الدائم انسداد الأوعية الدماغية<em> عبر</em> ضمد مزدوجة وعانى من قطع
Summary
نحن تصف طريقة استنساخه للغاية لانسداد دائم من القوارض كبير الأوعية الدموية الدماغية. ويمكن تحقيق هذه التقنية مع الضرر القليل جدا الطرفية، والحد الأدنى من فقدان الدم، وارتفاع معدل البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل، وحجم احتشاء متناسقة تتناسب مع السكان السريرية البشرية.
Abstract
السكتة الدماغية هي السبب الرئيسي للوفاة والعجز وفقدان الاجتماعية والاقتصادية في جميع أنحاء العالم. الغالبية من كل السكتات الدماغية تنجم عن انقطاع في تدفق الدم (نقص التروية) 1. الشريان الدماغي الأوسط (MCA) يسلم الغالبية العظمى من الدم إلى السطح الجانبي للقشرة 2، هو الموقع الأكثر شيوعا من السكتة الدماغية الإنسان 3، ونقص التروية داخل أراضيها يمكن أن يؤدي إلى خلل وظيفي واسع أو الموت 1،4،5. الناجين من السكتة الدماغية وغالبا ما تعاني فقدان أو تعطيل قدرات المحرك، والعجز الحسي، واحتشاء. في محاولة لالتقاط هذه الخصائص الرئيسية من السكتة الدماغية، وبالتالي وضع العلاج الفعال، وضعت قدرا كبيرا من التركيز على النماذج الحيوانية من نقص التروية في MCA.
ونحن هنا نقدم وسيلة من انسدادات في الأوعية الدموية السطحية القشرية بشكل دائم. وسوف نقدم هذه الطريقة باستخدام مثال على انسداد الأوعية ذات الصلة أن النماذج النوع الاكثر شيوعا، والموقع، وoutcom(ه) من السكتة الدماغية الإنسان، دائمة الأوسط انسداد الشريان الدماغي (pMCAO). في هذا النموذج، ونحن جراحيا فضح MCA في الفئران الكبار وتسد في وقت لاحق عن طريق ربطة مزدوجة وعانى من قطع من السفينة. هذا pMCAO يمنع فرع القشرية القريبة من MCA، مما تسبب في نقص التروية في كل من إقليم MCA القشرية، وجزء كبير من القشرة. ويمكن أيضا أن هذا الأسلوب من انسداد استخدامها لتسد أجزاء أكثر القاصي السفن القشرية من أجل تحقيق مزيد من نقص التروية التنسيق تستهدف منطقة أصغر من اللحاء. مساوئ الأولية من pMCAO هي أن الإجراء الجراحي هو الغازية إلى حد ما كما هو مطلوب حج القحف الصغيرة للوصول MCA، على الرغم من هذه النتائج في الحد الأدنى من تلف الأنسجة. المزايا الأساسية لهذا النموذج، ومع ذلك، هي: موقع الانسداد ويعرف جيدا، ودرجة الحد من تدفق الدم غير متسقة، والوظيفية والعصبية يحدث ضعف بسرعة، حجم احتشاء غير متسقة، وارتفاع معدل البقاء على قيد الحياة لفترة طويلة يسمح- تقييم المزمن الطويل.
Introduction
من أجل حمل ظروف الدماغية التي تحاكي بشكل فعال السكتة الدماغية الإنسان، ويعمل على نطاق واسع العديد من النماذج الحيوانية السكتة الدماغية، مع وحدات التخزين من احتشاء الناتجة متفاوتة. في نموذج photothrombotic، يتم تعريض الدماغ من خلال الجمجمة سليمة باستخدام إضاءة ليزر بعد الحقن في الوريد من مادة حساس (مثل روز البنغال)، مما أدى إلى تجلط الدم الضوئية، انسداد الأوعية المشع، ونقص التروية في الأنسجة المحيطة بها 6، 7. Photothrombosis يمكن أن يؤدي إلى، مناطق صغيرة جدا منعزلة من احتشاء وعادة ما تستخدم كوسيلة من النمذجة "مصغرة السكتات الدماغية"، أو "مايكرو السكتات الدماغية".
هذه التقنية اعتمدت أكثر على نطاق واسع لإحداث السكتة الدماغية، لا سيما في الشريان الدماغي الأوسط (MCA)، هو نموذج حيدة داخل اللمعة 8، الذي يتم إدخال خيوط جراحية في الشريان السباتي الخارجي وتقدمت حتى occludes غيض قاعدة MCA. A PRIالتحدي ماري من داخل اللمعة انسداد خيوط هو ارتفاع معدل الوفيات (70٪ عندما يتم المغطي MCA لمدة 3 ساعة، وهذه نقطة الزمنية ذات الصلة للبحوث السكتة الدماغية) 9. وشملت القضايا الأخرى مع أسلوب ممكن نزف تحت العنكبوتية، انسداد غير مكتملة، وحجم احتشاء متغير 10،11. نتائج هذا النموذج في درجة واسعة من احتشاء في كل من القشرة وsubcortically 12، ونماذج السكتة الدماغية البشرية الهائلة.
على الرغم من أن النماذج السكتة الدماغية على حد سواء الصغيرة والضخمة هي مهمة، والسكتات الدماغية الإنسان وعادة ما تكون في مكان ما بين. في دراسات سريرية واسعة النطاق، ويتراوح احتشاء السكتة الدماغية في حجم 28-80 سم 3، وهو ما يترجم إلى 4،5 حتي 14٪ من نصف الكرة التماثل ishemic 9. في المقارنة، ونحن الفئران pMCAO احتشاء يتراوح حجمها من حوالي 9-35 مم 3، والذي يشكل 3-12٪ من نصف الكرة التماثل ishemic. لدينا نموذج pMCAO، بالتالي، يشبه حجم احتشاء السكتة الدماغية البشرية من خلال نسبة الدماغوحدة التخزين.
بالإضافة إلى نمذجة أضرار هيكلية من السكتة الدماغية، نتائج pMCAO في عجز وظيفي والسلوكية مماثلة لحالة الإنسان. في الحد الأدنى، نموذج فعال من نتائج السكتة الدماغية في عجز حركة المقابل للضرر السكتة الدماغية 13-15، وفقدان أو تعطل المحرك والوظيفة الحسية 16،17، وفقدان أو اختلال أثار نشاط الخلايا العصبية 16،18، والتخفيضات في تدفق الدم الدماغي 19، 20، واحتشاء 21،22. وفقا لذلك، ونماذج pMCAO لدينا انسداد خطير من MCA مما أدى إلى الإعاقة الجسدية، وفقدان وظيفة داخل القشرة الحسية (والقشور المجاورة)، تعطيل نشاط الخلايا العصبية، انخفاض حاد في تدفق الدم MCA، وسمات احتشاء-السمة المميزة للالسكتة الدماغية 23 -25، وبالتالي العامل بوصفه نموذجا فعالا من السكتة الدماغية البشرية.
إجرائيا، pMCAO ينطوي على حج القحف الصغيرة التي نعمل إزالة بعناية الجمجمة والجافية منو× 2 ملم "نافذة الجراحية" 2 على الجزء الأولي (M1) من MCA، فقط قبل التشعب الأساسي للMCA في الفروع القشرية الأمامية والخلفية (أرقام 1A و 1B). نحن تمرير القطع عكس منحنى نصف إبرة خياطة وخيط (6-0 الحرير) من خلال طبقة حنوني السحايا، أدناه MCA وفوق السطح القشري (انظر الجدول من الكواشف محددة والمعدات اللازمة لإمدادات جراحية اللازمة للاضطلاع pMCAO ). نحن ثم ربط ربطة مزدوجة، وتشديد عقدة اثنين حول MCA، والقطع السفينة بين عقدة اثنين. ربطة مزدوجة وعانى من قطع طريق M1 يحدث القاصي فقط إلى المتفرعة العدسي المخططي، مثل أن فقط الفروع القشرية من MCA هي المتضررة وبالتالي احتشاء القشرية فقط (لا ضرر تحت القشرية) ويحدث 26،27 (الشكل 2). على الرغم من السكتة الدماغية الإنسان غالبا ما ينطوي على احتشاء تحت القشرية، والنمذجة هذه القوارض يتطلب زيادة في الغازية (انسدادات الأوعية المخية قبل branchi القشريةيتطلب الوصول إلى نانوغرام الشرايين عن طريق الشريان السباتي في الرقبة ويستلزم انسداد إضافية) في تقنية وزيادة التباين في حجم احتشاء. النموذج الموصوف هنا لا يمكن إجراء مزيد من قريب عن الوصول إلى الفروع السابقة من MCA غير ممكن عن طريق حج القحف بسيطة. في حين أنه قد يكون من الممكن جراحيا للحث على احتشاء تحت القشرية عبر pMCAO، فإن انسداد يستتبع إجراء الغازية للغاية، وبالتالي فهي ليست مثالية.
ويمكن تأكيد فعالية انسداد طريق الليزر دوبلر، أو الليزر رقطة التصوير 12،24،25 (الشكل 3)، أو تشريحيا بعد الوفاة (الشكل 2). وتجدر الإشارة إلى أن أبحاث سابقة أظهرت أن التحفيز الحسي يمكن أن تلعب دورا رئيسيا في تطور ونتائج احتشاء؛ منح حماية من التلف عندما تدار في غضون 2 ساعة من pMCAO وتسبب زيادة في الضرر السكتة الدماغية عندما تدار في 3 ساعة آخر pMCAO 24،25،28. لقد أكدت أنه في 5 ساعة بعد pMCAO، والتحفيز لم يعد له تأثير على النتيجة (بيانات غير منشورة). ولذلك، ينبغي التقليل من التحفيز الحسي من المواضيع لمدة 5 ساعة بعد pMCAO للحصول على حجم احتشاء مع الحد الأدنى من التغير. وفقا لذلك، لدينا مجموعة تدير "ضوابط غير المعالجة" من هذا النوع عن طريق الحفاظ على الفئران تخدير لمدة 5 ساعة بعد pMCAO، في الظلام، مع الحد الأدنى من الحواس، وصراحة لا التحفيز ضئيلة للغاية.
وتجدر الإشارة كذلك إلى أن التباين في بعض الأحيان في هيكل MCA، بما في ذلك المتفرعة المفرطة، والقطاعات الأساسية متعددة، أو غياب التواصل الشرايين يمكن أن يحدث على تردد بين 10 و 30٪ في الذكور البالغين سبراغ داولي الفئران 29،30. إذا لوحظ شذوذ في MCA، فإنه من المستحسن عدم استخدام هذا الموضوع بالذات وسوف مضيفا الحيوانات مع مثل هذه التشوهات الوعائية زيادة تقلب احتشاء.
بالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من الجوانب العملية من سالإجراء اور التي تجعل هذه الطريقة انسداد المفيد للتحقيق السكتة الدماغية. أولا، قد يتم وضع الغرز حول الشريان ولكن ليس شددت من أجل جمع تقييم أساسي، يليه تقييم آخر الدماغية بعد ضمد وعانى من قطع. في هذه الطريقة، وإعداد الجراحية اللازمة لإطباق السيطرة الفعلية ل، ضمن المواضيع. لأنه قد يشكل موضوع ثابتة أو ضمن إطار التجسيمي في جميع أنحاء انسداد، فمن الممكن لإجراء تقييم تجريبي من كل موضوع قبل وأثناء وبعد انسداد دون تحريك موضوع أو إزعاج أي معدات التجريبية في استخدام 25،28. وعلاوة على ذلك، ويؤدي هذا الإجراء في معدل وفيات منخفض جدا، حتى داخل المواضيع القوارض الذين تتراوح أعمارهم بين 21-24 شهرا من العمر (أي ما يعادل الإنسان المسنين) 31، وبالتالي يمكن أن تستخدم لتقييم علاجات السكتة الدماغية في الفئران هذا النموذج بشكل وثيق الأكثر شيوعا الفئة العمرية من الذين يعانون من السكتة الدماغية 25،28. سفينة transectioأيضا يخدم ن العديد من الأغراض العملية. غياب النزيف بعد عانى من قطع يؤكد أن السفينة كانت المغطي تماما في كلا الموقعين ضمد. بالإضافة إلى ذلك، عانى من قطع يضمن انقطاع دائم من تدفق الدم. وأخيرا، عانى من قطع يضمن أن أي تدفق الدم في الكشف عن الأجزاء البعيدة للسفينة المغطي يجب أن تأتي من مصدر بديل.
وأخيرا، على الرغم من أننا تصف على وجه التحديد هذه التقنية لانسداد MCA في هذه المخطوطة والفيديو، ويمكن تطبيق نفس مزدوج ضمد تقنية عانى من قطع لأية سفينة الدماغية التي يمكن الوصول إليها عن طريق حج القحف. المختبر لدينا، على سبيل المثال، تستخدم pMCAO بالتعاون مع العديد من انسداد دائم إضافي من فروع MCA البعيدة من أجل منع المرحلتين الابتدائية، والضمانات تدفق الدم 24 بطريقة مشابهة لتقنيات مصممة للحث على نقص التروية انتقائي داخل القشرة الحسية الجسدية الأولية 32.
في الختام، رطريقته لانسداد دائم كما ينطبق على مولودية الجزائر نموذجا عن كثب ثلاثة جوانب الأولية من السكتة الدماغية الإنسان: موقع الأكثر شيوعا (MCA)، نوع (نقص التروية)، ودرجة الضرر (احتشاء) المرتبطة الأدب اكلينيكية على البشر من السكتة الدماغية. وعلاوة على ذلك، يمكن تطبيق هذا الأسلوب من إطباق إلى مواقع انسداد واحد أو عدة في جميع أنحاء الدماغ، ويمكن أن تجري في المواضيع العمر مع ارتفاع معدل البقاء على قيد الحياة. ونظرا للطبيعة الديناميكية الدائمة، وموسع نسبيا من هذا الانسداد، وهذا الأسلوب يمثل أداة إضافية للباحثين قبل السريرية تقييم النهج رواية للحماية من وعلاج السكتة الدماغية.
Protocol
Representative Results
Discussion
وقد تم تطوير هذا البروتوكول من أجل حمل نقص التروية داخل القشرة القوارض، والقيام بذلك مع الحد الأدنى من التأثير المحيطي للمواضيع التجريبية. انسداد مزدوج وطريقة عانى من قطع يسمح لتأكيد البصرية التي تكون السفينة قد تم المغطي بشكل دائم، ويمكن أداؤها دون غزو المفرط أو تل…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل جمعية القلب الأمريكية Predoctoral زمالة 788٬808-41٬910، المعاهد الوطنية للصحة NINDS-NS-066001 و NS-055832، ومركز السمع أبحاث المعاهد الوطنية للصحة تدريب جرانت 1T32DC010775-01.
Materials
| Name of the equipment | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Extra Fine Graefe Forceps – 0.5 mm Tips Slight Curve (1) | Fine Science Tools | 11151-10 | |
| Ceramic Coated Dumont #5 Forceps (2) | Fine Science Tools | 11252-50 | |
| Extra Fine Bonn Scissors, straight (1) | Fine Science Tools | 14084-08 | |
| Round 3/8 (16 mm) Suture Needles | Fine Science Tools | 12050-02 | |
| 6-0 Braided Silk Suture | Fine Science Tools | NC9071061 Harvard Apparatus No.:510461 |
|
| 30 gauge needle, ½” length | Fine Science Tools | NC9867376 No.:ZT-5-030-5-L/COL |
References
- Caplan, L. R. . Caplan’s Stroke, A Clinical Approach. , (2009).
- Blumenfeld, H. . Neuroanatomy Through Clinical Cases. , (2002).
- Roger, V. L., et al. Heart Disease and Stroke Statistics–2011 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. , (2011).
- Dirnagl, U., Iadecola, C., Moskowitz, M. A. Pathobiology of ischaemic stroke: an integrated view. Trends Neurosci. 22, 391-397 (1999).
- Durukan, A., Tatlisumak, T. Acute ischemic stroke: overview of major experimental rodent models, pathophysiology, and therapy of focal cerebral ischemia. Pharmacol. Biochem. Behav. 87, 179-197 (2007).
- Dietrich, W. D., Ginsberg, M. D., Busto, R., Watson, B. D. Photochemically induced cortical infarction in the rat. 2. Acute and subacute alterations in local glucose utilization. J. Cereb. Blood Flow Metab. 6, 195-202 (1986).
- Watson, B. D., Dietrich, W. D., Busto, R., Wachtel, M. S., Ginsberg, M. D. Induction of reproducible brain infarction by photochemically initiated thrombosis. Ann. Neurol. 17, 497-504 (1985).
- Koizumi, J., Yoshida, Y., Nakazawa, T., Ooneda, G. Experimental studies of ischemic brain edema, I: a new experimental model of cerebral embolism in rats in which recirculation can be introduced in the ischemic area. Japanese Journal of Stroke. 8, 1-8 (1986).
- Carmichael, S. T. Rodent models of focal stroke: size, mechanism, and purpose. NeuroRx. 2, 396-409 (2005).
- Howells, D. W., et al. Different strokes for different folks: the rich diversity of animal models of focal cerebral ischemia. J. Cereb. Blood Flow Metab. 30, 1412-1431 (2010).
- Trueman, R., et al. A Critical Re-Examination of the Intraluminal Filament MCAO Model: Impact of External Carotid Artery Transection. Transl. Stroke Res. 2, (2011).
- Dirnagl, U., Waiz, W. o. l. f. g. a. n. g. . Neuromethods. , (2010).
- Cirstea, M. C., Levin, M. F. Compensatory strategies for reaching in stroke. Brain. 123 (Pt. 5), 940-953 (2000).
- Nakayama, H., Jorgensen, H. S., Raaschou, H. O., Olsen, T. S. The influence of age on stroke outcome. The Copenhagen Stroke Study. Stroke. 25, 808-813 (1994).
- Nudo, R. J., Plautz, E. J., Frost, S. B. Role of adaptive plasticity in recovery of function after damage to motor cortex. Muscle Nerve. 24, 1000-1019 (2001).
- Chiganos, T. C., Jensen, W., Rousche, P. J. Electrophysiological response dynamics during focal cortical infarction. J. Neural Eng. 3, 15-22 (2006).
- Traversa, R., Cicinelli, P., Bassi, A., Rossini, P. M., Bernardi, G. Mapping of motor cortical reorganization after stroke. A brain stimulation study with focal magnetic pulses. Stroke. 28, 110-117 (1997).
- Weber, R., et al. Early prediction of functional recovery after experimental stroke: functional magnetic resonance imaging, electrophysiology, and behavioral testing in rats. J. Neurosci. 28, 1022-1029 (2008).
- Dirnagl, U., Kaplan, B., Jacewicz, M., Pulsinelli, W. Continuous measurement of cerebral cortical blood flow by laser-Doppler flowmetry in a rat stroke model. J. Cereb. Blood Flow Metab. 9, 589-596 (1989).
- Wintermark, M., et al. Comparison of admission perfusion computed tomography and qualitative diffusion- and perfusion-weighted magnetic resonance imaging in acute stroke patients. Stroke. 33, 2025-2031 (2002).
- Crafton, K. R., Mark, A. N., Cramer, S. C. Improved understanding of cortical injury by incorporating measures of functional anatomy. Brain. 126, 1650-1659 (2003).
- Nudo, R. J., Eisner-Janowicz, I., Lomber, S. t. e. p. h. e. n., Eggermont, J. o. s. Ch. 12. Reprogramming the Cerebral Cortex. , (2006).
- Davis, M. F., Lay, C. C., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Amount but not pattern of protective sensory stimulation alters recovery after permanent middle cerebral artery occlusion. Stroke. 42, 792-798 (2011).
- Lay, C. C., Davis, M. F., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Mild sensory stimulation completely protects the adult rodent cortex from ischemic stroke. PLoS One. 5, e11270 (2010).
- Lay, C. C., Davis, M. F., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Mild sensory stimulation reestablishes cortical function during the acute phase of ischemia. J. Neurosci. 31, 11495-11504 (2011).
- Coyle, P. Middle cerebral artery occlusion in the young rat. Stroke. 13, 855-859 (1982).
- Risedal, A., Zeng, J., Johansson, B. B. Early training may exacerbate brain damage after focal brain ischemia in the rat. J. Cereb. Blood Flow Metab. 19, 997-1003 (1999).
- Lay, C. C., Davis, M. F., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Mild sensory stimulation protects the aged rodent from cortical ischemic stroke following permanent middle cerebral artery occlusion. Journal of the American Heart Association Cardiovascular and Cerebrovascular Disease. , (2012).
- Niiro, M., Simon, R. P., Kadota, K., Asakura, T. Proximal branching patterns of middle cerebral artery (MCA) in rats and their influence on the infarct size produced by MCA occlusion. J. Neurosci Methods. 64, 19-23 (1996).
- Wang-Fischer, Y. . Manual of Stroke Models in Rats. , 17-30 (2009).
- Quinn, R. Comparing rat’s to human’s age: how old is my rat in people years?. Nutrition. 21, 775-777 (2005).
- Wei, L., Rovainen, C. M., Woolsey, T. A. Ministrokes in rat barrel cortex. Stroke. 26, 1459-1462 (1995).
- Brint, S., Jacewicz, M., Kiessling, M., Tanabe, J., Pulsinelli, W. Focal brain ischemia in the rat: methods for reproducible neocortical infarction using tandem occlusion of the distal middle cerebral and ipsilateral common carotid arteries. J. Cereb. Blood Flow Metab. 8, 474-485 (1988).
- Tamura, A., Graham, D. I., McCulloch, J., Teasdale, G. M. Focal cerebral ischaemia in the rat: 1. Description of technique and early neuropathological consequences following middle cerebral artery occlusion. J. Cereb. Blood Flow Metab. 1, 53-60 (1981).
- Dittmar, M., Spruss, T., Schuierer, G., Horn, M. External carotid artery territory ischemia impairs outcome in the endovascular filament model of middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke. 34, 2252-2257 (2003).
- Bederson, J. B., Germano, I. M., Guarino, L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in the rat. Stroke. 26, 1086-1091 (1995).
- Kuge, Y., Minematsu, K., Yamaguchi, T., Miyake, Y. Nylon monofilament for intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke. 26, 1655-1657 (1995).
- Laing, R. J., Jakubowski, J., Laing, R. W. Middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Which method works best?. Stroke. 24, 294-297 (1993).
- Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20, 84-91 (1989).
- Schmid-Elsaesser, R., Zausinger, S., Hungerhuber, E., Baethmann, A., Reulen, H. J. A critical reevaluation of the intraluminal thread model of focal cerebral ischemia: evidence of inadvertent premature reperfusion and subarachnoid hemorrhage in rats by laser-Doppler flowmetry. Stroke. 29, 2162-2170 (1998).
