Summary

Intravasculaire Perfusie van Carbon Black Ink Hiermee Betrouwbare Visualisatie van hersenvaten

Published: January 04, 2013
doi:

Summary

Analyse van knaagdier cerebrovasculaire anatomie speelt een belangrijke rol in experimenteel onderzoek beroerte. In deze context heeft intravasculaire perfusie met gekleurde latex beschouwd als een standaard hulpmiddel voor meerdere jaren. Deze techniek houdt specifieke technische beperkingen, die de reproduceerbaarheid ondermijnen. Hier beschrijven we een eenvoudige methode om hersenvaten op reproduceerbare wijze te visualiseren. Injectie van een mengsel van twee commercieel verkrijgbare carbon black inkten via de linker ventrikel myocardiale resulteert in adequate vulling van hersenvaten met hoog contrast visualisatie. We hebben met succes gebruikt een techniek die anastomose punten tussen cerebrale vasculaire gebieden van muizen met verschillende genetische achtergronden identificeren. We uiteindelijk aangeven dat deze nieuwe en eenvoudige methode voor kleuring vaartuig kan worden gecombineerd met trifenyltetrazoliumchloride (TTC) kleuring – veel gevallen gebruik te observeren en analyseren infarct volumes in muizen.

Abstract

De anatomische structuur van hersenvaten is een belangrijke determinant voor de hersenen hemodynamiek, alsmede de ernst van verwondingen na ischemische beledigingen. De cerebrale vasculatuur reageert dynamisch verschillende pathofysiologische toestanden en vertoont aanzienlijke verschillen tussen stammen en onder genetische manipulaties. In wezen is een betrouwbare techniek voor intracraniale vaartuig kleuring essentieel om de pathogenese van ischemische beroerte bestuderen. Tot voor kort werd een reeks verschillende technieken toegepast om de cerebrale bloedvaten waaronder injectie van lage viscositeit hars, Araldite F, gelatine gemengd met verschillende kleurstoffen 1 (dus karmijnrood, India inkt) of latex met 2 of 3 zonder roet. Visualiseren Perfusie van witte latex verbinding via de aorta ascendens werd voor het eerst gemeld door Coyle en Jokelainen 3. Maeda et al.. 2 zijn aangepast het protocol door het toevoegen van carbon zwarte inkt aan de latex compound voor een beter contrast visualisatie van de vaten na zoutoplossing perfusie van de hersenen. Echter inefficiënt perfusie en onvoldoende vulling van de vaten dikwijls door de hoge viscositeit van de latex verbinding 4 ervaren. Daarom hebben we beschreven een eenvoudige en kosteneffectieve techniek waarbij een mengsel van twee commercieel verkrijgbare carbon black inkt (CB1 en CB2) de cerebrale vasculatuur op reproduceerbare wijze 5 visualiseren. We hebben aangetoond dat perfusie met CB1 + CB2 in muizen leidt tot vervuiling van de hersenvaten aanzienlijk kleinere met een hogere dichtheid in vergelijking met latex perfusie 5. Hier beschrijven we ons protocol de anastomose punten tussen de voorste (ACA) en middelste cerebrale slagaders (MCA) naar vat variaties in muizen met verschillende genetische achtergrond te bestuderen identificeren. Tenslotte tonen we de uitvoerbaarheid van onze techniek in een tijdelijke focale cerebrale ischemie bij muizen door het combineren CB1 +CB2-gemedieerde schip kleuring met TTC kleuring in verschillende graden van ischemische letsels.

Protocol

1. Dieren Experimenten werden uitgevoerd volgens de NIH richtlijnen voor de zorg en het gebruik van proefdieren en goedgekeurd door de lokale autoriteiten. Voor alle experimenten C57Bl6 / J wild type muizen ApolipoproteinE – / – (ApoE KO) muizen en SV129 (12-16 weken oud, 26-30 g lichaamsgewicht, 5-6 dieren per proefgroep) gebruikt. 2. Kleuring van hersenvaten met gekleurde latex Een mengsel van 25 ul carbon zwarte inkt (Herlitz, Duitsland) met 0,5 ml l…

Representative Results

Het protocol hier beschreven overwint de technische beperkingen van conventionele latex gebaseerde visualisatie van knaagdieren cerebrale vaatstelsel. Figuur 1A toont aan dat volgende perfusie van de gekleurde latex, alleen de grote schepen op het ventrale oppervlak zijn gekleurd, waardoor de gehele dorsale oppervlak ongekleurd. Het resultaat is ook zeer variabel. Slechts een dier uit zes shows gedeeltelijke kleuring van de ACA en de MCA zichtbaar op het dorsale oppervlak van de hersenen (data niet geto…

Discussion

Perfusie van CB1 + CB2 door handmatige injectie kan worden uitgevoerd met succes door zonder intensieve opleiding als het niet gaat om een specifieke apparaat beperken tot bepaalde druk 2,3 impliceren. De heterogeniteit van de perfusie resultaten in ons protocol is ook te verwaarlozen. Slechts 1 dier van de 16 niet-ischemische dieren en 3 van de 20 ischemische dieren hebben aangetoond onvolledige perfusie. In deze gevallen, integratie van bellen tijdens zoutoplossing perfusie leidt tot occlusie van de schepen…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We willen Britta Kaltwasser bedanken voor haar uitstekende technische bijstand en Mahesh Kumar Teli om de video te filmen voorbereiding organiseren.

Materials

Name of reagent Company Name Catalog No.
Scribtol Schwarz (CB2) Pelican, Germany 221 135
Stempelfarbe (CB1) Herlitz PBS AG, Germany 10417202
Gedeo Latex Pebeo, France 13042B

References

  1. Meng, H., Peng, Y., et al. Nuclear contrast angiography: A simple method for morphological characterization of cerebral arteries. Brain Research. 1261, 75-81 (2009).
  2. Maeda, K., Hata, R., et al. Differences in the cerebrovascular anatomy of C57black/6 and SV129 mice. Neuroreport. 9 (7), 1317-1319 (1998).
  3. Coyle, P., Jokelainen, P. T. Dorsal cerebral arterial collaterals of the rat. The Anatomical Record. 203, 397-404 (1982).
  4. Coyle, P. Dorsal cerebral collaterals of stroke-prone spontaneously hypertensive rats (SHRSP) and Wistar Kyoto rats (WKY). The Anatomical Record. 218, 40-44 (1987).
  5. Hasan, M. R., Herz, J., et al. Visualization of macroscopic cerebral vessel anatomy—A new and reliable technique in mice. Journal of Neuroscience Methods. 204, 249-253 (2012).
  6. Doeppner, T. R., Nagel, F., et al. TAT-Hsp70-mediated neuroprotection and increased survival of neuronal precursor cells after focal cerebral ischemia in mice. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 29, 1187-1196 (2009).
  7. Todo, K., Kitagawa, K., et al. Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor enhances leptomeningeal collateral growth induced by common carotid artery occlusion. Stroke. 39 (6), 1875-1882 (2008).
  8. Sugiyama, Y., Yagita, Y., et al. Granulocyte colony-stimulating factor enhances arteriogenesis and ameliorates cerebral damage in a mouse model of ischemic stroke. Stroke. 42 (3), 770-775 (2011).
  9. Busch, H. J., Buschmann, I. R., et al. Arteriogenesis in hypoperfused rat brain. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 23 (5), 621-628 (2003).
  10. Maeda, K., Hata, R., et al. Regional metabolic disturbances and cerebrovascular anatomy after permanent middle cerebral artery occlusion. in C57black/6 and SV129 mice. Neurobiology of Diseases. 6, 101-108 (1999).
  11. Wang, Y., Kilic, E., et al. VEGF overexpression induces post-ischaemic neuroprotection, but facilitates haemodynamic steal phenomena. Brain. 128 (1), 52-63 (2005).
  12. ElAli, A., Doeppner, T. R., et al. Increased blood-brain barrier permeability and brain edema after focal cerebral ischemia induced by hyperlipidemia: Role of lipid peroxidation and calpain 1/2, matrix metalloproteinase-2/9, and RhoA overoxidation. Stroke. 42, (2011).
  13. Coyle, P., Jokelainen, P. T. Differential outcome to middle cerebral artery occlusion in spontaneously hypertensive stroke-prone rats (SHRSP) and Wistar Kyoto (WKY) rats. Stroke. 14, 605-611 (1983).
  14. Coyle, P. Diameter and length changes in cerebral collaterals after middle cerebral artery occlusion in the young rat. The Anatomical Record. 210 (2), 357-364 (1984).
check_url/4374?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Hasan, M. R., Herz, J., Hermann, D. M., Doeppner, T. R. Intravascular Perfusion of Carbon Black Ink Allows Reliable Visualization of Cerebral Vessels. J. Vis. Exp. (71), e4374, doi:10.3791/4374 (2013).

View Video