En præklinisk model til vurdering af hjerne bedring efter akut slagtilfælde hos rotter
Summary
Formålet med denne undersøgelse er at etablere og validere en dyremodel for forskning i genopretning og overdreven stadier af hjernen iskæmi ved at teste hjerneinfarkt og sensorimotor funktion efter mellemhjernens arterie okklusion/reperfusion (mcao/R) efter 1-90 dage i rotter.
Abstract
Formålet med denne undersøgelse var at etablere og validere en dyr hjerne iskæmi model i Recovery og overdreven stadier. En mellemcerebral arterie okklusion/reperfusion (MCAO/R) model i mandlige Sprague-Dawley rotter blev valgt. Ved at ændre rotte vægt (260 − 330 g), gevind bolt typen (2636/2838/3040/3043) og hjernens infarkt tid (2-3 h), en højere Longa score, en større infarkt volumen og en større model succes ratio blev screenet ved hjælp af Longa score og TTC farvning. Den optimale model betingelse (300 g, 3040 gevind Bolt, 3 h hjerneinfarkt tid) blev erhvervet og anvendt i en 1-90 dag observationsperiode efter reperfusion via vurdering af sensorimotorik funktioner og infarkt volumen. På disse betingelser, den bilaterale asymmetri test havde en betydelig forskel fra 1 til 90 dage, og gitter-Walking test havde en betydelig forskel fra 1 til 60 dage; begge forskelle kunne være en passende sensorimotor funktionel test. Således, den mest hensigtsmæssige tilstand af en roman rotte model i Recovery og overdreven stadier af hjernen iskæmi blev fundet: 300 g rotter, der gennemgik mcao med en 3040 gevind bolt for en 3 h hjerneinfarkt og derefter reperfbrugt. De relevante sensorimotoriske funktionelle tests var en bilateral asymmetri test og en gitter-Walking test.
Introduction
Hjernen iskæmi er opdelt i tre faser med forskellige post-Stroke indikatorer: den akutte fase (inden for 1 uge), inddrivelse fase (1 uge til 6 måneder), og sequelae fase (mere end 6 måneder). I øjeblikket, de fleste undersøgelser fokuserer på den akutte fase af hjernen iskæmi på grund af sin betydelige effekt og multi-relative forskningsmodeller1,2,3. Men, genopretning og sequelae stadier af hjernen iskæmi kan ikke ignoreres på grund af deres langsigtede komplikation af handicap. Derfor er formålet med denne undersøgelse er at udforske en stabil, pålidelig og relativt enkel dyremodel til forskning genopretning og overdreven stadier af hjernen iskæmi.
Blandt de mange eksperimentelle hjernen iskæmi modeller, vi bruger midterste cerebral arterie okklusion (MCAO) via gevind bolt indsættelse i højre midterste cerebral arterie (MCA). Denne model er magen til menneskelige slagtilfælde, som kan producere større infarkt volumener, resultere i mange adfærdsmæssige lidelser relateret til slagtilfælde, og kan tillade blod reperfusion (R) ved at fjerne tråden bolt4,5,6. MCAO/R er også betragtes som guld standard animalsk model af hjernen iskæmi7. Endvidere, sværhedsgraden af hjernen skaden afhænger af diameteren og indsættelsen længden af tråden Bolt, varigheden af hjernen iskæmi, og dyrets vægt (større rotter har større hjerner og tykkere cerebrale blodkar)8. Derfor, ved at ændre tråden bolt type, infarkt tid, og rotte vægt, en passende model kan findes for genopretning og overdreven stadier af hjernen iskæmi i mcao/R rotter. For at validere rotte model, vi udførte en 1-dag, 35-dag, 60-dag, og 90-dages undersøgelse af MCAO/R model ved hjælp af TTC farvning og sensorimotor funktion eksperimenter (en bilateral asymmetri test, en gitter-Walking test, en rotarod test og en løft reb test).
Protocol
Representative Results
Discussion
Mange modeller etablere metoder og adfærdsmæssige indikatorer, der er godt brugt i akut cerebral iskæmi kan ikke have væsentlige ændringer i inddrivelse og overdreven stadier af hjernen iskæmi16,17. Men, antallet af patienter med hjernen iskæmisk i Recovery og overdreven stadier er den største. Det er vigtigt at vælge en egnet dyremodel for genopretning og overdreven stadier af iskæmi slagtilfælde.
Vi bruger MCAO/R-modellen …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af Kinas National Natural Science Foundation (81603315, 81603316), Key R & D plan for Jiangxi provinsen i Kina (20171ACH80001), industrielle og akademiske samarbejdsprojekter i gymnasier og universiteter i Fujian-provinsen i Kina (2018Y41010011).
Materials
| Anatomical Microscope | Leica (Germany) | S8 | Microscopic operating instrument |
| Blade | Gellette | / | Cutting brain sections |
| Constant Temperature Shaking Bed | Taicang Experimental Equipment Factory | THZ-C | To keep the brain sections stained evenly and at a constant temperature |
| Digital Camera | Canon | 700D | For taking pictures of TTC staining |
| Electric Shaver | Shanghai Yuyan Scientific Instruments Co., Ltd. | 3000# | Removal of hair from the neck of rats |
| Forceps Hamostatic | Shanghai Medical device Co., Ltd. | 14 cm | Using for brain removing |
| Image Pro Plus Software | Media Cybernetics Inc. | 6.0 | Analyze the infarct volume |
| Isoflurane | RWD Life Science | 217170702 | Anesthetic gas |
| Microforceps | Shanghai Jinzhong Medical Devices Co., Ltd. | 10 cm | Vascular micromanipulation |
| Microshear | Shanghai Jinzhong Medical Devices Co., Ltd. | 10 cm | Vascular micromanipulation |
| Ophthalmic Forceps | Shanghai Jinzhong Medical Devices Co., Ltd. | 10 cm | Auxiliary skin and muscle anatomy |
| Pphthalmic Scissors | Shanghai Jinzhong Medical Devices Co., Ltd. | 10 cm | Using for cutting the skin of neck |
| Rat Brain Slice Mold | Shanghai Yuyan Scientific Instruments Co., Ltd. | 400 g | For standard, uniform cutting of brain tissue |
| Rat Rotating Bar Fatigue Apparatus | Anhui Zhenghua Biological Instrument and Equipment Co., Ltd. | ZH-300B | To test the sensorimotor function |
| Small Animal Anaesthesia Machine | Shanghai Yuyan Scientific Instruments Co., Ltd. | ABM3000 | A gas anesthetic machine |
| Small Animal Thermostat | Beijing Damida Technology Co., Ltd. | DM.7-YLS-20A | To maintain animal body temperature constant during operation |
| Surgical Scissors | Shanghai Medical device Co., Ltd. | 16 cm | Using for decapitate and brain removing |
| Suture | Shanghai Jinhuan Medical Devices Co., Ltd. | 4-0 / 5-0 | Using for skin and muscle sutures / Using for vascular ligations |
| Thread Bolt | Beijing Cinontech Co. Ltd. | 2636/2838/3040/3043-A4 | Blockage of the middle cerebral artery in rats |
| 5-triphenyl-2H-tetrazolium chloride (TTC) | Sigma | LOT#BCBP3272V | Brain section staining reagent |
Referências
- Kong, L. L., et al. Neutralization of chemokine-like factor 1, a novel C-C chemokine, protects against focal cerebral ischemia by inhibiting neutrophil infiltration via MAPK pathways in rats. Journal of Neuroinflammation. 11, 112 (2014).
- Jiang, M., et al. Neuroprotective effects of bilobalide on cerebral ischemia and reperfusion injury are associated with inhibition of pro-inflammatory mediator production and down-regulation of JNK1/2 and p38 MAPK activation. Journal of Neuroinflammation. 11, 167 (2014).
- Thomas, A., Detilleux, J., Flecknell, P., Sandersen, C. Impact of Stroke Therapy Academic Industry Roundtable (STAIR) Guidelines on Peri-Anesthesia Care for Rat Models of Stroke: A Meta-Analysis Comparing the Years 2005 and 2015. PLoS One. 12, e0170243 (2017).
- Kumar, A., Aakriti, V., Gupta, A review on animal models of stroke: An update. Brain Research Bulletin. 122, 35-44 (2016).
- Tong, F. C., et al. An enhanced model of middle cerebral artery occlusion in nonhuman primates using an endovascular trapping technique. AJNR Am. Journal of Neuroradiology. 36, 2354-2359 (2015).
- Li, F., Omae, T., Fisher, M. Spontaneous hyperthermia and its mechanism in the intraluminal suture middle cerebral artery occlusion model of rats. Stroke. 30, 2464-2470 (1999).
- Herson, P. S., Traystman, R. J. Animal models of stroke: translational potential at present and in 2050. Future Neurology. 9, 541-551 (2014).
- Abrahám, H., Somogyvári-Vigh, A., Maderdrut, J. L., Vigh, S., Arimura, A. Filament size influences temperature changes and brain damage following middle cerebral artery occlusion in rats. Exp. Brain Res. 142, 131-138 (2002).
- Sun, M. N., et al. Coumarin derivatives protect against ischemic brain injury in rats. European Journal of Medicinal Chemistry. 67, 39-53 (2013).
- Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20, 84-91 (1989).
- Smith, E. J., et al. Implantation site and lesion topology determine efficacy of a human neural stem cell line in a rat model of chronic stroke. Stem Cell. 30, 785-796 (2012).
- Zhang, S., et al. Protective effects of Forsythia suspense extract with antioxidant and anti-inflammatory properties in a model of rotenone induced neurotoxicity. Neurotoxicology. 52, 72-83 (2016).
- Milani, D., et al. Poly-arginine peptides reduce infarct volume in a permanent middle cerebral artery rat stroke model. BMC Neuroscience. 17, 19 (2016).
- DeGraba, T. J., Ostrow, P., Hanson, S., Grotta, J. C. Motor performance, histologic damage, and calcium influx in rats treated with NBQX after focal ischemia. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 14, 262-268 (1994).
- Liu, P., et al. Validation of a preclinical animal model to assess brain recovery after acute stroke. European Journal of Pharmacology. 835, 75-81 (2018).
- Zuo, W., et al. IMM-H004 prevents toxicity induced by delayed treatment of tPA in a rat model of focal cerebral ischemia involving PKA-and PI3K-dependent Akt activation. European Journal of Neuroscience. 39, 2107-2118 (2014).
- Yang, L., et al. L-3-n-butylphthalide Promotes Neurogenesis and Neuroplasticity in Cerebral Ischemic Rats. CNS Neuroscience & Therapeutics. 21, 733-741 (2015).
