늙은 쥐의 뇌졸중 결과를 연구하기 위해 수정된 경두개 중뇌동맥 폐색 모델
Summary
이 프로토콜은 중간 크기의 경색과 우수한 생존율을 가진 독특한 마우스 스트로크 모델을 보여줍니다. 이 모델을 통해 전임상 뇌졸중 연구자는 허혈 기간을 연장하고, 노령 마우스를 사용하고, 장기적인 기능적 결과를 평가할 수 있습니다.
Abstract
실험적 뇌졸중 연구에서 내강 내 필라멘트가 있는 중뇌동맥 폐색(MCAO)은 마우스의 허혈성 뇌졸중을 모델링하는 데 널리 사용됩니다. 필라멘트 MCAO 모델은 전형적으로 C57Bl/6 마우스에서 때때로 후뇌동맥에 의해 공급되는 영역에 뇌 조직을 포함하는 대규모 뇌경색을 나타내는데, 이는 주로 후방 소통 동맥 폐쇄증의 높은 발생률에 기인합니다. 이 현상은 필라멘트 MCAO 후 장기 뇌졸중 회복 중 C57Bl/6 마우스에서 관찰된 높은 사망률의 주요 원인으로 간주됩니다. 따라서 많은 만성 뇌졸중 연구는 원위 MCAO 모델을 활용합니다. 그러나 이러한 모델은 일반적으로 피질 영역에서만 경색을 일으키므로 결과적으로 뇌졸중 후 신경학적 결함을 평가하는 것이 어려울 수 있습니다. 이 연구는 몸통의 MCA가 작은 두개골 창을 통해 영구적으로 또는 일시적으로 부분적으로 폐색되는 수정된 경두개 MCAO 모델을 확립했습니다. 교합 위치가 MCA의 원점에 비교적 근접하기 때문에 이 모델은 피질과 선조체 모두에서 뇌 손상을 일으킵니다. 이 모델의 광범위한 특성 분석은 노화된 마우스에서도 우수한 장기 생존율과 쉽게 감지할 수 있는 신경학적 결함을 입증했습니다. 따라서 여기에 설명된 MCAO 마우스 모델은 실험적 뇌졸중 연구를 위한 유용한 도구입니다.
Introduction
미국에서는 매년 약 800,000명이 뇌졸중을 앓고 있으며, 이러한 뇌졸중의 대부분은 허혈성 뇌졸중이다1. 조직 플라스미노겐 활성제(tPA) 및/또는 혈전 절제술을 통한 대뇌 혈류의 적시 회복은 현재 뇌졸중 환자에게 가장 효과적인 치료법입니다. 그러나 장기적으로 신경 기능이 완전히 회복되는 경우는 드뭅니다 2,3. 따라서 기능적 개선을 목표로 하는 새로운 뇌졸중 치료법을 찾는 것은 임상적으로 관련된 뇌졸중 동물 모델을 필요로 하는 집중적인 연구 분야입니다.
설치류에서 가장 흔한 허혈성 뇌졸중 모델은 뇌졸중을 유도하기 위해 내강 내 중뇌동맥 폐색(MCAO)을 사용합니다. 1989년 Zea Longa가 처음 개발한 이 모델에서는 나일론 필라멘트가 내경동맥(ICA)에 도입되어 중뇌동맥(MCA)으로 가는 혈류를 차단합니다4. 그러나 이 모델에는 한계가 있습니다. 첫째, 필라멘트가 ICA에 삽입되면 특히 생쥐에서 후뇌동맥(PCA)으로 가는 혈류도 부분적으로 차단될 수 있습니다. 결정적으로, 전방 및 후방 대뇌 순환을 연결하는 작은 동맥인 후방 소통 동맥(PcomA)은 실험적 뇌졸중 연구에 주로 사용되는 균주인 C57Bl/6과 같은 일부 마우스 균주에서 종종 덜 발달되어 있습니다. PcomA의 이러한 개통성은 뇌졸중5 이후 마우스의 병변 크기 변화에 기여하는 것으로 여겨진다. 실제로, MCAO 기간 동안 PCA로 가는 혈류량이 급격히 떨어지고 PcomA가 충분한 부수적 혈류를 제공할 수 없는 경우, 뇌졸중 경색은 PCA의 영역으로 확장될 수 있습니다. 더욱이, 이 모델에서, 허혈의 긴 기간은 마우스의 더 높은 사망률로 이어진다. 결과적으로, 30-60분의 짧은 MCAO 지속 시간이 일반적으로 마우스에 사용됩니다. 그러나 대부분의 뇌졸중 환자는 재관류 치료 전에 몇 시간 동안 허혈을 경험합니다. 따라서, 허혈의 지속 기간이 연장된 마우스 스트로크 모델은 임상적 관련성이 높다.
이 절차의 전반적인 목표는 중간 크기의 경색과 우수한 생존율을 가진 마우스에서 허혈성 뇌졸중을 모델링하는 것입니다. 이 경두개 MCAO 모델은 장기간의 허혈을 수행할 수 있고 노화된 마우스가 이 모델을 잘 견디기 때문에 임상 뇌졸중의 중요한 특성을 해결하여 기능 회복에 대한 장기적인 평가가 가능합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
최초의 경두개 MCA 폐색 모델은 1981년 쥐에서 확립되었고(11,12),1989년 무두개절제술 MCAO 모델로 대체되었다4. 초기 경두개 MCA 폐색은 수술 부위가 넓어 접합궁 전체를 제거하고 근육을 옆으로 당겼습니다. 수술 후 국소 조직이 부풀어 올라 동물들의 스트레스를 유발하고 먹이 섭취를 줄였습니다. 수정된 경두개 MCAO 모델에서는 절개가 덜 …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자들은 Kathy Gage의 편집 지원에 감사를 표합니다. 계획 수치는 BioRender.com 로 만들어졌습니다. 이 연구는 마취과(듀크 대학 의료 센터)와 NIH 보조금(NS099590, HL157354, NS117973 및 NS127163)의 자금으로 지원되었습니다.
Materials
| 0.25% bupivacaine | Hospira | NDC 0409-1159-18 | |
| 0.9% sodium chloride | ICU Medical | NDC 0990-7983-03 | |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium Chloride (TTC) | Sigma or any available vendor | ||
| 20 G IV catheter | BD | 381534 | 20 GA 1.6 IN |
| 30 G needle | BD | 305106 | |
| 4-0 silk suture | Look | SP116 | Black braided silk |
| 8-0 suture with needle | Ethilon | 2822G | |
| Alcohol swabs | BD | 326895 | |
| Anesthesia induction box | Any suitable vendor | Pexiglass make | |
| Electrical grinder | JSDA | JD 700 | |
| High temperature cautery loop tip | Bovie | AA03 | |
| Isoflurane | Covetrus | NDC 11695-6777-2 | |
| Laser doppler perfusion monitor | Moor Instruments | moorVMS-LDF1 | |
| Lubricant eye ointment | Bausch + Lomb | 339081 | |
| Mouse rectal probe | Physitemp | RET-3 | |
| Nitrous Oxide | Airgas | UN1070 | |
| Otoscope | Welchallyn | 728 | 2.5 mm Speculum |
| Oxygen | Airgas | UN1072 | |
| Povidone-iodine | CVS | 955338 | |
| Recovery box | Brinsea | TLC eco | |
| Rimadyl (carprofen) | Zoetis | 6100701 | Injectable 50 mg/mL |
| Rodent ventilator | Harvard | Model 683 | |
| Temperature controller | Physitemp | TCAT-2DF | |
| Triple antibioric & pain relief | CVS | NDC 59770-823-56 | |
| Vaporizer | RWD | R583S |
Referências
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