永久的な脳血管閉塞<em>経由</em>ダブルリガチャーと離断

Summary

私たちは、齧歯類の主要脳血管の閉塞のための永久的な再現性の高い方法を記述します。この技術は、非常に少ない周損傷、最小限の血液損失、長期生存率が高いと、ヒト臨床人口に見合った一貫性梗塞体積を達成することができる。

Abstract

脳卒中は、死亡、障害、および社会経済的損失、世界中の主要な原因である。すべてのストロークの大部分は血液の流れの中断（虚血^）1から生じる。中大脳動脈（MCA）は、皮質²の側面への血液の大部分を提供し、人間のストローク³の最も一般的なサイトであり、その領土内の虚血は、広範な機能障害または死亡^1,4,5になることがあります。虚血性脳卒中の生存者は、多くの場合、運動機能、感覚障害、および梗塞の損失や混乱に苦しむ。脳卒中のこれらの重要な特性をキャプチャし、それによって効果的な治療法を開発するための努力では、強調の多大MCAにおける虚血の動物モデルに置かれている。

ここでは、永久皮質表面の血管を閉塞する方法を提案する。私たちは、最も一般的なタイプ、場所、およびoutcomをモデル関連血管閉塞の例を使用して、この方法を紹介します人間脳卒中、永久中大脳動脈閉塞（pMCAO）のE。このモデルでは、外科的に成体ラットにMCAを公開し、その後、容器の重結紮および離断を介して閉塞。このpMCAOは大脳皮質の大部分、MCA皮質領域のすべてにおいて虚血を引き起こし、MCAの近皮質枝をブロックします。閉塞のこの方法は、皮質の小さい領域を対象とした多くの局所的虚血を達成するために、皮質血管のより遠位の部分を閉塞するために使用することができる。 pMCAOの主な欠点は小開頭がMCAにアクセスするために必要とされるように外科的処置は、最小限の組織の損傷は、この結果も、やや侵襲的であることである。このモデルの主な利点は、しかし、ある：閉塞部位が十分に定義されている、血流の減少の程度は一貫性があり、機能的および神経学的障害が急速に発生し、梗塞サイズは一貫しており、生存率が高いために長いことができ長期慢性査定。

Introduction

効果的に人間の脳梗塞を模倣虚血状態を誘導するために、いくつかの動物モデルストロークが広く梗塞の体積を変化させることにより得られた、使用される。 photothromboticモデルでは、脳^、光化学凝固、照射された血管の閉塞、および周囲の組織^以内虚血をもたらす、感光性物質（例えば、ローズベンガル等）の静脈内注射後にレーザー照射を使用してそのまま頭蓋骨を通して照射される^7。 Photothrombosisは、梗塞の非常に小さな、孤立した領域をもたらすことができ、典型的にモデリング "ミニストローク"または "マイクロストローク"の手段として用いられる。

特に、中大脳動脈（MCA）において虚血性脳卒中を誘導するための、より広く採用されている技術は、フィラメントは、外科的に外頸動脈に導入され、チップは、MCAのベースを閉塞するまで、前進させた管腔内モノフィラメントモデル⁸である。 PRI腔内フィラメント閉塞のメアリーの課題は、高い死亡率^9（MCAは3時間、脳卒中研究に関連する時点に対して閉塞さ70％）である。メソッドを使用して他の問題は、可能なくも膜下出血、不完全閉塞と、可変梗塞容積^10,11を含ん^でいた。両方の皮質とsubcortically ^12、およびモデルにおける梗塞の広範度大規模な人間のストロークでこのモデルの結果。

ミクロと巨大両方ストロークモデルは重要ですが、人間のストロークはどこかの間で一般的である。大規模臨床研究では、脳卒中梗塞の範囲のサイズのIPSI-ishemic半球⁹の4.5から14までパーセントに変換28〜80センチメートル^3、から。 IPSI-ishemic半球3〜12％を構成する約9〜35ミリメートル³からの比較では、我々のラットpMCAO梗塞サイズの範囲。当社pMCAOモデル、したがって、密接に脳の割合で人間の虚血性脳卒中梗塞ボリュームに似ているボリューム。

人間の条件と同様の機能と行動障害で脳卒中、pMCAO結果の構造的損傷のモデリングに加えて、。最低限、ストロークダメージ^13-15に反対運動不足、誘発神経活動^16,18の運動および感覚機能^16,17、損失または中断の損失または中断、脳血流¹⁹の削減^、の脳卒中の結果の効果的なモデルで^20、および梗塞^21,22。したがって、当社pMCAOモデル身体障害、感覚皮質（および近隣皮質）内の機能の喪失、神経活動の中断、MCAの血流が著しく低下し、虚血性脳卒中²³の梗塞·特徴的な属性になりMCAの深刻な閉塞したがって、人間の脳卒中の効果的なモデルとして^-25、。

手続き、pMCAOは、我々は慎重にから頭蓋骨と硬膜を除去する小さな開頭術を伴うMCAの初期（M1）セグメント上2×2ミリメートル"外科ウィンドウ"、ただ前部と後部皮質枝（ 図1Aおよび1B）にMCAの主な分岐の前に。我々は（pMCAOを遂行するために必要な外科的供給のための具体的な試薬や機器の表を参照してMCAの下と皮質表面上、髄膜の軟膜層を介してハーフ曲線の逆切断縫合針と糸（6-0絹）を通過）。我々はその後ダブルリガチャーを結ぶ、MCAの周りに2つの結び目を締めて、2つの結び目の間に血管を横断する。 M1を通じてダブルリガチャーと離断はちょうどlenticulostriate分岐に対して遠位MCAの唯一の皮質枝が影響を受け、こうしてのみ皮質梗塞（無皮質下の損傷が^）26,27を （ 図2）が発生していることなどが発生します。人間のストロークがしばしば皮質下梗塞を伴うが、げっ歯類でこれをモデル化すると、増加した侵襲性を（脳血管を閉塞する皮質branchi前に必要NGは、首の頸動脈を経由してアクセスして動脈を必要とし、技術と梗塞サイズの増加変動に）追加の閉塞を必要とする。 MCA以前の支店へのアクセスが簡単な開頭術を介して可能ではないので、ここで説明されたモデルは、より近位に実行することはできません。それはpMCAO経由皮質下梗塞を誘発することが外科的に可能かもしれないが、閉塞は極めて侵襲を伴うため、理想的ではないでしょう。

オクルージョンの効果はレーザードップラー、またはレーザーを介して確認することができる（ 図2）事後組織学的にイメージング^12,24,25（ 図3）スペックル、または。これは、以前の研究では、感覚刺激が梗塞の進化と結果に大きな役割を果たすことができることを示していることに留意すべきである。pMCAOの2時間以内に投与したとき損傷からの保護を付与し、3時間後のpMCAOで投与ストローク損傷の増加を引き起こす^24,25,28。私たちは、5時間後pMCAOで、刺激はもはや結果（未発表データ）に影響を及ぼさないことを確認しています。したがって、被験者の感覚刺激は、最小限の変動性と梗塞ボリュームを得るためpMCAO以下の5時間最小化されるべきである。したがって、当社グループは、最小限の感覚刺激と、明示しないウィスカー刺激と、暗闇の中で、5時間後pMCAO用麻酔ラットを保つことによって、このタイプの "未処理のコントロール"を実行します。

さらに、過剰分岐、複数のプライマリセグメント、または動脈の通信の有無を含めMCA構造において時折変化は、成人男性のSprague Dawleyラット^29,30が10〜30％頻度で発生する可能性があることに留意すべきである。 MCAの異常が認められた場合には、そのような血管異常と動物を加えること梗塞ばらつきを増加するように、その特定の被写体を使用しないことが望ましい。

さらに、Oのいくつかの実用的な側面があります脳卒中調査のための有利なこの閉塞方法を作るウル手順。まず、縫合糸は、動脈の周囲に配置されただけで結紮し、離断後の虚血後の評価に続いて基礎評価を収集するために締め付けられていないことができる。このように、閉塞のために必要な外科手術の準備を効果的に被験者内に制御される。被写体が静止したり、閉塞を通して定位フレーム内に残ることがありますので、中に、そして閉塞後にサブジェクトを移動または使用^25,28内の任意の実験装置を乱すことなく、前に各被験者の実験的評価を実施することが可能です。なお、この手順であっても高齢者の齧歯類の科目内で非常に低い死亡率の結果、生後21-24ヶ月（高齢者の人間に相当^）31、そして、したがって、より密接に、最も一般的にモデル化することをラットで脳卒中の治療法を評価するために用いることができる脳卒中患者^25,28の年齢層。容器transectionは、また、いくつかの実用的な目的を提供しています。離断後の出血がないことは、血管が完全に両方の字サイトで閉塞されたことを確認。さらに、離断は血流の永久破壊を確実にします。最後に、離断は、閉塞した血管の末端部分で検出された血流が代替ソースから来なければならないことを保証します。

我々は、特にこの原稿やビデオMCA閉塞のために、この技法を説明するが、最終的には、同一の二重結紮離断技術は開頭術を介してアクセスされ得る任意の脳血管に適用することができる。我々の研究室は、例えば、選択的に一次体性感覚皮質³²内の虚血を誘発するために設計された技術と同様の方法で、一次、および担保血流²⁴の両方をブロックするために遠位MCA分岐のいくつかの追加の永続的な閉塞に関連してpMCAOを利用した。

結論として、T脳卒中のヒト臨床文献に関連する最も一般的な場所（MCA）、タイプ（虚血）、及び損傷の程度（梗塞）：MCAに適用される永続的な閉塞のための彼の方法は密接に人間の虚血性脳卒中の三原色ファセットをモデル化します。また、閉塞のこの方法は、脳全体に単一または複数の閉塞部位に適用してもよいし、生存率が高い高齢の被験者で実施してもよい。この閉塞の動的な、永続的な、そして比較的非侵襲的な性質を考えると、この技術はからの保護や脳卒中の治療のための新たなアプローチを評価する前臨床研究のための追加ツールを表します。

Protocol

1。入門：必須手術器具 図4を参照してください歯科用ドリル（KaVo社歯科用機器、モデル：UMXL-TM）、2ビットのドリルと、3ビットのドリル二つ〜30ゲージの皮下注射針鋸歯ピンセット、任意の湾曲した先端（有用しかし必須ではないことができます） 二つの先端の細いピンセットワイヤーカッター縫合糸マイク?…

Representative Results

血管の閉塞の成功は、他の血流イメージング技術のうちイメージング（LSI）をスペックルレーザを用いて確認することができる。 MCAの主要な皮質枝内の血流は、記録システムおよび技術の感度ノイズのレベルに応じて約25％のベースライン以下閉塞以下に低下するべきである。 MCA閉塞前後MCAの皮質枝のセグメントの代表的なLSIの画像については、図3を参照してくだ?…

Discussion

このプロトコルは、げっ歯類の大脳皮質内の虚血を誘発する、実験の被験者への最小限の周辺機器への影響でそうするために開発された。二重閉塞および横断方法は、容器が恒久的に閉塞されていることを視覚的に確認可能にし、過度の浸潤または組織損傷を伴うものではなく、高い生存率を用いて行うことができる。この閉塞プロトコルは、特定のドメイン内の皮質虚血を誘導するために?…

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