纤维蛋白富集和 tPA 敏感的光血栓形成卒中模型

Summary

传统的光血栓中风 （PTS） 模型主要诱导对组织纤溶酶原激活剂 （tPA） 溶解治疗具有高耐药性的致密血小板聚集体。本文通过共注射凝血酶和光敏染料进行光活化，引入了改良的小鼠PTS模型。凝血酶增强的 PTS 模型产生混合血小板：纤维蛋白凝块，并且对 tPA 溶栓高度敏感。

Abstract

理想的血栓栓塞性卒中模型需要某些特性，包括相对简单的外科手术、死亡率低、梗死大小和位置一致、血小板：纤维蛋白混合血凝块的沉淀与患者相似，以及对纤溶治疗具有足够的敏感性。基于孟加拉玫瑰 （RB） 染料的光血栓中风模型满足前两个要求，但对 tPA 介导的裂解处理高度难治，这可能是由于其富含血小板但纤维蛋白贫乏的凝块组成。我们认为，RB染料（50mg / kg）和亚血栓形成剂量的凝血酶（80 U / kg）的组合用于针对大脑中动脉（MCA）近端分支的光活化，可能会产生富含纤维蛋白和tPA敏感的凝块。事实上，凝血酶和RB（T+RB）联合光血栓形成模型触发了混合血小板：纤维蛋白血凝块，如免疫染色和免疫印迹所示，并保持一致的梗死大小和位置以及低死亡率。此外，在光激活后 2 小时内静脉注射 tPA（阿替普酶，10 mg/kg）可显着减小 T+RB 光血栓形成的梗死面积。因此，凝血酶增强的光血栓中风模型可能是测试新型溶栓疗法的有用实验模型。

Introduction

血管内血栓切除术和 tPA 介导的溶栓是美国食品和药物管理局 （FDA） 批准的仅有的两种急性缺血性卒中疗法，美国每年有 ~700,000 名患者患病¹。由于血栓切除术的应用仅限于大血管闭塞 （LVO），而 tPA 溶栓术可以缓解小血管闭塞，因此两者都是急性缺血性卒中² 的有价值的治疗方法。此外，两种疗法的联合使用（例如，在卒中发作后 4.5 小时内开始 tPA 溶栓，然后进行血栓切除术）可改善再灌注和功能结局³。因此，即使在血栓切除术时代，优化溶栓仍然是卒中研究的重要目标。

血栓栓塞模型是临床前卒中研究的重要工具，旨在改善溶栓治疗。这是因为机械血管闭塞模型（例如，腔内缝合 MCA 闭塞）不会产生血凝块，并且其在去除机械闭塞后脑血流的快速恢复被过度理想化 ^4,5。迄今为止，主要的血栓栓塞模型包括光血栓形成 ^6,7,8、局部氯化铁 （FeCl 3） 应用⁹、凝血酶显微注射到 MCA 分支 10,11、体外（微）栓子注射到 MCA 或颈总动脉 （CCA） 12、13^、14 和短暂性缺氧缺血 （tHI）^{15,16，17,18}.这些卒中模型在随后血栓的组织学组成和对tPA介导的裂解疗法的敏感性方面有所不同（表1）。它们在开颅手术要求（原位凝血酶注射和局部应用 FeCl₃ 需要）、梗死大小和位置的一致性（例如，CCA 输注微栓子产生非常可变的结果）以及对心血管系统的总体影响（例如，tHI 增加心率和心输出量以补偿缺氧诱导的外周血管舒张）方面也有所不同。

基于 RB 染料的光血栓卒中 （PTS） 模型具有许多吸引人的特征，包括简单的无开颅手术、低死亡率（通常< 5%）以及可预测的梗死大小和位置（在 MCA 供应区域），但它有两个主要局限性。⁸ 首先需要注意的是，对 tPA 介导的溶栓治疗反应弱至零，这也是 FeCl₃ 模型⁷、^19、20 的缺点。PTS 和 FeCl₃ 卒中模型的第二个警告是，随后的血栓由密集的血小板聚集体和少量纤维蛋白组成，这不仅导致其对 tPA 溶解治疗的弹性，而且还偏离了急性缺血性卒中患者中血小板：纤维蛋白血栓混合的模式^21,22。相比之下，原位凝血酶显微注射模型主要包括聚合纤维蛋白和不确定含量的血小板¹⁰。

鉴于上述推理，我们假设 RB 和亚血栓形成剂量的凝血酶的混合物通过变薄的颅骨进行 MCA 靶向光活化可能会增加所得血栓中的纤维蛋白成分并提高对 tPA 介导的裂解治疗的敏感性。我们已经证实了这一假设，²³ 在此我们描述了改良 （T+RB） 光血栓中风模型的详细程序。

Protocol

该协议由弗吉尼亚大学机构动物护理和使用委员会 （IACUC） 批准，并遵循美国国立卫生研究院实验动物护理和使用指南。 图 1A 概述了该协议的外科手术顺序。 1. 手术设置 在手术前至少 15 分钟将温度设置为 37 °C 的加热垫放在小动物适配器上。为适配器准备一个鼻夹卷，允许动物头部旋转。准备麻醉剂氯胺酮 （60 mg/kg）/甲苯噻嗪 （10 mg/kg）。</…

Representative Results

首先，我们比较了RB与T+RB光血栓形成诱导的血凝块中的纤维蛋白含量。光活化后2 h通过心内灌注固定剂处死小鼠，取出脑进行纵横面MCA分支免疫荧光染色。在RB光血栓形成中，MCA分支密集地填充了CD41+血小板和少量纤维蛋白（图2A，C）。相比之下，T+RB光血栓形成中的MCA分支被随机混合的血小板：纤维蛋白凝块阻塞（图2B，D，n<…

Discussion

1985 年引入的传统 RB 光血栓性卒中是一种有吸引力的局灶性脑缺血模型，适用于简单的外科手术、低死亡率和高可重复性脑梗死。5 在该模型中，光动力染料 RB 在光激发下迅速激活血小板，导致致密的聚集体阻塞血管 ^5,8,23。然而，RB诱导的血凝块中的少量纤维蛋白（图2）偏离了缺血性?…

Materials

2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC)	Sigma	T8877	infarct
4-0 Nylon monofilament suture	LOOK	766B	surgical supplies
5-0 silk suture	Harvard Apparatus	624143	surgical supplies
543nm laser beam	Melles Griot	25-LGP-193-249	photothrombosis
adult male mice	Charles River	C57BL/6	10~14 weeks old (22~30 g)
Anesthesia bar for mouse adaptor	machine shop, UVA		surgical setup
Avertin (2, 2, 2-Tribromoethanol)	Sigma	T48402	euthanasia
Dental drill	Dentamerica	Rotex 782	surgical setup
Digital microscope	Dino-Lite	AM2111	brain imaging
Dissecting microscope	Olympus	SZ40	surgical setup
Fine curved forceps (serrated)	FST	11370-31	surgical instrument
Fine curved forceps (smooth)	FST	11373-12	surgical instrument
goat anti-rabbit Alexa Fluro 488	Invitrogen	A11008	Immunohistochemistry
Halsted-Mosquito hemostats	FST	13008-12	surgical instrument
Heat pump with warming pad	Gaymar	TP700	surgical setup
infusion pump	KD Scientific	200	thrombolytic treatment
Insulin syringe with 31G needle	BD	328291	photothrombosis
Ketamine	CCM, UVA		anesthesia
Laser protective google 532nm	Thorlabs	LG3	photothrombosis
Meloxicam SR	CCM, UVA		NSAID analgesia
micro needle holders	FST	12060-01	surgical instrument
micro scissors	FST	15000-03	surgical instrument
MoorFLPI-2 blood flow imager	Moor	780-nm laser source	Laser Speckle Contrast Imaging
Mouse adaptor	RWD	68014	surgical setup
Puralube Vet ointment	Fisher	NC0138063	eye dryness prevention
Retractor tips	Kent Scientific	Surgi-5014-2	surgical setup
Rose Bengal	Sigma	198250	photothrombosis
Thrombin	Sigma	T7513	photothrombosis
Tissue glue	Abbott Laboratories	NC9855218	surgical supplies
tPA	Genetech	Cathflo activase 2mg	thrombolytic treatment
Vibratome	Stoelting	51425	TTC infacrt
Xylazine	CCM, UVA		anesthesia