Доклиническая модель для оценки восстановления мозга после острого инсульта у крыс
Summary
Цель этого исследования заключается в создании и проверке животной модели для исследования в области восстановления и сиквелы этапов ишемии мозга путем тестирования инфаркта мозга и сенсорной функции после средней мозговой артерии окклюзии / реперфузии (MCAO/R) после 1-90 дней у крыс.
Abstract
Целью этого исследования было создание и проверка модели ишемии мозга животного в стадии восстановления и сиквела. Была выбрана модель средней мозговой артерии/реперфузии (MCAO/R) у крыс-мужчин Спраг-Доули. Изменяя вес крысы (260-330 г), тип болта резьбы (2636/2838/3040/3043) и время инфаркта мозга (2-3 ч), более высокий балл Лонгы, больший объем инфаркта и большее соотношение успеха модели были проверены с помощью оценки Longa и tTC. Оптимальное состояние модели (300 г, 3040 ниток болт, 3 ч время инфаркта мозга) был приобретен и использован в 1-90-дневный период наблюдения после реперфузии через оценку сенсорных функций и инфаркта объема. В этих условиях двусторонний тест на асимметрию имел существенное различие от 1 до 90 дней, а тест на ходьбу от сетки имел существенное различие от 1 до 60 дней; оба различия могут быть подходящим сенсорным функциональным тестом. Таким образом, наиболее подходящим условием новой модели крыс в стадии восстановления и сиквела ишемии мозга было найдено: 300 г крыс, которые прошли MCAO с 3040 нитью болт для 3 ч мозга инфаркта, а затем reperfused. Соответствующими функциональными тестами сенсорного двигателя стали двусторонний тест на асимметрию и тест на ходьбу по сетке.
Introduction
Ишемия мозга делится на три стадии с различными показателями после инсульта: острая стадия (в течение 1 недели), стадия восстановления (от 1 недели до 6 месяцев) и стадия сиквела (более 6 месяцев). В настоящее время большинство исследований сосредоточены на острой стадии ишемии головного мозга из-за его значительного эффекта и многородных моделей исследований1,2,3. Тем не менее, восстановление и сиквелы стадии ишемии головного мозга не могут быть проигнорированы из-за их долгосрочного осложнения инвалидности. Таким образом, цель этого исследования заключается в изучении стабильной, надежной и относительно простой модели животных для исследования восстановления и сиквела этапов ишемии мозга.
Среди многих экспериментальных моделей ишемии головного мозга, мы используем среднюю мозговую артерию окклюзии (MCAO) через нить болт вставки в правой средней мозговой артерии (MCA). Эта модель похожа на человеческий инсульт, который может производить большие объемы инфаркта, привести ко многим поведенческим расстройствам, связанным с инсультом, и может позволить реперфузии крови (R) путем удаления нити болт4,5,6. MCAO/R также считается золотым стандартом животной модели ишемии мозга7. Кроме того, тяжесть черепно-мозговой травмы зависит от диаметра и длины вставки нити болт, продолжительность ишемии мозга, и животный вес (большие крысы имеют больший мозг и толще сосудов головного мозга)8. Таким образом, путем изменения типа нить болт, infarct время, и крысы вес, подходящая модель может быть найдена для восстановления и сиквела этапов ишемии мозга в MCAO / R крыс. Для проверки модели крыс мы провели 1-дневное, 35-дневное, 60-дневное и 90-дневное исследование модели MCAO/R с использованием экспериментов tTC по окрашиванию и сенсорной функции (двусторонний тест на асимметрию, тест на ходьбу по сетке, тест на ротарод и тест на подъемную веревку).
Protocol
Representative Results
Discussion
Многие модели установления методов и поведенческих показателей, которые хорошо используются в острой ишемии головного мозга не может иметь значительные изменения в восстановлении и сиквелы этапов ишемии мозга16,17. Тем не менее, число пациентов с ишемиче…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (81603315, 81603316), Ключевым планом R и D провинции Цзянси в Китае (20171ACH80001), проекты промышленного и академического сотрудничества в колледжах и университетах провинции Фуцзянь в Китай (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).
