Method Article

늙은 쥐의 뇌졸중 결과를 연구하기 위해 수정된 경두개 중뇌동맥 폐색 모델

DOI:

10.3791/65345

⸱

May 5th, 2023

 ,  ,  ,  , 
1Multidisciplinary Brain Protection Program, Department of Anesthesiology, Duke University Medical Center

In This Article

Summary

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이 프로토콜은 중간 크기의 경색과 우수한 생존율을 가진 독특한 마우스 스트로크 모델을 보여줍니다. 이 모델을 통해 전임상 뇌졸중 연구자는 허혈 기간을 연장하고, 노령 마우스를 사용하고, 장기적인 기능적 결과를 평가할 수 있습니다.

Abstract

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실험적 뇌졸중 연구에서 내강 내 필라멘트가 있는 중뇌동맥 폐색(MCAO)은 마우스의 허혈성 뇌졸중을 모델링하는 데 널리 사용됩니다. 필라멘트 MCAO 모델은 전형적으로 C57Bl/6 마우스에서 때때로 후뇌동맥에 의해 공급되는 영역에 뇌 조직을 포함하는 대규모 뇌경색을 나타내는데, 이는 주로 후방 소통 동맥 폐쇄증의 높은 발생률에 기인합니다. 이 현상은 필라멘트 MCAO 후 장기 뇌졸중 회복 중 C57Bl/6 마우스에서 관찰된 높은 사망률의 주요 원인으로 간주됩니다. 따라서 많은 만성 뇌졸중 연구는 원위 MCAO 모델을 활용합니다. 그러나 이러한 모델은 일반적으로 피질 영역에서만 경색을 일으키므로 결과적으로 뇌졸중 후 신경학적 결함을 평가하는 것이 어려울 수 있습니다. 이 연구는 몸통의 MCA가 작은 두개골 창을 통해 영구적으로 또는 일시적으로 부분적으로 폐색되는 수정된 경두개 MCAO 모델을 확립했습니다. 교합 위치가 MCA의 원점에 비교적 근접하기 때문에 이 모델은 피질과 선조체 모두에서 뇌 손상을 일으킵니다. 이 모델의 광범위한 특성 분석은 노화된 마우스에서도 우수한 장기 생존율과 쉽게 감지할 수 있는 신경학적 결함을 입증했습니다. 따라서 여기에 설명된 MCAO 마우스 모델은 실험적 뇌졸중 연구를 위한 유용한 도구입니다.

Introduction

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미국에서는 매년 약 800,000명이 뇌졸중을 앓고 있으며, 이러한 뇌졸중의 대부분은 허혈성 뇌졸중이다1. 조직 플라스미노겐 활성제(tPA) 및/또는 혈전 절제술을 통한 대뇌 혈류의 적시 회복은 현재 뇌졸중 환자에게 가장 효과적인 치료법입니다. 그러나 장기적으로 신경 기능이 완전히 회복되는 경우는 드뭅니다 2,3. 따라서 기능적 개선을 목표로 하는 새로운 뇌졸중 치료법을 찾는 것은 임상적으로 관련된 뇌졸중 동물 모델을 필요로 하는 집중적인 연구 분야입니다.

설치류에서 가장 흔한 허혈성 뇌졸중 모델은 뇌졸중을 유도하기 위해 내강 내 중뇌동맥 폐색(MCAO)을 사용합니다. 1989년 Zea Longa가 처음 개발한 이 모델에서는 나일론 필라멘트가 내경동맥(ICA)에 도입되어 중뇌동맥(MCA)으로 가는 혈류를 차단합니다4. 그러나 이 모델에는 한계가 있습니다. 첫째, 필라멘트가 ICA에 삽입되면 특히 생쥐에서 후뇌동맥(PCA)으로 가는 혈류도 부분적으로 차단될 수 있습니다. 결정적으로, 전방 및 후방 대뇌 순환을 연결하는 작은 동맥인 후방 소통 동맥(PcomA....

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Protocol

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이 작업에 설명된 모든 절차는 연구 중인 동물의 관리 및 사용에 대한 NIH 지침에 따라 수행되며 프로토콜은 Duke Institute Animal Care and Use Committee(IACUC)의 승인을 받았습니다. 본 연구에는 영(8-10주령) 및 고령(22개월령) 수컷 C57Bl/6 마우스를 사용하였다. 이 프로토콜의 개요는 그림 1에 나와 있습니다.

1. 수술 준비

  1. 쥐의 총체적 이상 및 행동 결함을 검사합니다.
    참고: 수술 전에 외과의는 수술용 마스크, 모자, 장갑 및 가운을 포함한 적절한 PPE(개인 보호 장비)를 착용하는 것이 중요합니다.
  2. 마우스의 무게를 잰다. 체중에 따라 인공호흡기( 재료 표 참조)를 프로그래밍하십시오.
  3. 마우스를 4인치 x 4인치 x 7인치 마취 유도 상자에 넣습니다. 30으로 설정된 산소 유량계( 재료 표 참조)와 70으로 설정된 아산화질소 유량계를 켭니다. 5% 이소플루란으로 기화기를 켭니다.
  4. 가이드 와이어를 20G 정맥 주사(IV) 카테터에 삽입합니다.
  5. 호흡수가 분당....

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Results

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수술용 현미경으로 직접 관찰하면 허혈 중에 MCA 혈류가 차단되는 것을 육안으로 확인할 수 있습니다. 이전 연구에서는 레이저 도플러 모니터를 사용하여 허혈성 부위의 혈류가 >80% 감소하는 것으로 나타났다6. MCAO 후 혈류 변화를 결정하기 위해 LSCI를 사용하여 허혈성 모욕 및 재관류를 추가로 확인할 수 있습니다(그림 1). 실제로, 그림 3A에서, 우측 MCA의 영역에서 혈액 공급이 감소한 것을 관찰할 수 있다. 일시적인 MCAO의 경우, 봉합사를 제거한 후 뇌 혈류의 재관류가 분명했고(그림 3B), 24시간 후에 더욱 개선되었습니다(그림 3C). 뇌졸중 뇌는 24시간 후에 절편하고 TTC로 염색할 수 있습니다. 죽은 조직은 TTC와 반응하지 않았고 흰색으로 유지.......

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Discussion

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최초의 경두개 MCA 폐색 모델은 1981년 쥐에서 확립되었고(11,12),1989년 무두개절제술 MCAO 모델로 대체되었다4. 초기 경두개 MCA 폐색은 수술 부위가 넓어 접합궁 전체를 제거하고 근육을 옆으로 당겼습니다. 수술 후 국소 조직이 부풀어 올라 동물들의 스트레스를 유발하고 먹이 섭취를 줄였습니다. 수정된 경두개 MCAO 모델에서는 절개가 덜 침습적이며 접합궁의 작은 부분만 제거됩니다. 수술 부위는 4개의 작은 바늘 견인기를 사용하여 노출되며 혈관이나 신경이 파괴되지 않습니다. MCA 트렁크는 8-0을 사용하여 들어 올리기 때문에 작은 두개골 창으로 충분합니다. 수술용 봉합사 바늘, 전체 바늘이 MCA 아래로 들어갈 필요가 없습니다. 수술 후 국소 조직 부종이 발견되지 않았다6.

.......

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

모든 저자는 이해 상충이 없습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자들은 Kathy Gage의 편집 지원에 감사를 표합니다. 계획 수치는 BioRender.com 로 만들어졌습니다. 이 연구는 마취과(듀크 대학 의료 센터)와 NIH 보조금(NS099590, HL157354, NS117973 및 NS127163)의 자금으로 지원되었습니다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
0.25% 부피바카인호스피라NDC 0409-1159-18
0.9% 염화나트륨ICU 의료NDC 0990-7983-03
2,3,5-트리페닐테트라졸륨 염화물 (TTC) 시그마 또는 사용 가능한 공급업체
20 G IV 카테터BD38153420 GA 1.6 IN
30 G 바늘BD305106
4-0 실크 봉합보세요SP116검은색 땋은 실크
8-0 봉합사 바늘 Ethilon2822G
알코올 면봉BD326895
마취 유도 상자적합한 공급 업체Pexiglass 제조 
전기 그라인더JSDAJD 700
고온 소작 루프 팁BovieAA03
IsofluraneCovetrusNDC 11695-6777-2
레이저 도플러 관류 모니터무어 악기moorVMS-LDF1
윤활제 눈 연고Bausch + Lomb339081
마우스 직장 프로브PhysitempRET-3
질산화물에어가스UN1070
오토스코프Welchallyn7282.5 mm 스페큘럼 오토스코프는 마우스의 성대를 시각화하는 후두경으로 사용되었습니다
산소에어가스UN1072
포비돈-요오드CVS955338
회수 상자브린시 TLC eco
Rimadyl (carprofen)Zoetis6100701주사 가능한 50 mg/mL
설치류 인공호흡기Kent Scientific설치류 Jr.
온도 조절기PhysitempTCAT-2DF 
트리플 항생제 및 통증 완화CVS NDC59770-823-56
기화기RWDR583S
사 .

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Tsao, C. W., et al. Heart disease and stroke statistics-2022 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 145 (8), e153(2022).
  2. Nogueira, R. G., et al. Thrombectomy 6 to 24 hours....

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Middle Cerebral Artery OcclusionMCAO ModelIschemic StrokeAged MiceTranscranial MCAOStroke OutcomesNeurologic DeficitsBrain InfarctionChronic StrokeStroke Recovery

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