Preclinical models of intracerebral hemorrhage are utilized to mimic certain aspects of clinical disease. Thus, mechanisms of injury and potential therapeutic strategies may be explored. In this protocol, two models of intracerebral hemorrhage are described, intrastriatal (basal ganglia) injections of autologous blood or collagenase.
Intracerebral blødning (ICH) er en almindelig form af cerebrovaskulær sygdom, og er forbundet med betydelig morbiditet og mortalitet. Mangel på effektiv behandling og svigt af store kliniske forsøg med henblik på hæmostase og blodprop fjernelse demonstrere behovet for yderligere mekanisme drevet undersøgelse af ICH. Denne forskning kan udføres gennem de rammer, som prækliniske modeller. To murine modeller i populære brug omfatter intrastriatal (basalganglierne) injektion af enten autolog fuldblod eller Clostridium collagenase. Da hver model repræsenterer klart forskellige patofysiologiske funktioner i forbindelse med ICH kan vælges anvendelse af en bestemt model, baseret på, hvad aspekt af sygdommen, der skal undersøges. For eksempel autologt blod injektion mest nøjagtigt repræsenterer hjernens reaktion på tilstedeværelsen af intraparenchymal blod, og kan bedst replikere lobar blødning. Clostridialt collagenase injektion mest præcist repræsenterer de sindkøbscenter fartøj brud og hæmatom evolution karakteristisk for dybe blødninger. Således hver modelresultater i forskellige hæmatom dannelse, neuroinflammatoriske svar, hjerneødem udvikling og neurobehavioral resultater. Robusthed af en påstået terapeutisk intervention kan bedst vurderes ved hjælp af begge modeller. I denne protokol, er induktion af ICH med begge modeller, øjeblikkelig postoperativ demonstration af skade, og tidlige postoperative pleje teknikker demonstreret. Begge modeller resulterer i reproducerbare skader, hæmatom mængder og neurobehavioral underskud. På grund af heterogenitet menneskelig ICH, er der behov for flere prækliniske modeller til grundigt at undersøge patofysiologiske mekanismer og afprøve mulige terapeutiske strategier.
Intracerebral blødning (ICH) er en forholdsvis almindelig form for cerebrovaskulær sygdom med ca 40-50% af ramte patienter dør inden for 30 dage 1. Desværre er en lille forbedring er sket i dødeligheden i de sidste 20 år 2. Rapporter fra National Institutes of Health 3 og retningslinjer fra American Heart Association 4 understregede vigtigheden af at udvikle klinisk relevante modeller af ICH til at udvide forståelsen af patofysiologien og udvikle mål for nye terapeutiske tilgange.
Flere modeller eksisterer for at efterligne menneskelige ICH 5. Som forståelse af ICH patofysiologi modnes, er det blevet klart, at en bred vifte af modeller, kan benyttes til at undersøge forskellige aspekter af sygdommen. Tidligere anvendte modeller omfatter murine amyloidangiopati 6, intraparenchymal mikroballonsfyldstof isætning og inflation 7 og direkte arterieblodinfiltration 8,9. Lobar blødning fra amyloidangiopati er modelleret med anvendelsen af transgene mus og udgør en særskilt ICH subtype. Mikroballonsfyldstof modeller efterligne akut masse fra dannelse af hæmatomer, men undlader at fange hjernens cellulære respons på tilstedeværelsen af blod. Endelig direkte arteriel blod infiltration udsætter hjernen til arterielle pres fra den femorale arterie. Således Denne model efterligner arterielle tryk og tilstedeværelsen af blod, men ikke udsætte hjernen til mikrovaskulære skader fra små blodkar brud. Endvidere har denne model i sagens natur stor variation. Interessant, spontant hypertensive rotter 10 udvikle spontan ICH som de bliver ældre. Undersøgelse af disse dyr efter ICH udvikling kan efterligne sygdommen i overværelse af en af de store følgesygdomme som disponerer mennesker til ICH. Selv om disse andre modeller findes, intrastriatal injektion af Clostridium collagenase 11 eller instrastiatal injektion af enutologous fuldblod 12 er, i øjeblikket, bruges de to mest almindelige modeller i præklinisk ICH forskning.
ICH model udvælgelse bør ske på grundlag af formålet med den eksperimentelle spørgsmål, herunder arter udvælgelse og fremgangsmåde til at inducere dannelse af hæmatomer. For eksempel grise er store dyr med relativt store hvide substans i hjernen mængder sammenlignet med mus. Således er grisemodeller velegnet til at studere hvide substans patofysiologi efter hjerneblødning. I modsætning hertil hjerner gnaver er stort set grå materie, men transgene systemer gør gnavere nyttigt at vurdere molekylære mekanismer for skade og bedring efter hjerneblødning. Hver model har sine iboende styrker og svagheder (tabel 1), som bør overvejes nøje, før eksperimenter.
Følgende protokoller demonstrere de autologe blod og collagenase injektion modeller i mus. Disse modeller har hver især blevet oversat fra modeller, der oprindeligt er udviklet i rotter13,14 og tillade anvendelse af almindeligt tilgængelige transgen teknologi til at udforske molekylære mekanismer, der er forbundet med celledød efter hjerneblødning. Begge repræsenterer klart forskellige skade mekanismer fra menneskelig ICH, og begge har tydeligt forskellige udfald forventede i form af adfærdsmæssige og histologiske foranstaltninger. Således kan visse hypoteser egner sig til én model frem for den anden, men mange ideer kan kræve validering i begge modeller.
Tabel 1.. Sammenligning af karakteristika collagenase-og autologe blod injektion intracerebral blødning modeller.
Collagenase Injektion | Blood Injektion | |
Brugervenlighed | + + + | + + | Reproducerbarhed | + + | + + |
Kontrol af Blødninger Størrelse | + + | + + + |
Blood Refluks | + | + + |
Simulerer menneskelig sygdom | + | – |
Enkelhed | + + | + + |
Anvendelse i flere arter, | + + | + + |
Trods nye prækliniske forskning og deraf følgende store kliniske forsøg for lovende lægemidler 15-18, er der ingen farmakologiske interventioner vist sig at forbedre resultatet i ICH, og pleje er stadig stort set støttende. Lister over mulige behandlinger kan genereres ved high throughput teknologier, såsom transkriptom og proteom arbejde. Mens disse teknologier fortsætter med at fremme vores viden af potentielle terapeutiske mål, frem og tilbage oversættelse af lovende mål kan bedst undersøges gen…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by the American Heart Association Scientist Development Grant and the Foundation for Anesthesia Education and Research (MLJ). We would like to thank Talaignair N. Venkatraman PhD for his assistance with magnetic resonance imaging.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Stereotactic frame | Stoelting Co. | 51603 | |
Probe holder with corner clamp | Stoelting Co. | 51631 | |
Mini grinder | Power Glide | Model 60100002 | |
0.5 µl Hamilton syringe | Hamilton Co. | 86259 | 25 gauge needle |
50 µl Hamilton syringe | Hamilton Co | 7637-01 | |
26G Hamilton needle | Hamilton Co | 7804-03 | |
Syringe pump | KD Scientific | Model 100 | |
Heat therapy water pump | Gaymar Industries, Inc. | Model# TP650 | |
Circulating waterbed | CMS Tool & Die, Inc. | ||
Rodent ventilator | Harvard Apparatus | Model 683 | |
Isoflurane vaporizer | Drager | Vapor 19.1 | |
Air flowmeter | Cole Parmer | Model PMR1-010295 | |
Induction chamber | Self made | ||
Otoscope | Welch Allyn | 22820 | |
intravenous catheter | Becton-Dickinson | 381534 | 20-gauge, 1.16 inch Insyte-W |
Isoflurane | Baxter Healthcare Corporation | NDC10019-360-69 | |
Collagenase Type IV-S | Sigma | C1889 | |
Polyethylene tubing PE20 | Becton-Dickinson | 427406 | |
Polyethylene tubing PE10 | Becton-Dickinson | 427401 | |
30G 1 inch needle | Becton-Dickinson | 305128 | |
27G 1 1/4 inch needle | Becton-Dickinson | 305136 | |
Surgical scissors | Miltex | 21-539 | |
Forceps | Miltex | 17-307 | |
Needle holder | Boboz | RS-7840 | |
Monofilament suture | Ethicon | 8698 | Size 5-0 |
Indicating controller | YSI | 73ATD |