JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

Endothelin-1 المستحثة انسداد الشريان الدماغي الأوسط نموذج للالسكتة الدماغية مع التوجيه بالليزر Flowmetry دوبلر في الجرذ

Published: February 16, 2013
doi:
10.3791/50014
, , , , , , ,
1Department of Neurosurgery,University of Florida , 2Department of Anatomical Sciences,Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran , 3Department of Physiology and Functional Genomics,University of Florida , 4Department of Neurology,University of Florida

Summary

وقد وضعت عدة نماذج حيوانية من نقص التروية الدماغية لمحاكاة حالة الإنسان من السكتة الدماغية. هذا البروتوكول يصف endothelin-1 (ET-1) التي يسببها انسداد الشريان الدماغي الأوسط (MCAO) نموذج للسكتة الدماغية الإقفارية في الفئران. وبالإضافة إلى ذلك، تتم مناقشة اعتبارات هامة، ومزايا، وأوجه القصور في هذا النموذج.

Abstract

السكتة الدماغية هي السبب رقم واحد للإعاقة والسبب الرئيسي الثالث للوفاة في العالم، تكلف ما يقدر ب 70 مليار دولار في الولايات المتحدة في 2009 1، 2. وقد وضعت عدة نماذج من نقص التروية الدماغية لتقليد الإنسان للحالة السكتة الدماغية. فقد قيل أن ما يصل إلى 80٪ من السكتات الدماغية نتيجة كل من التلف الإقفاري في الشريان الدماغي الأوسط (MCA) مساحتها 3. في 1990s في وقت مبكر، endothelin-1 (ET-1) تم استخدام 4 إلى إحداث نقص التروية قبل تطبيقه مباشرة بالقرب من سطح MCA بعد حج القحف. في وقت لاحق، تم تعديل هذا النموذج 5 باستخدام حقنة التجسيمي من 1-ET المتاخمة للMCA لإنتاج نقص التروية الدماغية البؤرية. المزايا الرئيسية لهذا النموذج تشمل القدرة على تنفيذ الإجراء بسرعة، والقدرة على التحكم في انقباض الشريان عن طريق تغيير جرعة من ET-1 تسليمها، لا حاجة لمعالجة الأوعية خارج القحف توريد الدم إلى الدماغ وكذلك التدريجي reperfusiعلى أن أكثر معدلات يحاكي بشكل وثيق ضخه في البشر 5-7. من ناحية أخرى، فإن نموذج ET-1 له مساوئ التي تشمل الحاجة إلى حج القحف، فضلا عن ارتفاع التباين في حجم المخ 8. ويمكن تخفيض هذا التباين مع استخدام الليزر دوبلر flowmetry (LDF) للتحقق من خلال ضخ نقص التروية الدماغية ET-1. العوامل التي تؤثر على السكتة الدماغية تشمل تقلب دقة التسريب ودفعة من 1-ET المستخدمة 6. وهناك اعتبار آخر مهم هو أنه على الرغم من ضخه أمر شائع في المخ البشري، قد مدة انسداد لET-1 MCAO الناجم عن كثب أن لا تحاكي الإنسان من السكتة الدماغية حيث أن العديد من المرضى ضخه جزئية على مدى فترة من ساعات إلى أيام بعد انسداد 9، 10. ووصف هذا البروتوكول بالتفصيل ET-1 نموذج MCAO الناجم عن السكتة الدماغية في الفئران. سوف يلفت الانتباه أيضا إلى اعتبارات خاصة وعيوب محتملة في جميع أنحاء الداخلي.

Protocol

وقد وافق هذا البروتوكول من قبل رعاية الحيوان واللجنة المؤسسية الاستخدام (IACUC) في جامعة ولاية فلوريدا ومتوافق مع "دليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية" (الطبعة الثامنة، والأكاديمية الوطنية للعلوم، 2011). المواد <ol style=";text-al…

Representative Results

1. بعد العملية تقييم العصبية بعد الحيوان يستعيد وعيه، يمكن استخدام مجموعة واسعة من الاختبارات لتقييم العجز العصبية بما في ذلك التوازن، قوة قبضة، ووضع مخلب، وعدم التماثل الوضعي سلم التسلق. المهمة بذور عباد الشمس هو تقييم الإجمالي ل…

Discussion

وET-1 يسببها MCAO هو نموذج الموضوع للالسكتة الدماغية التجريبية التي تستخدم بانتظام في سلالات الفئران متعددة. يمكن العديد من المتغيرات، مثل سلالة الفئران، العمر الحيوان، درجة حرارة الجسم، وطريقة التخدير، والخبرة عامل يؤدي إلى زيادة التقلبات في حجم احتشاء عند استخدام ه…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

وأيد هذا العمل من المنح المقدمة من أمريكا انضم جمعية القلب جنوب شرق الكبرى (09GRNT2060421)، الجمعية الطبية الأمريكية، ومن جامعة العلوم السريرية ومعهد فلوريدا بالحركة. آدم مكة هو زميل NRSA NIH / NINDS، predoctoral (NS-F30 060335). تلقى روبرت Regenhardt predoctoral الدعم زمالة من جامعة فلوريدا برنامج التدريب المتعدد التخصصات في ارتفاع ضغط الدم (HL-T32 083810).

Materials

  1. Animals: Eight-week-old, male, Sprague Dawley rats (Charles River Farms, Wilmington, MA, USA) weighing 250-300 g at the time of surgery.
  2. Anesthesia
    1. Inhalation anesthesia system (VetEquip Inc., Pleasanton, CA, USA)
    2. Isoflurane anesthetic (Baxter Pharmaceutics, Deerfield, IL, USA)
  3. Stereotaxic system (David Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA)
    1. Small animal stereotaxic system
    2. Non-rupture ear bars for rats
    3. Gas anesthesia head holder for rats
  4. Temperature regulation
    1. BAT-12 microprobe thermometer (World Precision Instruments, Inc., Sarasota, FL, USA)
    2. T/PUMP, TP600 Thermal blanket (Gaymar Industries, Inc., Orchard Park, NY, USA)
  5. Surgical instruments
    1. Scalpel handle and #11 blade, iris forceps, Graefe forceps, bulldog clamp retractors, screwdriver, 10 μl syringe with 26 gauge beveled needle (World Precision Instruments, Inc., Sarasota, FL, USA)
    2. Micromotor drill and stereotaxic holder, Quintessential Stereotaxic Injector (Stoelting, Wood Dale, IL, USA)
    3. 1.0 mm round drill bur, 1.0 mm inverted cone drill bur (Roboz Surgical Instrument Co., Inc., Gaithersburg, MD, USA)
  6. Surgical Supplies
    1. Mounting screws 0-80 X 3/32 with 2.4 mm shaft length, 21-gauge guide cannula [4mm long below the pedestal] and cannula dummy (Plastics one, Roanoke, VA, USA)
    2. Jet denture acrylic and liquid (Lang Dental Manufacturing Co., Inc., Wheeling, IL, USA)
    3. 3.0 nylon suture (Oasis, Mettawa, IL, USA)
    4. Cotton swabs, Puralube eye ointment (Fisher Scientific, Pittsburg, PA, USA)
    5. Electric hair clippers (Oster, Providence, RI, USA)
  7. Chemicals
    1. Endothelin-1 (American Peptide, Sunnyvale, CA, USA)
    2. Chlorhexidine 2% (Agrilabs, St. Joseph, MO, USA)
    3. Buprenorphine HCl (Hospira Inc., Lake Forest, IL, USA)
  8. Visualization Equipment
    1. Surgical microscope (Seiler Instrument and Manufacturing; St. Louis, MO, USA)
    2. Fiber Optic illuminator (TechniQuip Corp., Livermore, CA, USA)
  9. Laser Doppler flowmetry system (ADInstruments, Inc., Colorado Springs, CO, USA)
    1. Standard Pencil Probe
    2. Probe holder
    3. Blood FlowMeter
    4. Powerlab 4/30 with LabChart 7
  10. Measurement of infarct volume
    1. Rat brain matrix (Zivic-Miller Lab., Inc., Allison Park, PA, USA)
    2. 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, USA) diluted to 0.05% in PBS
    3. Flatbed scanner (Epson Perfection V30, Epson America, Inc., Long Beach, CA, USA)
    4. Image J software (ImageJ 1.42q software, U.S. National Institutes of Health, Bethesda, MA, USA)
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Stroke–1989. Recommendations on stroke prevention, diagnosis, and therapy. Report of the WHO Task Force on Stroke and other Cerebrovascular Disorders. Stroke. 20, 1407-1431 (1989).
  2. Lloyd-Jones, D., et al. Heart disease and stroke statistics–2009 update: a report from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee. Circulation. 119, 480-486 (2009).
  3. Mohr, J. P., Gautier, J. C., Hier, D., Stein, R. W., Barnett, H. J. M., Stein, B. M., Mohr, J. P., Yatsu, F. M. . Stroke: pathophysiology, diagnosis, and management. , 377-450 (1986).
  4. Robinson, M. J., Macrae, I. M., Todd, M., Reid, J. L., McCulloch, J. Reduction of local cerebral blood flow to pathological levels by endothelin-1 applied to the middle cerebral artery in the rat. Neurosci. Lett. 118, 269-272 (1990).
  5. Sharkey, J., Ritchie, I. M., Kelly, P. A. Perivascular microapplication of endothelin-1: a new model of focal cerebral ischaemia in the rat. J. Cereb. Blood Flow Metab. 13, 865-871 (1993).
  6. O’Neill, M. J., Clemens, J. A. Rodent models of focal cerebral ischemia. Curr. Protoc. Neurosci. Chapter 9 (Unit 9), (2001).
  7. Mecca, A. P., O’Connor, T. E., Katovich, M. J., Sumners, C. Candesartan pretreatment is cerebroprotective in a rat model of endothelin-1-induced middle cerebral artery occlusion. Exp. Physiol. 94, 937-946 (2009).
  8. Braeuninger, S., Kleinschnitz, C. Rodent models of focal cerebral ischemia: procedural pitfalls and translational problems. Exp. Transl. Stroke Med. 1, 8 (2009).
  9. Tomsick, T. A. Intravenous thrombolysis for acute ischemic stroke. J. Vasc. Interv. Radiol. 15, 67-76 (2004).
  10. Olsen, T. S., Lassen, N. A. A dynamic concept of middle cerebral artery occlusion and cerebral infarction in the acute state based on interpreting severe hyperemia as a sign of embolic migration. Stroke. 15, 458-468 (1984).
  11. Pritchett-Corning, K. R., Luo, Y., Mulder, G. B., White, W. J. Principles of rodent surgery for the new surgeon. J. Vis. Exp. (47), e2586 (2011).
  12. Gonzalez, C. L., Kolb, B. A comparison of different models of stroke on behaviour and brain morphology. Eur. J. Neurosci. 18, 1950-1962 (2003).
  13. Ansari, S., Azari, H., McConnell, D. J., Afzal, A., Mocco, J. Intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model for ischemic stroke with laser doppler flowmetry guidance in mice. J. Vis. Exp. (51), e2879 (2011).
  14. Sharkey, J., Butcher, S. P. Characterisation of an experimental model of stroke produced by intracerebral microinjection of endothelin-1 adjacent to the rat middle cerebral artery. J. Neurosci. Methods. 60, 125-131 (1995).
  15. Macrae, I. M., Robinson, M. J., Graham, D. I., Reid, J. L., McCulloch, J. Endothelin-1-induced reductions in cerebral blood flow: dose dependency, time course, and neuropathological consequences. J. Cereb. Blood Flow Metab. 13, 276-284 (1993).
  16. Mecca, A. P., et al. Cerebroprotection by angiotensin-(1-7) in endothelin-1-induced ischaemic stroke. Exp. Physiol. 96 (1-7), 1084-1096 (2011).
  17. Fisher, M., et al. Update of the stroke therapy academic industry roundtable preclinical recommendations. Stroke. 40, 2244-2250 (2009).

Tags

Endothelin-1Middle Cerebral Artery OcclusionIschemic StrokeLaser Doppler FlowmetryRat Model
check_url/50014?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Ansari, S., Azari, H., Caldwell, K. J., Regenhardt, R. W., Hedna, V. S., Waters, M. F., Hoh, B. L., Mecca, A. P. Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Rat. J. Vis. Exp. (72), e50014, doi:10.3791/50014 (2013).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image