マウスにおける脳卒中のモデリング:外頸動脈を介した過渡中脳動脈閉塞
Summary
中大脳動脈閉塞の異なるモデル(MCAo)は、実験的な脳卒中研究で使用されています。ここでは、外部頸動脈(ECA)を介した一過性MCAoの実験的ストロークモデルについて説明し、これは、自然血栓溶解または治療のために脳血管血栓が除去されるヒトの脳卒中を模倣することを目的とする。
Abstract
脳卒中は、先進国における死亡の第3の最も一般的な原因であり、成人後天障害の主な原因である。現在までに、治療の選択肢は、脳卒中後最初の1時間以内に脳卒中患者のごく一部に制限されている。新しい治療戦略は、特に治療時間を延長するために広範囲に調査されています。これらの現在の調査には、脳卒中後の重要な病態生理学的経路の研究が含まれます, 例えば脳卒中後の炎症, 血管新生, 神経可塑性, 再生.過去10年間、独立した研究グループ間での実験結果や科学的知見の再現性が悪いという懸念が高まっています。いわゆる「レプリケーション危機」を克服するためには、すべての手続きのための詳細な標準化されたモデルが緊急に必要とされます。「ImmunoStroke」研究コンソーシアム(https://immunostroke.de/)における取り組みとして、一過性中大脳動脈閉塞(MCAo)の標準化されたマウスモデルが提案されている。このモデルは、フィラメントの除去時に血流を完全に回復させ、人間の脳卒中の大部分で起こる治療的または自発的な血栓の起こりをシミュレートする。この「フィラメント」ストロークモデルの外科的処置とその機能分析のためのツールは、付随するビデオで示されています。
Introduction
脳卒中は、世界中の死亡と障害の最も一般的な原因の一つです。主に2つの異なる形態の脳卒中があり、虚血性と出血性があり、全脳卒中症例の80~85%が虚血性1である。現在、虚血性脳卒中の患者には、組換え組織プラスミノーゲン活性化剤(rtPA)または機械的血栓切れによる薬理学的治療の2つの治療法のみが利用可能です。しかし、狭い治療時間枠と複数の除外基準のために、選択された患者の数だけがこれらの特定の治療オプションの恩恵を受けることができます。過去20年間で、 前臨床およびトランスレーショナル脳卒中研究は神経保護アプローチの研究に焦点を当ててきました。しかし、臨床試験に到達したすべての化合物は、これまでのところ患者2に対する改善を示していない。
in vitroモデルでは、脳卒中の脳相互作用や病態生理学的メカニズムをすべて正確に再現できないため、動物モデルは前臨床脳卒中研究にとって非常に重要です。しかし、虚血性脳卒中は非常に複雑で不均一な疾患であるため、ヒト虚血性脳卒中のすべての側面を単一の動物モデルで模倣することは不可能である。このため、異なる虚血性脳卒中モデルが異なる種で経時開発されてきた。中大脳動脈の大脳動脈または永久遠位閉塞(MCA)の光血栓症は、新皮質3、4において小さく、局所的に定義された病変を誘導するモデルとして一般的に用いられている。これらに加えて、最も一般的に使用されるストロークモデルは、おそらくMCAの過渡的な閉塞が達成されるいわゆる「フィラメントモデル」である。このモデルは、MCAの起源に縫合フィラメントを一過性に導入し、脳血流の急激な減少と皮質下および皮質脳領域のその後の大梗塞に至る5。ほとんどのストロークモデルはMCA閉塞6を模倣するが、「フィラメントモデル」は虚血時間の正確な区切りを可能にする。フィラメント除去による再灌流は、血栓溶解(rtPAまたは機械的血栓切除術)後の脳血流回復のヒト臨床シナリオを模倣する。現在までに、この「フィラメントモデル」の異なる変更が記載されている。最も一般的なアプローチでは、最初にLongaらによって記述されます。1989年5月、シリコンコーティングされたフィラメントが、共通の頸動脈(CCA)を介してMCA 7の起源に導入される。広く使用されているアプローチですが、このモデルでは、フィラメントの除去後にCCAが永久に結紮されるため、再灌流時の血流の完全な回復はできません。
過去10年間、この「フィラメントモデル」を用いてマウスの脳卒中をモデル化することに関心を持つ研究グループが増えています。しかしながら、このモデルのかなりのばらつきと、手順の標準化の欠如は、これまでに報告された実験結果と科学的知見の変動性が高く、再現性が悪い理由の一部である2,8。現在の「複製危機」の潜在的な原因は、研究所間での再現性の低さに言及し、同じ実験方法論9を用いた研究グループ間の非比較的な脳卒中梗塞量である。実際、最初の前臨床無作為化対照多施設試験試験10を実施した結果、この実験ストロークモデルの十分な標準化の欠如とその後の結果パラメータが、独立した実験室間の前臨床試験における再現性の失敗の主な理由であることを確認することができました11.結果として生じる梗塞サイズの劇的な違いは、同じストロークモデルを使用しているにもかかわらず、確認研究だけでなく、堅牢で再現可能なモデルの欠如による科学的コラボレーションにも脅威を与える。
これらの課題を踏まえ、「ImmunoStroke」研究コンソーシアム(https://immunostroke.de/)における共同研究に用いられている標準化された過渡性MCAoモデルの手順を開発し、詳細に記述することを目指しました。このコンソーシアムは、脳卒中回復の機械主義の根底にある脳と免疫の相互作用を理解することを目的としています。さらに、脳卒中の結果分析のための組織学的および関連する機能法が提示される。すべての方法は、ImmunoStrokeコンソーシアムのすべての研究所で使用される確立された標準的な操作手順に基づいています。
Protocol
Representative Results
Discussion
本プロトコルは、標準化された過渡MCAoモデルを確立するためのドイツの多施設研究コンソーシアム(「ImmunoStroke」)の合意に基づく実験的ストロークモデルを記述する。ECAを介してシリコンコートフィラメントを導入してMCAの原点に導入した一過性MCAoモデルは、閉塞期間を経て動脈再灌流を達成するために最も広く使用されているストロークモデルの1つです。したがって、この手順は、翻訳?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
私たちは、ImmunoStrokeコンソーシアムのすべてのコラボレーションパートナーに感謝します (FOR 2879, 免疫細胞から脳卒中の回復まで) 提案と議論のために.この研究は、ドイツのドイツ・フォルシュングスゲミンシャフト(DFG、ドイツ研究財団)が、ミュンヘン・クラスター・フォー・システム・ニューロロジー(EXC 2145 SyNergy – ID 390857198)の枠組みの下でドイツの卓越性戦略の下で資金提供を受け、助成金LI-2534/7-1、LI-2534/7-1およびLL-112/1-1.1。
Materials
| 45° ramp | H&S Kunststofftechnik | height: 18 cm | |
| 5/0 threat | Pearsalls | 10C103000 | |
| 5 mL Syringe | Braun | ||
| Acetic Acid | Sigma Life Science | 695092 | |
| Anesthesia system for isoflurane | Drager | ||
| Bepanthen pomade | Bayer | ||
| C57Bl/6J mice | Charles River | 000664 | |
| Clamp | FST | 12500-12 | |
| Clip | FST | 18055-04 | |
| Clip holder | FST | 18057-14 | |
| Cotons | NOBA Verbondmitel Danz | 974116 | |
| Cresyl violet | Sigma Life Science | C5042-10G | |
| Cryostat | Thermo Scientific CryoStarNX70 | ||
| Ethanol 70% | CLN Chemikalien Laborbedorf | 521005 | |
| Ethanol 96% | CLN Chemikalien Laborbedorf | 522078 | |
| Ethanol 99% | CLN Chemikalien Laborbedorf | ETO-5000-99-1 | |
| Filaments | Doccol | 602112PK5Re | |
| Fine 45 angled forceps | FST | 11251-35 | |
| Fine forceps | FST | 11252-23 | |
| Fine Scissors | FST | 14094-11 | |
| Glue | Orechseln | BSI-112 | |
| Hardener Glue | Drechseln & Mehr | BSI-151 | |
| Heating blanket | FHC DC Temperature Controller | ||
| Isoflurane | Abbot | B506 | |
| Isopentane | Fluka | 59070 | |
| Ketamine | Inresa Arzneimittel GmbH | ||
| Laser Doppler | Perimed | PF 5010 LDPM, Periflux System 5000 | |
| Laser Doppler probe | Perimed | 91-00123 | |
| Phosphate Buffered Saline pH: 7.4 | Apotheke Innestadt Uni Munchen | P32799 | |
| Recovery chamber | Mediheat | ||
| Roti-Histokit mounting medium | Roth | 6638.1 | |
| Saline solution | Braun | 131321 | |
| Scalpel | Feather | 02.001.30.011 | |
| Silicon-coated filaments | Doccol | 602112PK5Re | |
| Stereomicropscope | Leica | M80 | |
| Superfrost Plus Slides | Thermo Scientific | J1800AMNZ | |
| Vannas Spring Scissors | FST | 15000-00 | |
| Xylacine | Albrecht |
References
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