Muismodel van twee-schip occlusie van cerebrale ischemie-reperfusie
Summary
Een muismodel van cerebrale ischemie-reperfusie is gevestigd te onderzoeken de pathofysiologie van een beroerte. We distally de rechts midden cerebrale slagader en rechts gemeenschappelijke halsslagader afbinden en bloedstroom herstellen na 10 of 40 min van ischemie.
Abstract
In deze studie is een middelste cerebrale slagader (MCA) occlusie muismodel aangewend om te studeren van cerebrale ischemie-reperfusie. Een reproduceerbare en betrouwbare muismodel is nuttig voor onderzoek naar de pathofysiologie van cerebrale ischemie-reperfusie en het bepalen van mogelijke therapeutische strategieën voor patiënten met een beroerte. Variaties in de anatomie van de cirkel van Willis van C57BL/6 muizen beïnvloedt hun infarct volume na cerebrale ischemie-veroorzaakte schade. Studies hebben aangegeven dat distale MCA occlusie (MCAO) kan dit probleem te verhelpen en leiden tot een stabiele infarct grootte. In deze studie stellen wij een muismodel van de twee-schip occlusie van cerebrale ischemie-reperfusie door de onderbreking van de bloedtoevoer naar de juiste MCA. Wij distally afbinden de juiste MCA en rechts gemeenschappelijke halsslagader (CCA) en doorbloeding te herstellen na een bepaalde periode van ischemie. Deze verwonding ischemie-reperfusie induceert een infarct van stabiele grootte en een gedrags tekort. Perifere immuuncellen infiltreren de ischemische hersenen binnen de 24u infiltratie periode. Daarnaast is de neuronale verlies in de corticale gebied minder voor een langere duur van de reperfusie. Dit twee-schip occlusie model is daarom geschikt voor het onderzoeken van de immuunrespons en neuronale herstel binnen de periode van de reperfusie na cerebrale ischemie.
Introduction
De cerebrale ischemie-reperfusie muismodel is één van de meest gebruikte experimentele benaderingen voor het onderzoek naar de pathofysiologie van hersenen ischemie-veroorzaakte schade1. Omdat cerebrale ischemie-reperfusie het perifere immuunsysteem activeert, perifere immuuncellen infiltreren in de ischemische hersenen en neuronale schade2veroorzaken. Dus, een betrouwbare en reproduceerbare muismodel dat cerebrale ischemie-reperfusie nabootst is vereist voor het begrijpen van de pathofysiologie van een beroerte.
C57BL/6J (B6) muizen zijn de meest gebruikte stam in lijn experimenten omdat ze kunnen gemakkelijk genetisch gemanipuleerd worden. Twee gemeenschappelijke modellen van MCAO/reperfusie die de toestand van cerebrale ischemie-reperfusie na te bootsen zijn verkrijgbaar. De eerste is de intraluminale gloeidraad model van proximale MCAO, waar een gloeidraad silicon beklede werkzaam is aan intravascularly occlude de bloedstroom in de MCA; de occluding gloeidraad wordt daarna verwijderd om te herstellen van de bloed stroom3. De duur van een korte occlusie resulteert in een laesie van de subcorticale regio, overwegende dat een langere duur van de occlusie infarcten in de corticale en subcorticale gebieden veroorzaakt. Het tweede model is het model van de afbinding van distale MCAO, waarbij extravascular Afbinding van de MCA en CCA te verminderen van de doorbloeding van het MCA, waarna de bloedstroom door de verwijdering van de hechtdraad en aneurysma clip4wordt hersteld. In dit model een infarct wordt veroorzaakt in de corticale gebieden, en het sterftecijfer is laag. Omdat de afbinding van MCAO/reperfusie model craniectomy om de site van de distale MCA bloot te stellen vereist, de site gemakkelijk kan worden bevestigd, en onderzoekt de bloedstroom in de distale MCA wordt verstoord tijdens de procedure is eenvoudig.
B6 muizen vertonen aanzienlijke verschillen in de anatomie van de cirkel van Willis; Dit kan gevolgen hebben voor het volume van de infarct na cerebrale ischemie-reperfusie5,6,7. Op dit moment kan dit probleem worden overwonnen door middel van afbinding van de distale MCA-8. In deze studie stellen we een methode voor de doorbloeding van MCA occluding en het inschakelen van reperfusie na een vooraf bepaalde periode van ischemie. Twee-schip occlusie van de cerebrale ischemie-reperfusie model induceert voorbijgaande ischemie van het grondgebied van de MCA via Afbinding van de juiste distale MCA en de juiste CCA, met bloedstroom hersteld na een bepaalde periode van ischemie. Dit model MCAO/reperfusie induceert een infarct van stabiele omvang, een bulk van hersenen-infiltreren immuuncellen in het ischemische hersenen en een gedrags tekort na cerebrale ischemie-reperfusie4.
Protocol
Representative Results
Discussion
De muismodel van MCAO/reperfusie is een dierlijk model vaak werkzaam na te bootsen voorbijgaande ischemie bij de mens. Deze diermodel kan worden toegepast op transgene en knockout muizen stammen te onderzoeken de pathofysiologie van een beroerte. Verschillende stappen in het protocol staan vooral kritisch tegenover. (1) de microdrill moet zorgvuldig worden gebruikt bij het maken van een gat in de schedel, met ongepaste actie veroorzaakt gemakkelijk bloeden uit de MCA. (2) het MCA moet niet worden beschadigd, en bloeden m…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gesteund door het ministerie van wetenschap en technologie, Taiwan (meest 106-2320-B-038-024, de meeste 105-2221-E-038-007-MY3 en meest 104-2320-B-424-001) en Taipei Medical University Hospital (107TMUH-SP-01). Dit manuscript werd uitgegeven door Wallace academische bewerken.
Materials
| Bone rongeur | Diener | Friedman | |
| Buprenorphine | Sigma | B-044 | |
| Cefazolin | Sigma | 1097603 | |
| Chloral hydrate | Sigma | C8383 | |
| Dissection microscope | Nikon | SMZ-745 | |
| Electric clippers | Petpro | ||
| 10% formalin | Sigma | F5304 | |
| Germinator dry bead sterilizer | Braintree Scientific | ||
| Iris Forceps | Karl Klappenecker | 10 cm | |
| Iris Scissors | Diener | 9 cm | |
| Iris Scissors STR | Karl Klappenecker | 11 cm | |
| Microdrill | Stoelting | FOREEDOM K.1070 | |
| Micro-scissors-Vannas | HEISS | H-4240 | blade 7mm, 8 cm |
| Mouse brain matrix | World Precision Instruments | ||
| Non-invasive blood pressure system | Muromachi | MK-2000ST | |
| Operating Scissors STR | Karl Klappenecker | 14 cm | |
| Physiological Monitoring System | Harvard Apparatus | ||
| Razor blades | Ever-Ready | ||
| Stoelting Rodent Warmers | Stoelting | 53810 | Heating pad |
| Suture clip | Stoelting | ||
| Tweezers | IDEALTEK | No.3 | |
| Vetbond | 3M | 15672 | Surgical glue |
| 10-0 suture | UNIK | NT0410 | |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | Sigma | T8877 |
Referências
- Woodruff, T. M., et al. Pathophysiology, treatment, and animal and cellular models of human ischemic stroke. Molecular Neurodegeneration. 6 (1), 11 (2011).
- Chamorro, A., et al. The immunology of acute stroke. Nature Reviews. Neurology. 8 (7), 401-410 (2012).
- Engel, O., Kolodziej, S., Dirnagl, U., Prinz, V. Modeling stroke in mice – Middle cerebral artery occlusion with the filament model. Journal of Visualized Experiments. (47), e2423 (2011).
- Lee, G. A., et al. Interleukin 15 blockade protects the brain from cerebral ischemia-reperfusion injury. Brain, Behavior, and Immunity. 73, 562-570 (2018).
- Barone, F. C., Knudsen, D. J., Nelson, A. H., Feuerstein, G. Z., Willette, R. N. Mouse strain differences in susceptibility to cerebral ischemia are related to cerebral vascular anatomy. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 13 (4), 683-692 (1993).
- Kitagawa, K., et al. Cerebral ischemia after bilateral carotid artery occlusion and intraluminal suture occlusion in mice: evaluation of the patency of the posterior communicating artery. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 18 (5), 570-579 (1998).
- Wellons, J. C., et al. A comparison of strain-related susceptibility in two murine recovery models of global cerebral ischemia. Brain Research. 868 (1), 14-21 (2000).
- Doyle, K. P., Fathali, N., Siddiqui, M. R., Buckwalter, M. S. Distal hypoxic stroke: a new mouse model of stroke with high throughput, low variability and a quantifiable functional deficit. Journal of Neuroscience Methods. 207 (1), 31-40 (2012).
- Doyle, K. P., Buckwalter, M. S. A mouse model of permanent focal ischemia: Distal middle cerebral artery occlusion. Methods in Molecular Biology. , 103-110 (2014).
- Wayman, C., et al. Performing Permanent Distal Middle Cerebral with Common Carotid Artery Occlusion in Aged Rats to Study Cortical Ischemia with Sustained Disability. Journal Of Visualized Experiments. (108), e53106 (2016).
- Noor, R., Wang, C. X., Shuaib, A. Effects of hyperthermia on infarct volume in focal embolic model of cerebral ischemia in rats. Neuroscience Letters. 349 (2), 130-132 (2003).
- Florian, B., et al. Long-term hypothermia reduces infarct volume in aged rats after focal ischemia. Neuroscience Letters. 438 (2), 180-185 (2008).
- Carmichael, S. T. Rodent models of focal stroke: size, mechanism, and purpose. NeuroRx: The Journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics. 2 (3), 396-409 (2005).
- Lin, T. N., Te, J., Huang, H. C., Chi, S. I., Hsu, C. Y. Prolongation and enhancement of postischemic c-fos expression after fasting. Stroke. 28 (2), 412-418 (1997).
- Glazier, S. S., O’Rourke, D. M., Graham, D. I., Welsh, F. A. Induction of ischemic tolerance following brief focal ischemia in rat brain. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 14 (4), 545-553 (1994).
- Tachibana, M., et al. Early Reperfusion After Brain Ischemia Has Beneficial Effects Beyond Rescuing Neurons. Stroke. 48 (8), 2222-2230 (2017).
- Gan, Y., et al. Ischemic neurons recruit natural killer cells that accelerate brain infarction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (7), 2704-2709 (2014).
- Li, M., et al. Astrocyte-derived interleukin-15 exacerbates ischemic brain injury via propagation of cellular immunity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (3), E396-E405 (2017).
- Wang, S., Zhang, H., Dai, X., Sealock, R., Faber, J. E. Genetic architecture underlying variation in extent and remodeling of the collateral circulation. Circulation Research. 107 (4), (2010).
