Summary

A aplicação de ligadura da artéria Cerebral Média Permanente no mouse

Published: July 25, 2011
doi:

Summary

Ligadura da artéria cerebral média (MCA) é uma técnica para estudo da isquemia cerebral focal em modelos animais. Neste método, o da artéria cerebral média é exposto por craniotomia e ligados por cauterização. Este método dá volumes infarto altamente reprodutível e aumentou as taxas de sobrevivência pós-operatória em comparação com outros métodos disponíveis.

Abstract

Isquemia cerebral focal está entre o tipo mais comum de acidente vascular cerebral vista em pacientes. Devido à importância clínica, tem havido um esforço prolongado para desenvolver modelos animais adequados para o estudo dos eventos que acontecem durante o insulto isquêmico. Estas técnicas incluem transitória ou permanente, modelos de isquemia focal ou global usando muitos diferentes modelos animais, com os roedores mais comuns são.

O método de ligadura permanente MCA que também é referido como pMCAo na literatura é usado extensivamente como um modelo de isquemia focal em roedores 1-6. Este método foi originalmente descrito para ratos por Tamura et al. em 1981 7. Neste protocolo uma craniotomia foi usado para acessar o MCA e as regiões proximal foram ocluídas por eletrocoagulação. Os infartos envolvem regiões principalmente cortical e às vezes estriado, dependendo da localização da oclusão. Esta técnica está agora bem estabelecida e usada por muitos laboratórios 8-13. Utilização precoce desta técnica levou à definição e descrição do "core infarto" e "penumbra" 14-16, e é freqüentemente usado para avaliar o potencial neuroprotetor compostos 10, 12, 13, 17. Embora os estudos iniciais foram realizados em ratos, ligadura MCA permanente tem sido usado com sucesso em camundongos com ligeiras modificações 18-20.

Este modelo produz infartos reprodutível e aumento da sobrevivência pós-taxas. Aproximadamente 80% dos acidentes vasculares cerebrais isquêmicos em humanos acontecem na área MCA 21 e, portanto, este é um modelo muito relevante para os estudos acidente vascular cerebral. Atualmente, há uma escassez de tratamentos eficazes disponíveis para pacientes com AVC, e, portanto, há uma necessidade de bons modelos para testar o potencial de compostos farmacológicos e avaliar os resultados fisiológicos. Este método também pode ser usada para estudar mecanismos de resposta a hipóxia intracelular in vivo.

Aqui, apresentamos a cirurgia de ligadura MCA em um rato C57/BL6. Descrevemos a preparação pré-cirúrgica, MCA cirurgia de ligadura e 2,3,5 trifeniltetrazólio cloreto de coloração (TTC) para quantificação dos volumes de infarto.

Protocol

Este protocolo foi aprovado pela Universidade de Rochester comitê dedicado ao uso ético de animais na pesquisa (UCAR). Técnicas de assepsia devem ser seguidas durante o protocolo. O uso de luvas estéreis e máscara é obrigatório. Todos os equipamentos, materiais, produtos químicos e ferramentas que são usadas durante o protocolo são descritos na Tabela 1. 1. Preparação pré-cirúrgica Injetar camundongos por via subcutânea com buprenorfina …

Discussion

O método de ligadura permanente MCA dá volumes infarto altamente reprodutível e aumentou as taxas de sobrevivência pós-operatória em comparação com outros métodos disponíveis. A facilidade ea curta duração (~ 30 min) do processo de torná-lo ainda mais prático. O método é amplamente utilizado em ambos os ratos e ratazanas.

Esta técnica requer uma cirurgia invasiva sob um estereomicroscópio. Portanto, a experiência em operar sob um microscópio e aperfeiçoando uma craniotom…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

A técnica cirúrgica foi originalmente adquirida no laboratório do Dr. William D. Hill, do Medical College of Georgia. Os autores também gostariam de agradecer ao Dr. David A. Rempe e Landa Prifti para o uso da câmera dissecção. Esta pesquisa foi suportada pelo NIH NS041744, NS051279, F31 NS064700 e 30815697D AHA.

Materials

NAME COMPANY AND CATALOGUE NUMBER
A. Solutions and Chemicals  
Povidone-Iodine Solution, Surgical Scrub Aplicare, 82-209
70% Ethanol Koptec, V1001
2,3,5 Triphenyltetrazolium chloride (TTC) Sigma, T8877
4% Paraformaldehyde Electron Microscopy Sciences, 159SP
Phosphate Buffered Saline, pH:7.4 Made and sterilized in the lab.
Mineral Oil PML Microbiologicals, R6570
Isofluorane The Butler Company, 029405
Buprenorphine (0.3mg/ml) Hospira, NDC 0409-2012-32
Artificial tears The Butler Company, 007312
Recovery Gel Clear H2O, 72-01-5022
B. Surgical Materials and Equipment  
C57/BL6 mouse, 10-12 weeks old The colony was bred in the university vivarium
100% oxygen tank Airgas
Anesthetic Vaporizer and Flow meter Surgivet, Model 100
Heating Pad with Rectal Probe Fine Science Tools, TR200
Dissecting microscope Zeiss, Stemi 2000
Heating panel Petco Services Ltd. 0307-013
Small Vessel Cauterizer Set Fine Science Tools, 18000-00
Mini Peristaltic Pump Harvard Apparatus, MPII
1ml syringe BD, 329650
18G needle Becton Dickinson, 305196
Surgical 5.0 Nylon Suture Ethilon, 698H
Sectioning Block Kent Scientific, 1mm
Single Edge Razor Blades Electron Microscopy Sciences, 71962
Label Tape Scienceware, Bel-art Products F13463-2075
Gauze Sponges Kendall Curity 2252, Johnson and Johnson 6415
Cotton Tip Applicators Puritan 806-WCL
C. Surgery Tools  
Surgical Spring Scissors Fine Science Tools 15003-08
Microdissecting forceps angled Fine Science Tools 5/45
Microdissecting forceps curved Fine Science Tools 5 Ti
Fine straight scissors Fine Science Tools 14568-12
Curved bone rongeur Fine Science Tools 16021-14
Hartman Hemostat Curved Fine Science Tools 13003-10

Table 1. The list of materials, tools and chemicals used for the MCA ligation procedure. A. Solutions and Chemicals, B. Surgical Materials and Equipment, C. Surgery Tools.

References

  1. Britton, M., Rafols, J., Alousi, S., Dunbar, J. C. The effects of middle cerebral artery occlusion on central nervous system apoptotic events in normal and diabetic rats. Int J Exp Diabesity Res. 4, 13-20 (2003).
  2. Ciceri, P., Rabuffetti, M., Monopoli, A., Nicosia, S. Production of leukotrienes in a model of focal cerebral ischaemia in the rat. Br J Pharmacol. 133, 1323-1329 (2001).
  3. Jin, K. Delayed transplantation of human neural precursor cells improves outcome from focal cerebral ischemia in aged rats. Aging Cell. 9, 1076-1083 (2010).
  4. McCaig, D. Evolution of GADD34 expression after focal cerebral ischaemia. Brain Res. 1034, 51-61 (2005).
  5. Shirotani, T., Shima, K., Chigasaki, H. In vivo studies of extracellular metabolites in the striatum after distal middle cerebral artery occlusion in stroke-prone spontaneously hypertensive rats. Stroke. 26, 878-884 (1995).
  6. Wu, Y. P., Tan, C. K., Ling, E. A. Expression of Fos-like immunoreactivity in the brain and spinal cord of rats following middle cerebral artery occlusion. Exp Brain Res. 115, 129-136 (1997).
  7. Tamura, A., Graham, D. I., McCulloch, J., Teasdale, G. M. Focal cerebral ischaemia in the rat: 1. Description of technique and early neuropathological consequences following middle cerebral artery occlusion. J Cereb Blood Flow Metab. 1, 53-60 (1981).
  8. Bederson, J. B. Rat middle cerebral artery occlusion: evaluation of the model and development of a neurologic examination. Stroke. 17, 472-476 (1986).
  9. Carswell, H. V. Genetic and gender influences on sensitivity to focal cerebral ischemia in the stroke-prone spontaneously hypertensive rat. Hypertension. 33, 681-685 (1999).
  10. Mary, V., Wahl, F., Uzan, A., Stutzmann, J. M. Enoxaparin in experimental stroke: neuroprotection and therapeutic window of opportunity. Stroke. 32, 993-999 (2001).
  11. Menzies, S. A., Hoff, J. T., Betz, A. L. Middle cerebral artery occlusion in rats: a neurological and pathological evaluation of a reproducible model. Neurosurgery. 31, 100-107 (1992).
  12. Iaci, J. F. Glial growth factor 2 promotes functional recovery with treatment initiated up to 7 days after permanent focal ischemic stroke. Neuropharmacology. 59, 640-649 (2010).
  13. Richard, M. J. P., Khan, B. V. C. B. J., Saleh, T. M. Cellular mechanisms by which lipoic acid confers protection during the early stages of cerebral ischemia: A possible role for calcium. Neuroscience Research. , (2011).
  14. Heiss, W. D. Progressive derangement of periinfarct viable tissue in ischemic stroke. J Cereb Blood Flow Metab. 12, 193-203 (1992).
  15. Nedergaard, M., Gjedde, A., Diemer, N. H. Focal ischemia of the rat brain: autoradiographic determination of cerebral glucose utilization, glucose content, and blood flow. J Cereb Blood Flow Metab. 6, 414-424 (1986).
  16. Nowicki, J. P., Assumel-Lurdin, C., Duverger, D., MacKenzie, E. T. Temporal evolution of regional energy metabolism following focal cerebral ischemia in the rat. J Cereb Blood Flow Metab. 8, 462-473 (1988).
  17. Butcher, S. P., Bullock, R., Graham, D. I., McCulloch, J. Correlation between amino acid release and neuropathologic outcome in rat brain following middle cerebral artery occlusion. Stroke. 21, 1727-1733 (1990).
  18. Arlicot, N. Detection and quantification of remote microglial activation in rodent models of focal ischaemia using the TSPO radioligand CLINDE. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 37, 2371-2380 (2010).
  19. Moyanova, S. G. Protective role for type 4 metabotropic glutamate receptors against ischemic brain damage. J Cereb Blood Flow Metab. , (2010).
  20. Ortolano, F. Advances in imaging of new targets for pharmacological intervention in stroke: real-time tracking of T-cells in the ischaemic brain. Br J Pharmacol. 159, 808-811 (2010).
  21. O’Neill, M. J., A, C. J. Rodent models of focal cerebral ischemia. Current Protocols in Neuroscience. , 9.6.1-9.6.32 (2000).
  22. Lin, T. N., He, Y. Y., Wu, G., Khan, M., Hsu, C. Y. Effect of brain edema on infarct volume in a focal cerebral ischemia model in rats. Stroke. 24, 117-121 (1993).
  23. Filiano, A. J., Tucholski, J., Dolan, P. J., Colak, G., Johnson, G. V. Transglutaminase 2 protects against ischemic stroke. Neurobiol Dis. 39, 334-343 (2010).
check_url/kr/3039?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Colak, G., Filiano, A. J., Johnson, G. V. The Application Of Permanent Middle Cerebral Artery Ligation in the Mouse. J. Vis. Exp. (53), e3039, doi:10.3791/3039 (2011).

View Video