2 혈관 폐색 / 저혈압 : 세계적인 두뇌 국소 빈혈의 쥐 모델
Summary
전신 저혈압과 함께 양측 경동맥 폐색 재현 심각도 해마에 손상 쥐 세계적인 뇌 허혈을 생산하고 있습니다. 동물의 주제는 뇌 손상의 예측 패턴 장애인, 그들은 적당하게 복구하고, 사망률은 상대적으로 낮다.
Abstract
소생 뒤에 심장 마비는 종종 허혈 뇌의 후속 재관류에 의한 극적인 뇌 손상 발생합니다. 글로벌 두뇌 국소 빈혈 빈혈 1에 매우 민감한 것으로 나타 특정 뇌 영역에 손상을 생산하고 있습니다. 해마의 뉴런은 특히 다른 세포 집단과 비교하여 허혈성 모욕 높은 감도를 가지고 해마의 CA1 지역은 허혈 / 재관류 2에 특히 취약합니다.
치료 개입, 또는 뇌 손상에 관련된 메커니즘 연구의 설계는 임상 상태와 유사한 재현 방식으로 손상을 생산하는 모델을 필요로한다. 저혈압과의 양자 경동맥 혈관 폐색 (2VOH) 심장 마비와 심폐 소생술 중에 발생할 수있는 대뇌 이벤트를 에뮬레이트 가역 전뇌 허혈을 생산하는 모델입니다. 우리는 스미스 등의 수정 모델에 대해 설명합니다. (1984) 2같은 첫 번째 샌더슨 등. (2008) 3, 선택적으로 취약한 뇌 영역 3-6 재현성 부상을 생산하고있는 현재의 형태로 제시. 이 모델의 신뢰성은 적용 성 저혈압, 허혈 기간, 주변 온도 제어, 특정 마취 요법, 그리고 근면 수술 후 치료 기간 동안 전신 혈압의 정밀 제어에 의해 결정됩니다. 덜 취약 뇌 영역이 절약되는 동안 8 분 허혈성 모욕, 재관류 6 ~ 24 시간의 과정을 통해 진행 CA1 해마 신경 세포의 죽음을 생산하고 있습니다. 이 진보적 인 세포의 죽음은 쉽게 CA1 뉴런의 가까운 완전한 손실이 시점에서 분명로서, 재관류 7-14일 후 계량입니다.
이 뇌 손상 모델 이외에, 우리는 간단하면서도 철저한 방법론을 사용 CA1 손상을 정량화하기위한 방법을 제시한다. 중요한 것은, 정량화는 간단한 카메라 장착 현미경을 사용하여 수행 할 수 있습니다다 무료 ImageJ에 (NIH) 소프트웨어 플러그인, 엄청난 비용 stereology 소프트웨어 프로그램의 필요성 및 손상 평가를위한 전동 현미경 스테이지를 미연에 방지.
Introduction
심장 마비와 뇌졸중의 결과로 뇌 손상 죽음 및 장기 장애의 주요 원인이다. 심장 마비의 피해자를위한 심폐 소생술은 환자의 60 % 이후에 병원에서 사망 적어도 광범위한 뇌 손상의 결과로 미국의 7,8에서 연간 약 70,000 환자의 자발 순환 회복에 성공하면서 만 3-10% 소생 환자의 9,10은 그들의 이전 생활을 다시 시작할 수 있습니다. 분명히, 글로벌 뇌 허혈 다음과 신경 외상을 최소화하기 위해 치료 개입을 설계 뇌 손상으로 이어질 메커니즘을 이해하는 것은 매우 중요합니다.
뇌 허혈 여러 방법을 이용하여 모델링 할 수 있습니다. 가장 일반적으로, 뇌 허혈 따라서 초점 허혈성 뇌졸중 11,12 생산, 두뇌, 중대 뇌동맥의 주요 혈관을 폐색하여 설치류에서 생산된다. 임상 적으로 중요한 반면,국소 뇌 허혈은 심장 마비 / 소생술 의해 뇌 손상을 연구하는 정확한 방법이 아닙니다. 이 임상 패러다임을 모델링하기 위해 전체 뇌 허혈성 혈액 흐름의 재 도입에 선행되어야한다. 밀접하게이 임상 프레 젠 테이션을 모방하기 위해 수사관들이 실험적으로 심폐 소생술 및 제세동 13,14와 심폐 소생술 다음 심장 마비를 유도. 이 모델은 임상 적으로 관련이 있지만 예측할 수없는 심폐 소생술 시간은 변동성을 증가시킬 수하고 해석하는 데이터 분석을 어렵게 만들 수 있습니다. 또한이 모델은 더 이상 가설을 테스트하기 위해 필요한 동물의 수를 증가 높은 사망률과 연관됩니다. 더 재현성, 일관성 있고, 존속 모욕의 허혈 및 / 또는 재관류에 대한 뇌 반응을 조사하는 것이 바람직 할 수있다.
체계적 일부 혈액의 흐름을 유지하면서 허혈은 뇌에 유도 할 수 있습니다. investigatio을 허용하면서이 사망률을 감소N 뇌 2 조직 손상의 메커니즘. 세계적인 뇌 허혈을 생산하기 위해, 중단 또는 크게 뇌, 내부 경동맥 동맥과 척추 동맥을 공급하는 모든 네 개의 혈관의 흐름을 제한 할 필요가있다. 이러한 혈관 문합 루프를 형성 윌리스의 원이라는 혈관 구조를 통해 혈액의 흐름과 뇌를 제공합니다. 이 혈관 구조는 뇌가 근위부 혈관 폐색의 경우에 관류를 유지 할 수 있습니다. 따라서 모든 기여 혈관을 통해 뇌 혈류의 완전한 허혈을 유도하는 것은 발생해야합니다. 경동맥 폐색이 원하는 기간 동안 동맥류 클립의 최소 침습 복부 목 컷 아래로 응용 프로그램을 사용하여 수행 할 수 있습니다. 그들은 척추의 가로 foramina에 incased대로 척추 동맥을 통해 혈액의 흐름 중단이 어려울 수 있습니다. 연구자들은 경동맥 이전에 척추 동맥에게 24-48 시간을 electrocauterizing하여이를 해결했다폐색 및 뇌 허혈 (4VO 모델) 15. 이 방법과는 대조적으로, 스미스 등은. 줄임으로써 글로벌 뇌 허혈을 유도하는 혈액의 흐름이 2 손실 또는 크게 감소 점에 척추 동맥을 통해 혈류를 줄이기 위해 40 mmHg로에 체계적 동맥 혈압 (MAP)을 의미하는 방법을 개발 . 경동맥 폐색과 함께 사용할 경우,이 메소드는 밀접하게 심장 마비 생존자의를 모방 뇌 손상의 패턴의 결과로, 전뇌에 걸쳐 국소 빈혈을 생산하고 있습니다. 이 방법의 추가 정제에, 우리가 여기에 존재하는 모델은 30 mmHg로에 꽉 MAP 규제 ± 1mHg 허혈의 전체 8 분 동안 필요합니다. 우리는 스미스 등에 의해 설계된 독자적인 기술의 낮은 사망률을 유지하면서이 변경이 모델에 의해 유도 된 뇌 손상의 재현성을 향상하였습니다.
세포의 죽음과 조직 손상의 전체 범위의 정확한 표현형에 의한여기에 제시된 모델은 허혈성 기간 16 직접 따라 달라집니다. CA1 뉴런은 재관류 단계 15,17 동안 치료 적 개입에 대한 시간적 창 있다는 것을 제안, 세포 죽음을 지연 허혈 8 분을 나타내는 다음. 재관류의 발병, 신경 신속하게 기능을 회복하고 직접적인 세포의 죽음은 18 감지되지 않습니다. 그러나이 모욕 원인이 세포 죽음 계곡의 유도 (세포 사멸)는 재관류 3,19 ~ 6 시간 사이의 시토크롬 C를 포함한 미토콘드리아에서 apoptogenic 단백질의 방출에 절정에 달하다.에게 재관류 시간 6 사이 24 CA1 해마의 신경 세포 죽음에 최선을 다하고 있고, 사멸 세포 죽음 프로그램은 19 실행됩니다. 그것은 허혈성 손상에 대한 책임이 세포 사멸 표현형은 매우 논쟁 주목해야한다. 다른 사람이 apopt을보고하면서 초기 연구는 괴사는 기본 세포 사멸 표현형 20,21입니다 제안주요 메커니즘 22,23으로 OSIS. 전체에서 현재의 증거는 셀 고전 고사에서 괴사에 이르기까지 셀 죽음 표현형의 스펙트럼 죽을 것이 좋습니다. 세포 죽음의 특정 모드는 각 표현형의 기여의 정도가 다른 요인 24,25 사이, 모욕의 정도에 따라서, 여러 요인에 따라 달라집니다. 재관류 24 시간으로 죽어가는 세포 pyknotic 핵, 집계 세포 내용의 명확한 증거 응축 세포질 및 기능 미토콘드리아 형태의 손실을 가지고있다. 죽은 세포는 더욱 세분화 식세포 및 / 또는 미세 아교 세포와 같은 면역 세포에 의해 침몰하고, CA1 해마 영역에서 삭제됩니다. 재관류 4-7 일까지, 죽은 세포를 제거하고, 모든 남아 염증 세포이며, glial 세포에게 17,26을 활성화됩니다. 따라서 재관류 7 일 CA1 해마 신경 세포의 죽음에 간단한, 비 특정 세포 얼룩을 사용하여 정량화 할 수있는 최적의 시간을 나타냅니다크레 실 바이올렛 hemotoxylin – 에오신을 CLUDING 및 형태 학적 포함 기준에 따라 계산. 이 말 재관류 간격으로 나머지 세포는 따라서 뇌 손상의 인덱스를 제공, 생존 세포로 간주 될 수 있습니다.
이 모델은 치료 개입을 테스트하기 위해 활용 될 경우, 실험 설계는 계단 기준 (행정 치료 학술 산업 원탁 회의) 27를 따라하는 것이 좋습니다. 설계 및 연구를 수행 할 때 다음 지침을 준수해야한다 그러나 여기에서 설명하지 않습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기에 설명 된 모델은 인간에서 발견 된 것과 유사한 부상을 제공, 심장 마비와 심폐 소생술의 결과로 발생할 수있는 뇌에 허혈성 모욕을 생산하고 있습니다. 세계적인 뇌 허혈을 생산하는이 방법은 여러 프로토콜 중 하나입니다. 우리는 그것의 비교적 낮은 사망률, 빠른 복구 및 재현성 결과를 제일이 프로토콜을 사용합니다. 심장 마비 / 소생 모델 그러나 기술적으로, 틀림없이 지속적으로 재?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Material Name | |||
| 5-0 VICRYL suture, reverse cutting | Ethicon | J391H | |
| Scalpel, No.10 | Swann-Morton | 6601 | |
| Gauze Sponges | Fisher | 22-362-178 | |
| 18G x 1 ½ in needle | BD | 305201 | |
| 23G x 1 in needle | BD | 305145 | |
| 26 G x 3/8 in needle | BD | 305110 | |
| 18 G x 1 ¼ catheter | EXEL | 26735 | |
| 1 ml syringe | BD | 309659 | |
| 10 ml syringe | BD | 309604 | |
| 60 ml syringe | BD | 309653 | |
| Surgilube | Henry Schein | 1152666 | |
| .9% Saline, plastic IV bag | Henry Schein | 1537468 | |
| Suture 3-0 Silk | Henry Schein | 1007842 | |
| Puralube Ophthalmic Ointment | Henry Schein | 3390017 | |
| Betadine | Henry Schein | 6903564 | |
| Sterile Towel Drape | Moore Medical | 14170 | |
| Polyethylene Tubing, 50 | Intramedic | 427411 | |
| Stopcock, 3 way | Smiths medical | MX9311L | |
| Drug Name | |||
| AERRANE (isoflurane) | Henry Schein | 2091966 | |
| Mapap Liquid (Tylenol) | Major Pharmaceuticals | 1556 | |
| Kedavet (ketamine) | Ketathesia Butney | NDC 50989-996-06 | |
| Butorphic (butorphanol) | Lloyd Labs | 4881 | |
| Heparin | APP Pharmaceuticals | 504011 | |
| Chemical Name | |||
| Paraformaldehyde prills | Elecron Microscopy Sci. | 19202 | |
| 2-methylbutane | Sigma | 270342 | |
| Cresyl Violet Acetate | Sigma | C5042 | |
| Sucrose | Sigma | S9378 | |
| Software | |||
| ImageJ | NIH |
References
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