En mus modell av subaraknoidalblödning
Summary
En standardiserad musmodell av subaraknoidalblödning genom intraluminal Circle of Willis perforering beskrivs. Vessel perforering och subarachnoid blödning övervakas av intrakraniell tryckövervakning. Dessutom olika vitala parametrar registreras och kontrolleras för att upprätthålla fysiologiska förhållanden.
Abstract
I den här videon publikation en standardiserad musmodell av subaraknoidalblödning (SAH) presenteras. Blödning induceras genom endovaskulär Circle of Willis perforering (CWP) och beprövade av intrakraniellt tryck (ICP) övervakning. Därmed en homogen fördelning blod i subarachnoid utrymmen som omger den arteriella cirkulationen och cerebellär sprickor uppnås. Djurfysiologi underhålls av intubation, mekanisk ventilation, och kontinuerlig on-line övervakning av olika fysiologiska och kardiovaskulära parametrar: kroppstemperatur, systemisk blodtryck, hjärtfrekvens, och hemoglobinmättnad. Därigenom cerebral perfusionstryck kan tätt övervakas vilket resulterar i en mindre variabel volym av extravaserade blod. Detta möjliggör en bättre standardisering av endovaskulär glöd perforering i möss och gör hela modellen mycket reproducerbar. Därför är det lätt tillgänglig för farmakologiska och patofysiologiska studier i vildtyp och genetiskaly förändrade möss.
Introduction
SAH är slag subtypen med den minst gynnsamma resultatet för patienterna: 40% av patienterna dör inom en månad efter det att blödningen 1 och överlevande har sällan ett kliniskt positivt resultat.
Det stora flertalet av spontana SAHS (80%) orsakas av bristning av intrakraniella aneurysm som oftast är belägna längs den främre och bakre kommunicera artär, den basilaris artär, och mellersta cerebral artär (MCA) 2.
Sådana aneurysmer är svåra att modellera i djur, och därför djurmodeller av SAH är antingen utföras genom injektion av blod i subaraknoidalrummet / cerebrala ventriklar eller genom endovaskulär perforering av en subaraknoidal kärlet.
Autologt blod injektion i cisterna magna är lätt att utföra och reproducerbar som blodvolymen kan styras direkt 3. Tyvärr har vissa aspekter av SAH patofysiologi, t.ex. denkärlskada, inte kan modelleras med denna procedur. En annan teknisk metod för induktion av SAH är öppnandet av en intracisternal ven 4.
Dock verkar det intraluminala CWP vid MCA grenen att vara det förfarande som modellerna patofysiologin hos människor närmast 5. Metoden utvecklades och först beskrivs i råttor genom Bederson och kollegor och på samma gång genom Veelken och kollegor 6,7. Senare intraluminala perforering modellen anpassades till möss 8,9. En tråd är införd i den yttre halsartären (ECA) och förs fram till skallbasen via det interna karotidartären (ICA). Vid förgreningspunkten av MCA filamentet perforerar kärlet och inducerar en blödning i subaraknoidalrummet på skallbasen. Blodet fördelar sedan i det återstående subaraknoidalrummet längs sprickor och blodkärl. Blödning stoppas av proppbildning vid platsen för perforering, men rebleedings, WHich är ofta skadliga för patienter 10, kan förekomma. Således blev det endovaskulära glödmodellen en allmänt använd SAH modellen under de senaste åren. De som oftast nämns nackdelen av glödtråden perforering modellen är att blöda volymen inte kan styras direkt och kan därför variera. Denna variation kan minskas betydligt genom strikt kontroll av djurfysiologi och efter hemorragisk ICP.
Möss har den stora fördelen att ett stort antal av genetiskt modifierade stammar är tillgängliga. Men på grund av sin ringa storlek kirurgiska ingrepp tenderar att vara mer komplex än i större arter, t.ex. råttor eller kaniner. Därför nedskalning av tekniker som utvecklats för råttor till möss ofta inte leder till önskat resultat, t.ex. som möss har en mycket begränsad kroppsvikt och blodvolym icke-invasiv teknik för blodtryck och gasanalys blod samt för hemoglobinmättnad och pulsmätningmåste tillämpas när det är möjligt. Följaktligen är syftet med den aktuella publikationen för att beskriva fila perforering modell för SAH i möss, och för att visa hur denna modell kan utföras på ett standardiserat och mycket reproducerbart sätt.
Protocol
Representative Results
Discussion
Behandlingsalternativ efter SAH är knappa och mestadels VERKNINGSLÖS. Patofysiologin av post-hemorragisk hjärnskador måste därför förstås ytterligare för att identifiera nya terapeutiska mål och utveckla nya behandlingsmetoder. Standardiserade och väl reproducerbara djurmodeller i genetiskt modifierade djur, dvs möss, är avgörande för sådana undersökningar. Den CWP modell har blivit en allmänt använd modell för SAH som den liknar patofysiologin hos människa tätt, dock är dess användning …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Den aktuella forskningen finansieras av Solorz-Zak Research Foundation.
Materials
| Equipment | |||
| operation microscope | Leica | KL2500 | |
| isoflurane vaporizer | Harvard Instruments | Continuous Flow Vaporizer | |
| respirator | Hugo Sachs | Minivent 845 | |
| microcapnograph | Hugo Sachs | Type 340 | |
| temperature controller | FHC | DC Temperature Controller | |
| dental drill | Paggen | Labset- N | |
| ICP monitor | Codman | ICP monitor | |
| blood pressure monitor | AD Instruments | Bridge Amp FE221 | |
| syringe pump | World Precision Instruments | SP101IZ | |
| pulsoximeter | Kent Scientific | MouseSTAT | |
| LDF | Perimed | Periflux 5000 | |
| analog data monitor | AD Instruments | Power Lab 16/35 | |
| Material | |||
| cement for ICP probe fixation | Speiko | Carboxylate cement | |
| glue for LDF probe fixation | Bob Smith Industries | Cyanoacrylate glue (Maxi Cure and Insta Set) | |
| venous catheter | Johnson & Johnson | Jelco winged i.v. catheter; REF 4076 | modified intubation tube |
| tubing for femoral catheter | Smiths Medical | Fine Bore Polythene Tubing; ID 0.28 mm OD 0.61 mm; REF 800/100/100 | cut to 30 cm length |
| filament for vessel perforation | Ethicon | Prolene 5-0 | cut to 12 mm length |
| surgical equipment | Fine Scientific Instruments | forceps medical #5, vessel scissors 8 cm, microclip 4 mm jaw |
Referências
- Cahill, J., Zhang, J. H. Subarachnoid hemorrhage: is it time for a new direction. Stroke. 40, 86-87 (2009).
- van Gijn, J., Kerr, R. S., Rinkel, G. J. Subarachnoid haemorrhage. Lancet. 369, 306-318 (2007).
- Lin, C. L., et al. A murine model of subarachnoid hemorrhage-induced cerebral vasospasm. J. Neurosci. Methods. 123, 89-97 (2003).
- Altay, T., et al. A novel method for subarachnoid hemorrhage to induce vasospasm in mice. J. Neurosci. Methods. 183, 136-140 (2009).
- Feiler, S., Friedrich, B., Scholler, K., Thal, S. C., Plesnila, N. Standardized induction of subarachnoid hemorrhage in mice by intracranial pressure monitoring. J. Neurosci. Methods. 190, 164-170 (2010).
- Bederson, J. B., Germano, I. M., Guarino, L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in the rat. Stroke. 26, 1086-1091 (1995).
- Veelken, J. A., Laing, R. J., Jakubowski, J. The Sheffield model of subarachnoid hemorrhage in rats. Stroke. 26, 1279-1283 (1995).
- Kamii, H., et al. Amelioration of vasospasm after subarachnoid hemorrhage in transgenic mice overexpressing CuZn-superoxide dismutase. Stroke. 30, 867-871 (1999).
- Parra, A., et al. Mouse model of subarachnoid hemorrhage associated cerebral vasospasm: methodological analysis. Neurol. Res. 24, 510-516 (2002).
- Broderick, J. P., Brott, T. G., Duldner, J. E., Tomsick, T., Leach, A. Initial and recurrent bleeding are the major causes of death following subarachnoid hemorrhage. Stroke. 25, 1342-1347 (1994).
- Thal, S. C., Plesnila, N. Non-invasive intraoperative monitoring of blood pressure and arterial pCO2 during surgical anesthesia in mice. J. Neurosci. Methods. 159, 261-267 (2007).
- Hockel, K., Trabold, R., Scholler, K., Torok, E., Plesnila, N. Impact of anesthesia on pathophysiology and mortality following subarachnoid hemorrhage in rats. Exp. Transl. Stroke Med. 4, 5 (2012).
- Wang, Z., Schuler, B., Vogel, O., Arras, M., Vogel, J. What is the optimal anesthetic protocol for measurements of cerebral autoregulation in spontaneously breathing mice?. Exp. Brain Res. 207, 249-258 (2010).
- Schwartz, A. Y., Masago, A., Sehba, F. A., Bederson, J. B. Experimental models of subarachnoid hemorrhage in the rat: a refinement of the endovascular filament model. J. Neurosci. Methods. 96, 161-167 (2000).
- Feiler, S., Plesnila, N., Thal, S. C., Zausinger, S., Scholler, K. Contribution of matrix metalloproteinase-9 to cerebral edema and functional outcome following experimental subarachnoid hemorrhage. Cerebrovasc. Dis. 32, 289-295 (2011).
