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Medicine

ラットにおけるレーザードップラー血流計の指針と虚血性脳卒中のエンドセリン-1誘発性中大脳動脈閉塞モデル

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

脳虚血の動物モデルは、ストロークの人間の状態をシミュレートするために開発されてきた。このプロトコルは、ラットの虚血性脳卒中のエンドセリン-1（ET-1）誘発中大脳動脈閉塞（MCAO）モデルについて説明します。加えて、重要な考慮事項、利点、およびこのモデルの欠点が議論されている。

Abstract

脳卒中は、2009年1、2に米国で推定700億ドルの原価計算、障害、世界中で死亡原因の第3位の数が原因の一つです。脳虚血のいくつかのモデルは、ストロークの人間の条件を模倣するために開発されてきた。それは、中大脳動脈（MCA）領域3における虚血性損傷からすべてのストロークの結果の80％にあることを示唆されている。 1990年代初頭に、エンドセリン-1（ET-1）4は開頭後にMCAの表面に直接隣接してそれを適用することにより、虚血を誘発するために使用されていました。その後、このモデルは局所脳虚血を生成するMCAにET-1を隣接の定位注入を使用して5に行われました。このモデルの主な利点は、迅速に手続きを実行する能力、ET-1の投与量を変更することによって、動脈の狭窄を制御する能力配信、脳に血液を供給するだけでなく、徐々にreperfusi頭蓋外の血管を操作する必要はありませんを含む率にすることは、より密接に5月7日 、ヒトでの再灌流を模倣しています。一方、ET-1のモデルは、開頭手術の必要性だけでなく、行程容積8の高い変動性を含むデメリットがあります。この変動は、ET-1の注入の間脳虚血を確認するためにレーザードップラーフローメトリー（LDF）の使用を低減することができる。ストローク変動に影響を与える要因としては、輸液の精度を含め、ET-1のバッチは6を使用していました 。もう一つの重要な考慮事項は、再灌流は、人間の脳梗塞における一般的な発生は、ET-1誘導MCAOが密接に多くの患者が閉塞9以下の数時間から数日の期間にわたって部分的な再灌流を持ってどこに人間の脳梗塞のことを模倣していてもよいために閉塞の持続時間ですが、ということです10。このプロトコルは、具体的にラットの虚血性脳卒中のためのET-1誘発MCAOモデルについて説明します。また、作業中は、特別な考慮事項と潜在的な欠点に注意を喚起します。

Protocol

このプロトコルは、インスティテューショナルアニマルケアによって承認され、使用フロリダ大学の委員会（動物実験委員会）及び "実験動物の管理と使用に関する指針"（第8版、全米科学アカデミー、2011）に準拠していました。 材料動物：8週齢、雄、手術時に250〜300グラムの重量を量るのSprague Dawleyラット（Charles River農場、ウィルミントン、MA、USA）。 <…

Representative Results

1。術後神経学的評価動物が意識を取り戻した後、テストの多種多様なバランス、握力、足置き、姿勢の非対称性と登山階段を含む神経障害を評価するために使用することができます。ヒマワリ種子タスクは、モータと梗塞容積7、12と有意な相関を持っている感覚機能の総評価である。開いて5ヒマワリの種を消費しながら、このタスクでは、ラットは時間が計測さ?…

Discussion

ET-1誘発MCAOは、定期的に複数のラット系統で使用されている実験的虚血性脳卒中の確立されたモデルです。このモデル5、14を使用するときにこのようなラット系統、動物の年齢、体温、麻酔方法、およびオペレータの専門知識など、多くの変数が、梗塞体積の増加変動につながることができます。しかし、いくつかの研究者は、このモデルの利点は、比較的非侵襲的…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、アメリカ心臓協会グレーター東南アジアアフィリエイト（09GRNT2060421）、米国医師会からとフロリダ臨床およびトランスレーショナル科学研究所の大学からの補助金によって支えられている。アダムメッカは、NIH / NINDS、NRSA博士号を取得する前の仲間（F30 NS-060335）です。ロバートRegenhardtは高血圧でフロリダ大学学際的なトレーニング·プログラム（T32 HL-083810）から博士号を取得する前のフェローシップの支援を受けた。

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)
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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).

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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).
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