İntraserebral Kanama Fare Modellerinden olarak Otolog Blood veya Klostridyal Kollajenazının intrastriatal Enjeksiyon
Summary
Preclinical models of intracerebral hemorrhage are utilized to mimic certain aspects of clinical disease. Thus, mechanisms of injury and potential therapeutic strategies may be explored. In this protocol, two models of intracerebral hemorrhage are described, intrastriatal (basal ganglia) injections of autologous blood or collagenase.
Abstract
Intraserebral kanama (İSK) serebrovasküler hastalık yaygın bir şeklidir ve önemli morbidite ve mortalite ile ilişkilidir. Hemostaz ve pıhtı çıkarılması hedefleniyor büyük klinik çalışmaların etkili tedavi ve başarısızlık eksikliği ICH daha mekanizması odaklı soruşturma için ihtiyaç göstermektedir. Bu araştırma, klinik öncesi modellerde tarafından sağlanan çerçeve aracılığıyla gerçekleştirilebilir. Popüler kullanımı iki kemirgen modelleri, otolog kan veya klostridial kolajenaz ya intrastriatal (bazal ganglia) enjeksiyon yer alır. Yana, her model İSH'lı ilgili belirgin farklı patofizyolojik özellikleri temsil eder, belli bir modelin kullanımı öğretilmektedir hastalığın hangi yönü dayalı seçilebilir. Örneğin, otolog kan enjeksiyonu en doğru intraparenkimal kan varlığı için beynin yanıtı temsil eder, ve en yakın lobar kanama çoğaltabilir. Clostridial kollajenaz enjeksiyon en doğru s temsilalışveriş merkezi damar rüptürü ve derin kanamalar hematom evrimi karakteristik. Böylece farklı hematom oluşumu, nöroenflamatuar tepki, serebral ödem gelişmesi ve nörodavranışsal sonuçları her model sonuçları. Sözde bir terapötik müdahale Sağlamlık en iyi iki model kullanılarak değerlendirilebilir. Bu protokol, her iki model, yaralanma hemen ameliyat sonrası gösteri ve erken post-operatif bakım teknikleri kullanılarak Vaginal indüksiyon gösterilmiştir. Her iki model de tekrarlanabilir yaralanmaları, hematom hacimleri ve nörodavranışsal kayıpla sonuçlanabilir. Çünkü insan ICH heterojenite, birden fazla preklinik modeller iyice patofizyolojik mekanizmalarını keşfetmek ve potansiyel tedavi stratejileri test etmek için gereklidir.
Introduction
Intraserebral kanama (İSK) etkilenen hastaların yaklaşık% 40-50 30 gün içinde ölme 1 ile serebrovasküler hastalık nispeten sık görülen şeklidir. Ne yazık ki, küçük bir iyileşme son 20 yıl boyunca 2 ölüm oranında yapılmıştır. Ulusal Sağlık Enstitüleri 3 ve Amerikan Kalp Derneği 4 kılavuzların raporları patofizyolojisi anlayış genişletmek ve yeni tedavi yaklaşımları için hedeflerini geliştirmeye ICH klinik olarak ilgili modellerinin geliştirilmesinin önemini vurguladı.
Çeşitli modeller, insan ICH 5 taklit var. ICH patofizyoloji yetişkinlerin anlama olarak, çeşitli modeller hastalığın farklı yönlerini incelemek için kullanılabilir, belirgin hale gelmiştir. Daha önce kullanılan modeller kemirgen amiloid anjiopati 6, intraparenkimal mikrobalon ekleme ve enflasyon 7 ve doğrudan arteriyel kan bulunmaktadırinfiltrasyon 8,9. Amiloid anjiyopati ikinci Lobar kanama transgenik farelerin kullanılması ile model ve ayrı bir alt tipi ICH temsil edilmiştir. Mikrobalonların modelleri hematom akut kütle etkisinin taklit eden ancak, kan varlığı için beynin hücresel yanıtı yakalamak için başarısız. Son olarak, doğrudan arteriyel kan sızması femoral arterden arteriyel baskılara beyin tabi. Dolayısıyla, bu model taklit arter basınçları ve kan varlığı ancak küçük kan damarı yırtılması gelen mikrovasküler yaralanma beyin tabi değildir. Bundan başka, bu model, doğal olarak yüksek bir değişkenlik vardır. Onlar yaş olarak İlginçtir, spontan hipertansif sıçanlar 10 spontan ICH gelişir. ICH geliştirme sonra bu hayvanların çalışma İSH'lı için insanları yatkınlık önemli Komorbiditelerin birinin varlığında hastalığı taklit edebilir. Klostridial kolajenaz 11 veya a instrastiatal enjeksiyonu bu model mevcut olmakla birlikte, enjeksiyon intrastriatalutologous tüm kan 12, şu anda en yaygın iki model ICH klinik öncesi araştırmalarda kullanılır.
ICH modeli seçimi türlerin seçimi ve hematom oluşumunu sağlama yöntemi de dahil olmak deneysel sorusunun objektif dayalı yapılmalıdır. Örneğin, domuz farelere göre daha büyük bir beyaz madde beyin hacmi ile büyük hayvanlar olmalarıdır. Böylece, domuz modeller İSH'lı aşağıdaki beyaz cevher patofizyolojisini incelemek için uygundur. Aksine, kemirgen beyin büyük ölçüde gri madde vardır, ancak transgenik sistemleri İSH'lı yaralanma ve iyileşme moleküler mekanizmalarını değerlendirmek için kemirgenler yararlı olun. Her model dikkatli bir deney öncesinde dikkat edilmesi gereken, kendine özgü güçlü ve zayıf yönlerini (Tablo 1) vardır.
Aşağıdaki protokoller farelerde otolog kan ve kolajenaz enjeksiyon modellerini göstermektedir. Bu modeller her biri aslında sıçanlarda geliştirilen modellerden çevrilmiştir13,14 ve İSH'lı hücre ölümü ile ilişkili moleküler mekanizmalarını keşfetmek için yaygın olarak kullanılabilir transgenik teknolojinin kullanımına izin. Hem insan İSH'lı belirgin farklı bir yaralanma mekanizmalarını ifade eder, hem de davranışsal ve histolojik önlemler açısından belirgin farklı beklenen sonuç var. Böylece, bazı hipotezler diğer üzerinden bir modele kendilerini borç olabilir, ancak birçok fikirler hem de model doğrulama gerekebilir.
Kollajenaz-ve otolog kan enjeksiyonu intraserebral kanama modellerinin özellikleri Tablo 1.. Karşılaştırılması.
| Kolajenaz Enjeksiyon | Kan Enjeksiyon | |
| Kullanım kolaylığı | + + + | + + | Tekrarlanabilirlik | + + | + + |
| Kanama Boyutu Kontrolü | + + | + + + |
| Kan Reflü | + | + + |
| İnsan Hastalığı simüle | + | – |
| Basitlik | + + | + + |
| Çoklu Türler kullanın | + + | + + |
Protocol
Representative Results
Discussion
Therapeutics 15-18 umut verici için klinik öncesi araştırma ve sonuçta büyük klinik çalışmalar gelişmekte olmasına rağmen, orada ICH içinde sonuçlarını iyileştirdiği gösterilmiş hiçbir farmakolojik müdahaleler ve bakım büyük ölçüde destekleyici kalır. Muhtemel tedavilerin listeleri gibi Transkriptomik ve proteomik çalışma gibi yüksek kapasiteli teknolojileri ile üretilebilir. Bu teknolojiler, ileri potansiyel terapötik hedeflerin bilgimizi ilerlemeye devam ediyor ve umut ve…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the American Heart Association Scientist Development Grant and the Foundation for Anesthesia Education and Research (MLJ). We would like to thank Talaignair N. Venkatraman PhD for his assistance with magnetic resonance imaging.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Stereotactic frame | Stoelting Co. | 51603 | |
| Probe holder with corner clamp | Stoelting Co. | 51631 | |
| Mini grinder | Power Glide | Model 60100002 | |
| 0.5 µl Hamilton syringe | Hamilton Co. | 86259 | 25 gauge needle |
| 50 µl Hamilton syringe | Hamilton Co | 7637-01 | |
| 26G Hamilton needle | Hamilton Co | 7804-03 | |
| Syringe pump | KD Scientific | Model 100 | |
| Heat therapy water pump | Gaymar Industries, Inc. | Model# TP650 | |
| Circulating waterbed | CMS Tool & Die, Inc. | ||
| Rodent ventilator | Harvard Apparatus | Model 683 | |
| Isoflurane vaporizer | Drager | Vapor 19.1 | |
| Air flowmeter | Cole Parmer | Model PMR1-010295 | |
| Induction chamber | Self made | ||
| Otoscope | Welch Allyn | 22820 | |
| intravenous catheter | Becton-Dickinson | 381534 | 20-gauge, 1.16 inch Insyte-W |
| Isoflurane | Baxter Healthcare Corporation | NDC10019-360-69 | |
| Collagenase Type IV-S | Sigma | C1889 | |
| Polyethylene tubing PE20 | Becton-Dickinson | 427406 | |
| Polyethylene tubing PE10 | Becton-Dickinson | 427401 | |
| 30G 1 inch needle | Becton-Dickinson | 305128 | |
| 27G 1 1/4 inch needle | Becton-Dickinson | 305136 | |
| Surgical scissors | Miltex | 21-539 | |
| Forceps | Miltex | 17-307 | |
| Needle holder | Boboz | RS-7840 | |
| Monofilament suture | Ethicon | 8698 | Size 5-0 |
| Indicating controller | YSI | 73ATD |
Referências
- Asch, C. J., et al. Incidence, case fatality, and functional outcome of intracerebral haemorrhage over time, according to age, sex, and ethnic origin: a systematic review and meta-analysis. Lancet Neurology. 9, 167-176 (2010).
- Qureshi, A. I., Mendelow, A. D., Hanley, D. F. Intracerebral haemorrhage. Lancet. 373, 1632-1644 (2009).
- Participants, N. I. W. Priorities for clinical research in intracerebral hemorrhage: report from a National Institute of Neurological Disorders and Stroke workshop. Stroke. 36, (2005).
- Morgenstern, L. B., et al. Guidelines for the management of spontaneous intracerebral hemorrhage: a guideline for healthcare professionals from the American Heart Association/American Stroke Association. Stroke. 41, 2108-2129 (2010).
- James, M. L., Warner, D. S., Laskowitz, D. T. Preclinical models of intracerebral hemorrhage: a translational perspective. Neurocrit Care. 9, 139-152 (2008).
- Winkler, D. T., et al. Spontaneous hemorrhagic stroke in a mouse model of cerebral amyloid angiopathy. J Neurosci. 21, 1619-1627 (2001).
- Sinar, E. J., Mendelow, A. D., Graham, D. I., Teasdale, G. M. Experimental intracerebral hemorrhage: effects of a temporary mass lesion. J Neurosurg. 66, 568-576 (1987).
- Mendelow, A. D., Bullock, R., Teasdale, G. M., Graham, D. I., McCulloch, J. Intracranial haemorrhage induced at arterial pressure in the rat. Part 2: Short term changes in local cerebral blood flow measured by autoradiography. Neurol Res. 6, 189-193 (1984).
- Bullock, R., Mendelow, A. D., Teasdale, G. M., Graham, D. I. Intracranial haemorrhage induced at arterial pressure in the rat. Part 1: Description of technique, ICP changes and neuropathological findings. Neurol Res. 6, 184-188 (1984).
- Sang, Y. H., Su, H. X., Wu, W. T., So, K. F., Cheung, R. T. Elevated blood pressure aggravates intracerebral hemorrhage-induced brain injury. J Neurotrauma. 28, 2523-2534 (2011).
- Krafft, P. R., et al. Modeling intracerebral hemorrhage in mice: injection of autologous blood or bacterial collagenase. J Vis Exp. , (2012).
- Sansing, L. H., et al. Autologous blood injection to model spontaneous intracerebral hemorrhage in mice. J Vis Exp. , (2011).
- Rosenberg, G. A., Mun-Bryce, S., Wesley, M., Kornfeld, M. Collagenase-induced intracerebral hemorrhage in rats. Stroke. 21, 801-807 (1990).
- Nath, F. P., Jenkins, A., Mendelow, A. D., Graham, D. I., Teasdale, G. M. Early hemodynamic changes in experimental intracerebral hemorrhage. J Neurosurg. 65, 697-703 (1986).
- Anderson, C. S., et al. Rapid blood-pressure lowering in patients with acute intracerebral hemorrhage. N Engl J Med. 368, 2355-2365 (2013).
- Clark, W., Gunion-Rinker, L., Lessov, N., Hazel, K. Citicoline treatment for experimental intracerebral hemorrhage in mice. Stroke. 29, 2136-2140 (1998).
- Mayer, S. A., et al. Efficacy and safety of recombinant activated factor VII for acute intracerebral hemorrhage. N Engl J Med. 358, 2127-2137 (2008).
- Mendelow, A. D., et al. Early surgery versus initial conservative treatment in patients with spontaneous supratentorial lobar intracerebral haematomas (STICH II): a randomised trial. Lancet. , (2013).
- James, M. L., Blessing, R., Bennett, E., Laskowitz, D. T. Apolipoprotein E modifies neurological outcome by affecting cerebral edema but not hematoma size after intracerebral hemorrhage in humans. J Stroke Cerebrovasc Dis. 18, 144-149 (2009).
- James, M. L., Blessing, R., Phillips-Bute, B. G., Bennett, E., Laskowitz, D. T. S100B and brain natriuretic peptide predict functional neurological outcome after intracerebral haemorrhage. Biomarkers. 14, 388-394 (2009).
- James, M. L., Sullivan, P. M., Lascola, C. D., Vitek, M. P., Laskowitz, D. T. Pharmacogenomic effects of apolipoprotein e on intracerebral hemorrhage. Stroke. 40, 632-639 (2009).
- James, M. L., et al. Brain natriuretic peptide improves long-term functional recovery after acute CNS injury in mice. J Neurotrauma. 27, 217-228 (2010).
- Indraswari, F., et al. Statins improve outcome in murine models of intracranial hemorrhage and traumatic brain injury: a translational approach. J Neurotrauma. 29, 1388-1400 (2012).
- Laskowitz, D. T., et al. The apoE-mimetic peptide, COG1410, improves functional recovery in a murine model of intracerebral hemorrhage. Neurocrit Care. 16, 316-326 (2012).
- Lei, B., et al. Interaction between sex and apolipoprotein E genetic background in a murine model of intracerebral hemorrhage. Translational Stroke Research. 3, (2012).
- Lekic, T., et al. Evaluation of the hematoma consequences, neurobehavioral profiles, and histopathology in a rat model of pontine hemorrhage. J Neurosurg. 118, 465-477 (2013).
- Nakamura, T., et al. Intracerebral hemorrhage in mice: model characterization and application for genetically modified mice. J Cereb Blood Flow Metab. 24, 487-494 (2004).
- Yang, D., et al. Statins Protect the Blood Brain Barrier Acutely after Experimental Intracerebral Hemorrhage. J Behav Brain Sci. 3, 100-106 (2013).
- Rynkowski, M. A., et al. A mouse model of intracerebral hemorrhage using autologous blood infusion. Nature Protocols. 3, 122-128 (2008).
- Wang, J., Fields, J., Dore, S. The development of an improved preclinical mouse model of intracerebral hemorrhage using double infusion of autologous whole blood. Brain Research. 1222, 214-221 (2008).
- MacLellan, C. L., et al. Intracerebral hemorrhage models in rat: comparing collagenase to blood infusion. J Cereb Blood Flow Metab. 28, 516-525 (2008).
