Endotelin-1 Induced Middle Cerebral arterieokklusjon Modell for iskemisk slag med laser Doppler Flowmetry Veiledning i Rat

Summary

Flere dyremodeller av cerebral ischemi er utviklet for å simulere den menneskelige tilstand av hjerneslag. Denne protokollen beskriver endotelin-1 (ET-1) indusert midtre cerebralarterie okklusjon (MCAO) modell for hjerneinfarkt hos rotter. I tillegg, er viktige hensyn, fordeler, og mangler ved denne modellen diskutert.

Abstract

Hjerneslag er nummer én årsak til uførhet og tredje største dødsårsaken i verden, koster anslagsvis $ 70 milliarder i USA i 2009 ^{1, 2.} Flere modeller av cerebral iskemi har blitt utviklet for å etterligne den menneskelige tilstand av hjerneslag. Det har vært antydet at opp til 80% av alle slag resultat fra iskemisk skade i den midtre cerebralarterie (MCA) området ^3. I begynnelsen av 1990, endotelin-1 (ET-1) ⁴ ble brukt for å indusere iskemi ved å anvende det direkte ved siden av overflaten av MCA etter kraniotomi. Senere ble denne modellen modifisert ved å bruke ⁵ en stereotaksisk injeksjon av ET-1 ved siden av MCA å produsere fokal cerebral iskemi. De viktigste fordelene med denne modellen inkluderer evnen til å utføre prosedyren raskt, evnen til å kontrollere arterie innsnevring ved å endre dosen av ET-1 levert, uten å måtte manipulere ekstrakraniale tilførselsårer blod til hjernen samt gradvis reperfusipå priser som mer etterligner reperfusjon hos mennesker ^5-7. På den annen side, har de ET-1 modellen ulemper som inkluderer behovet for en kraniotomi, samt høyere variasjon i slagvolum ^8. Denne variasjonen kan reduseres med bruk av laser Doppler flowmetry (LDF) å verifisere cerebral ischemi under ET-1 infusjon. Faktorer som påvirker hjerneslag variasjon inkluderer presisjon infusjon og batch av ET-1 brukt ^6. Et annet viktig hensyn er at selv reperfusjon er en vanlig forekomst i menneskelig slaget, kan varigheten av okklusjon for ET-1-fremkalt MCAO ikke nøye etterligner av menneskehår hjerneslag der mange pasienter har partiell reperfusjon over en periode på timer til dager etter okklusjon ^{9, 10.} Denne protokollen vil beskrive i detalj den ET-1 indusert MCAO modell for hjerneinfarkt hos rotter. Det vil også gjøre oppmerksom på spesielle hensyn og potensielle ulemper gjennom hele prosedyren.

Protocol

Denne protokollen ble godkjent av Institutional Animal Care og bruk komité (IACUC) ved University of Florida, og er i samsvar med "Guide for omsorg og bruk av forsøksdyr" (åttende utgave, National Academy of Sciences, 2011). Materialer Dyr: Åtte uker gamle, hann, Sprague Dawley rotter (Charles River Farms, Wilmington, MA, USA) som veier 250-300 g ved tidspunktet for kirurgi. Anestesi Innånding anestesi system (VetEquip Inc., Pleasant…

Representative Results

1. Post-Op nevrologisk utredning Etter at dyret gjenvinner bevisstheten, kan et bredt utvalg av tester kan brukes for å evaluere nevrologiske underskudd inkludert balanse, gripestyrke, labben plassering, postural asymmetri og trapp klatring. Den solsikkefrø oppgave er en grov vurdering av motorisk og sensorisk funksjon som har signifikant korrelasjon med infarktvolum 7, 12. I løpet av denne oppgaven, er rotter tidsbestemt under åpning og forbruker 5 solsikkefrø. De fem frø er p…

Discussion

ET-1 induserte MCAO er en etablert modell av eksperimentell hjerneinfarkt som brukes regelmessig i flere rotter stammer. Mange variabler, slik som rotte belastning, dyr alder, kroppstemperatur, anestesi metoden, og operatør ekspertise kan føre til økt variasjon i infarkt volumer når bruke denne modellen ^{5, 14.} Imidlertid har flere etterforskere vist at fordelene ved denne modellen inkluderer relativt ikke-invasiv tilnærming, doserespons av cerebral blodstrøm til ET-1, og evne til å unngå anestesi hel…

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)