L'endothéline-1 induite Moyen Modèle occlusion de l'artère cérébrale pour AVC ischémique avec guidage laser Doppler chez le rat

Summary

Plusieurs modèles animaux d'ischémie cérébrale ont été développés pour simuler la condition humaine d'accident vasculaire cérébral. Ce protocole décrit l'endothéline-1 (ET-1) induit par une occlusion de l'artère cérébrale moyenne (MCAO) modèle d'AVC ischémique chez le rat. En outre, des considérations importantes, les avantages et les inconvénients de ce modèle sont discutées.

Abstract

L'AVC est la première cause de handicap et la troisième cause de décès dans le monde, ce qui coûte une somme estimée à 70 milliards de dollars aux États-Unis en 2009 ^{1, 2.} Plusieurs modèles d'ischémie cérébrale ont été développés pour simuler la condition humaine d'accident vasculaire cérébral. Il a été suggéré que jusqu'à 80% de tous les accidents vasculaires cérébraux résultat de lésions ischémiques dans l'artère cérébrale moyenne (ACM) la zone ^3. Dans les années 1990, l'endothéline-1 (ET-1) ⁴ a été utilisé pour induire une ischémie en l'appliquant directement adjacente à la surface de la MCA après la craniotomie. Plus tard, ce modèle a été modifié ⁵ en utilisant une injection stéréotaxique de l'ET-1 à côté du MCA pour produire une ischémie cérébrale focale. Les principaux avantages de ce modèle incluent la possibilité d'effectuer la procédure rapidement, la capacité de contrôler la constriction artérielle en modifiant la dose d'ET-1 livré, pas besoin de manipuler les vaisseaux extra-crâniennes fournissant le sang au cerveau ainsi que progressive reperfusile taux aussi proche que possible de la reperfusion chez l'homme ^5-7. D'autre part, le modèle de l'ET-1 présente des inconvénients qui comprennent la nécessité d'une craniotomie, ainsi que plus grande variabilité du volume d'éjection ^8. Cette variabilité peut être réduite par l'utilisation du laser Doppler (LDF) afin de vérifier l'ischémie cérébrale au cours de l'ET-1 perfusion. Facteurs qui influent sur ​​la variabilité AVC comprennent la précision de la perfusion et le lot de l'ET-1 utilisé ^6. Une autre considération importante est que, bien que la reperfusion est un phénomène fréquent dans la course humaine, la durée de l'occlusion de l'ET-1 induite par MCAO peut pas imiter au mieux que d'accident vasculaire cérébral humain où de nombreux patients ont reperfusion partiel sur une période de quelques heures à quelques jours après l'occlusion ^{9, 10.} Ce protocole décrit en détail l'ET-1 induite par MCAO modèle d'AVC ischémique chez le rat. Il sera également attirer l'attention sur les considérations spéciales et les inconvénients potentiels tout au long de la procédure.

Protocol

Ce protocole a été approuvé par le soin des animaux et du Comité institutionnel d'utilisation (IACUC) à l'Université de Floride et est en conformité avec le «Guide pour les soins et l'utilisation des animaux de laboratoire" (huitième édition, National Academy of Sciences, 2011). Matériels Animaux: Huit semaines d'âge, de sexe masculin, Sprague Dawley (Charles River Farms, Wilmington, MA, USA) pesant 250-300 g au moment de la chirurgie. Ane…

Representative Results

1. Post-Op évaluation neurologique Après que l'animal ne reprenne conscience, une grande variété de tests peuvent être utilisés pour évaluer les déficits neurologiques, y compris l'équilibre, la force de préhension, mise patte, asymétrie posturale et l'escalier d'escalade. La tâche de graines de tournesol est une évaluation brute des fonctions motrices et sensorielles qui présente une corrélation significative avec volume de l'infarctus 7, 12. Au co…

Discussion

L'ET-1 induite par MCAO est un modèle établi d'accident ischémique cérébral expérimental qui est régulièrement utilisé dans plusieurs souches de rats. De nombreuses variables, comme souche de rats, de l'âge des animaux, la température du corps, la méthode de l'anesthésie et de l'expertise opérateur peut conduire à une plus grande variabilité des volumes d'infarctus en utilisant ce modèle ^{5, 14.} Toutefois, plusieurs chercheurs ont montré que les avantages de ce modèl…

Materials

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