard Apparatus, Holliston, MA | TCAT-2AC | |
| Heat lamp | Harvard Apparatus, Holliston, MA | HL-1 | |
| Laser doppler probe | AD Instruments, Colorado Springs, CO | MSP100XP | |
| 24-well plates | Fisher Scientific, Waltham, MA | #353226 | |
| Phosphate buffered saline (PBS) | Life Technologies, Carlsbad, CA | 20012-050 | |
| Single edge razor blades | Fisher Scientific, Waltham, MA | 12-640 | |
| 2,3,5-triphenyltetrazalium chloride (TTC) | Sigma Aldrich, St. Louis, MO | T8877-50G | |
| Mouse brain matrix slicer | Braintree Scientific, Braintree, MA | BS-A 5000C | |
| Water bath | VWR, Radnor, PA | #182 | |
| 10% formalin | Sigma Aldrich, St. Louis, MO | HT501128-4L | |
| Image J analysis software | NIH, Bethesda, MD | free download | |
| Retractor | Medical Device Purchase, Newcastle, CA | MP-740 |
Riferimenti
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