Summary

Intravaskulær Perfusjon av Carbon Black Ink lar pålitelig Visualisering av Cerebral Fartøy

Published: January 04, 2013
doi:

Summary

Analyse av gnager cerebrovaskulær anatomi spiller en viktig rolle i eksperimentell slag forskning. I denne sammenheng, har intravaskulær perfusjon med farget lateks vært ansett som en standard verktøy for flere år. Innebærer imidlertid denne teknikken distinkte tekniske begrensninger, som undergraver sin reproduserbarhet. Her beskriver vi en enkel metode for å visualisere cerebrale fartøy i en reproduserbar måte. Injeksjon av en blanding av to kommersielt tilgjengelige karbon svart blekk gjennom venstre myokardielle ventrikkel fører tilstrekkelig fylling av cerebrale kar med høy kontrast visualisering. Vi har med hell brukt denne teknikken for å identifisere Anastomotisk poeng mellom cerebral vaskulær territorier av mus med ulike genetiske bakgrunn. Vi endelig gi bevis for at denne romanen og enkel metode for fartøy farging kan kombineres med triphenyltetrazolium klorid (TTC) farging – et mye brukt verktøy for å observere og analysere infarkt volumer i mus.

Abstract

Den anatomiske strukturen av cerebrale kar er en viktig determinant for hjernen hemodynamikk så vel som alvorlighetsgraden av skade etter ischemiske fornærmelser. Hjernens blodforsyning reagerer dynamisk til ulike patofysiologiske tilstander og det viser betydelige forskjeller mellom stammer og under forhold med genetiske manipulasjoner. I hovedsak er en pålitelig teknikk for intrakraniell fartøy farging avgjørende for å studere patogenesen av hjerneinfarkt. Inntil nylig har et sett av forskjellige teknikker blitt anvendt for å visualisere den cerebrale vaskulatur herunder injeksjon av lettflytende harpiks, Araldite F, gelatin blandet med forskjellige fargestoffer en (dvs. karminrød, tusj) eller lateks med to eller uten 3 kjønrøk. Perfusjon av hvit latex forbindelsen via oppstigende aorta er først rapportert av Coyle og Jokelainen 3. Maeda et al. 2 har endret protokollen ved å legge carbon svart blekk til latex sammensatt for forbedret kontrast visualisering av skip etter saltløsning perfusjon av hjernen. Imidlertid ineffektiv perfusjon og utilstrekkelig fylling av fartøyene ofte oppleves grunnet høy viskositet av lateksen forbindelse 4. Derfor har vi beskrevet en enkel og kostnadseffektiv teknikk ved hjelp av en blanding av to kommersielt tilgjengelige karbon svart blekk (CB1 og CB2) for å visualisere den cerebrale vaskulatur i en reproduserbar måte 5. Vi har vist at perfusjon med CB1 + CB2 i mus resulterer i misfarging av betydelig mindre cerebrale kar på en høyere tetthet i forhold til lateks perfusjon 5. Her beskriver vi vår protokoll for å identifisere Anastomotisk poeng mellom fremre (ACA) og middels cerebrale arterier (MCA) for å studere fartøy variasjoner i mus med ulike genetiske bakgrunn. Til slutt viser vi mulighetene for teknikken vår i en forbigående fokal cerebral iskemi modell i mus ved å kombinere CB1 +CB2-mediert fartøy farging med TTC flekker i ulike grader av iskemiske skader.

Protocol

1. Dyr Forsøkene ble utført i henhold til NIH retningslinjer for omsorg og bruk av forsøksdyr og godkjent av lokale myndigheter. For alle eksperimenter, C57Bl6 / J villtype mus, ApolipoproteinE – / – (APOE KO) og SV129 mus (12-16 uker gamle, 26-30 g kroppsvekt, 5-6 dyr per eksperimentelle gruppen) ble brukt. 2. Farging av Cerebral Fartøy med farget Latex Lag en blanding av 25 ul kjønrøk blekk (Herlitz, Tyskland) med 0,5 ml av lateks forbindelse (P…

Representative Results

Protokollen er beskrevet her overvinner de tekniske begrensningene i konvensjonelle latex baserte visualisering av gnager hjernens blodforsyning. Figur 1a viser at følgende perfusjon av den fargede latex, bare de store fartøy på ventral overflaten er farget, forlater hele framsiden unstained. Resultatet er også svært variabel. Bare ett dyr av seks viser delvis farging av ACA og MCA synlig på dorsal overflaten av hjernen (data ikke vist). Omvendt, CB1 + CB2 perfusjon resulterer i tilstrekkelig fyll…

Discussion

Perfusjon av CB1 + CB2 ved manuell injeksjon kan utføres med hell av uten intensiv trening som det ikke innebærer noen spesiell enhet for å antyde bestemt trykk 2,3. Heterogene perfusjon utfall i protokollen vår er også ubetydelig. Bare 1 dyr ut av 16 ikke-iskemisk dyr og 3 av 20 iskemiske dyr har vist ufullstendig perfusjon. I disse tilfellene var inkorporering av bobler under saltvann perfusjon fører til okklusjon av fartøy sannsynligvis grunnen av mislykkede utfallet.

Se…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi vil gjerne takke Britta Kaltwasser for hennes utmerket teknisk assistanse og Mahesh Kumar Teli å organisere videofilming forberedelse.

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