マウスにおける中大脳動脈閉塞性脳卒中後の脳筋シナジア症治療モデル
Summary
このプロトコルは、脳筋結合症(虚血性脳組織の髄面に血管側頭筋皮弁を移植する)の方法を提供することを目的としています-非モヤモヤ急性虚血性脳卒中の治療用。血管新生の増加におけるこのアプローチの有効性は、マウスの一過性中大脳動脈閉塞モデルを使用して評価されます。
Abstract
虚血性脳卒中を患っているほとんどの患者に利用可能な効果的な治療法はなく、新しい治療法の開発が不可欠です。虚血性脳卒中後の脳の自己治癒能力は、患部での不十分な血液供給によって制限されます。脳筋シナジア症(EMS)は、モヤモヤ病患者の血管新生を達成する脳神経外科手術です。それは虚血性脳表面に血管側頭筋移植片を配置する開頭術を含む。EMSは、マウスの急性虚血性脳卒中の設定で研究されたことはありません。この研究を推進する仮説は、EMSが筋移植片周囲の皮質表面での脳血管新生を促進するというものです。ここに示すプロトコルは、手順を説明し、EMSアプローチの実現可能性と有効性をサポートする初期データを提供します。このプロトコールでは、一過性中大脳動脈閉塞(MCAo)の60分後に、マウスをMCAoまたはMCAo+EMS処置のいずれかに無作為化した。EMSは閉塞後3〜4時間で実施した。MCAoまたはMCAo+EMS処置の7または21日後にマウスを屠殺した。側頭筋移植片の生存率は、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド還元型テトラゾリウムレダクターゼアッセイを用いて測定した。マウス血管新生アレイは、血管新生および神経調節タンパク質発現を定量化した。免疫組織化学を用いて、脳皮質との移植片結合および血管密度の変化を可視化した。ここでの予備データは、移植された筋肉がEMSの21日後に生存可能なままであったことを示唆しています。免疫染色は、移植片移植の成功と筋移植片近傍の血管密度の増加を示し、血管新生の増加を示しました。データは、EMSが線維芽細胞成長因子(FGF)を増加させ、脳卒中後のオステオポンチンレベルを低下させることを示しています。さらに、脳卒中後のEMSは死亡率を増加させなかったため、プロトコルが安全で信頼できることが示唆されました。この新しい手順は効果的で忍容性が高く、急性虚血性脳卒中後の血管新生の増強のための新しい介入の情報を提供する可能性があります。
Introduction
虚血性脳卒中は、壊滅的な慢性後遺症を伴う急性神経血管損傷です。米国の脳卒中生存者のほとんどは、年間65万人で、永続的な機能障害に苦しんでいます1。利用可能な治療法のいずれも、虚血性脳卒中の急性期後の神経保護と機能回復をもたらしません。.急性虚血性脳卒中の後、直接血液供給と側副血液供給の両方が減少し、脳細胞とネットワークの機能不全につながり、突然の神経学的欠損を引き起こします2,3。虚血領域への血液供給の回復は、脳卒中治療の最も重要な目標であり続けています。したがって、虚血領域における血液供給を促進するために血管新生を増強することは、有望な治療アプローチである。しかし、エリスロポエチン、スタチン、成長因子など、脳卒中後の血管新生を促進するために以前に研究された方法は、許容できないレベルの毒性または翻訳可能性によって制限されてきました4。
脳筋膜症(EMS)は、脳卒中につながることが多い頭蓋動脈が狭窄した状態であるモヤモヤ病のヒトの脳血管新生を促進する外科的処置です。EMSには、頭蓋骨からの患者の側頭筋の血管部分の部分的な剥離、それに続く開頭術および罹患皮質への筋肉の移植が含まれる。この手順は忍容性が高く、脳血管新生を誘発し、モヤモヤ病患者の虚血性脳卒中のリスクを軽減します5,6。したがって、この手順は、これらの患者において主に予防的役割を果たす。この手順によってもたらされる血管新生はまた、虚血性脳卒中の設定における神経血管の保護および回復を促進する役割を有する可能性がある。本報告は、EMSがもたらす血管新生が脳虚血の理解と治療選択肢を広げる可能性があるという仮説を支持しています。
EMSの他に、血管新生を改善するためのいくつかの薬理学的および外科的アプローチがありますが、それらにはいくつかの制限があります。血管内皮増殖因子(VEGF)投与などの薬理学的アプローチは、腫瘍組織に見られるものに似ており、臨床試験では有益な効果を有さない、混沌とした、混乱した、漏出性のある、原始的な血管神経叢の形成を含むいくつかの制限のために不十分または有害でさえあることがわかっています7,8。
外科的アプローチには、表在側頭動脈-中大脳動脈吻合などの直接吻合、脳二重動脈シナジア症(EDAS)、脳筋結合症(EMS)などの間接吻合、および直接および間接吻合の組み合わせが含まれます10。これらの手順はすべて、EMSを除いて、小動物では非常に技術的に困難で要求が厳しいものです。他の手順では複雑な血管吻合が必要ですが、EMSでは比較的単純な筋移植が必要です。さらに、側頭筋が皮質に近接しているため、より遠い筋肉を移植に使用する場合のように、完全に切除したり血液供給から切り離したりする必要がないため、移植に自然な選択になります。
EMSは、ラット7,11の慢性脳低灌流モデルで研究されています。しかし、側頭筋移植を用いたEMSは、げっ歯類の急性虚血性脳卒中において研究されたことがない。ここでは、中大脳動脈閉塞モデル(MCAo)を介した虚血性脳卒中後のマウスにおけるEMSの新しいプロトコルについて説明します。この原稿は、MCAo後のマウスにおけるEMSのこの新しいアプローチの方法と初期のデータの説明として機能します。
Protocol
Representative Results
Discussion
このプロトコルは、MCAo誘発脳卒中のマウスモデルにおける成功したEMS手順について説明しています。データは、移植された組織が生存可能なままであり、EMS手術後もずっと脳皮質と結合を形成する可能性があることを示しています。これらの知見は、脳卒中部位に血管栄養環境を徐々に発達させるために脳筋移植を使用する理論的根拠を支持している。EMSは、同じ環境で梗塞した大脳組織を…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、Research Excellence Program-UConn Health(Ketan R BulsaraとRajkumar Vermaへ)とUConn Healthのスタートアップ(Rajkumar Vermaへ)の支援を受けました。
Materials
| 6-0 monocryl suture | Ethilon | 697G | |
| 70% ethanol to sanitize operating surface | Walgreen | ||
| Bupivacaine 0.25% solution | Midwest Vet | ||
| Clamps for tissue retraction | Roboz | ||
| Doccal suture with Nylon coating | Doccal corporation Sharon MA | 602145PK10Re | |
| Electric heating pad for operating surface | |||
| Isoflurane anesthesia | Piramal Critical Care Inc | ||
| Isoflurane delivery apparatus | –B6Surgivet (Isotech 4) | ||
| Micro drill | Harvard Apparatus | ||
| Microdissecting tweezers, curved x2 | Piramal Critical Care Inc | ||
| mouse angiogenesis panel arrat | R& D biotech | ARY015 | |
| Needle driver | Ethilon | ||
| Ointment for eye protection | walgreen | ||
| Operating microscope | Olympus | ||
| Operating surface | Olympus | ||
| Povidone iodine solution | walgreen | ||
| Rectal thermometer | world precison instrument | ||
| Saline or 70% ethanol for irrigation | walgreen | ||
| Small electric razor to shave operative site | generic | ||
| Surgical scissors | Roboz |
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