L'endotelina-1 indotta cerebrale media occlusione dell'arteria modello per l'ictus ischemico con guida laser flussimetria Doppler in Rat

Summary

Modelli animali di ischemia cerebrale sono stati sviluppati per simulare la condizione umana di ictus. Questo protocollo descrive l'endotelina-1 (ET-1) indotta da occlusione dell'arteria cerebrale media (MCAO) modello per l'ictus ischemico nei ratti. Inoltre, importanti considerazioni, i vantaggi ei limiti di tale modello sono discussi.

Abstract

L'ictus è la prima causa di disabilità e la terza causa principale di morte nel mondo, che costano una cifra stimata di 70 miliardi negli Stati Uniti nel 2009 ^{1, 2.} Diversi modelli di ischemia cerebrale sono stati sviluppati per simulare la condizione umana di ictus. È stato suggerito che fino al 80% di tutte le corse da risultato nel danno ischemico cerebrale media (MCA) area ^3. Nei primi anni 1990, endotelina-1 (ET-1) ⁴ è stato utilizzato per indurre ischemia applicandola direttamente adiacente alla superficie del MCA dopo craniotomia. Successivamente, questo modello è stato modificato ⁵ utilizzando una iniezione stereotassica di ET-1 adiacente alla MCA produrre ischemia cerebrale focale. I vantaggi principali di questo modello includono la capacità di eseguire la procedura rapida, la capacità di controllare costrizione dell'arteria alterando la dose di ET-1 espresso, nessuna necessità di manipolare i vasi extracranici forniscono sangue al cervello e graduale reperfusisui tassi che più strettamente imita la riperfusione nell'uomo ^5-7. D'altra parte, l'ET-1 modello ha svantaggi che includono la necessità di una craniotomia, così come una maggiore variabilità della gittata sistolica ^8. Tale variabilità può essere ridotta con l'uso di laser Doppler flussimetria (LDF) per verificare ischemia cerebrale durante ET-1 infusione. I fattori che influenzano la variabilità ictus comprendono la precisione di infusione e il lotto del ET-1 utilizzato ^6. Un'altra considerazione importante è che, anche se la riperfusione è un evento comune nel tratto umano, la durata di occlusione per ET-1 indotta MCAO non strettamente imitare quello di ictus umano in cui molti pazienti hanno riperfusione parziale per un periodo di ore o giorni dopo occlusione ^{9, 10.} Questo protocollo descrive in dettaglio l'ET-1 indotta modello MCAO per l'ictus ischemico nei ratti. Sarà inoltre richiamare l'attenzione su considerazioni particolari e gli svantaggi potenziali durante tutta la procedura.

Protocol

Questo protocollo è stato approvato dalla cura degli animali e del Comitato Istituzionale uso (IACUC) presso l'Università della Florida, ed è in conformità con la "Guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio" (ottava edizione, Accademia Nazionale delle Scienze, 2011). Materiale Animali: otto settimane di età, di sesso maschile, Sprague Dawley (Charles River, Farms Wilmington, MA, USA) del peso di 250-300 g al momento dell'intervento chirurgico. </…

Representative Results

1. Post-Op valutazione neurologica Dopo che l'animale riprenda coscienza, una grande varietà di test possono essere utilizzati per valutare i deficit neurologici, tra cui l'equilibrio, forza di presa, messa zampa, asimmetria posturale e scala arrampicata. Il compito di semi di girasole è una valutazione lorda di funzione motoria e sensoriale che ha una correlazione significativa con il volume dell'infarto 7, 12. Durante questa attività, i ratti sono a tempo durante l&#…

Discussion

L'ET-1 indotta MCAO è un modello sperimentale consolidata di ictus ischemico che viene regolarmente utilizzato in molteplici ceppi di ratto. Molte variabili, come ceppo ratto, animale età, temperatura corporea, metodo di anestesia, e competenza operatore può portare ad un aumento dei volumi di variabilità infarto quando si utilizza questo modello ^{5, 14.} Tuttavia, alcuni ricercatori hanno dimostrato che i vantaggi di questo modello sono l'approccio relativamente non-invasiva, dose-risposta del flu…

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)