脳内出血のマウスモデルとして、自己血やクロストリジウムコラゲナーゼの線条体内注入
Summary
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.
Abstract
脳内出血（ICH）は、脳血管疾患の一般的な形態であり、かなりの罹患率と死亡率と関連している。止血および血栓除去を目的とした大規模臨床試験の効果的な治療や故障の欠如は、ICHの更なるメカニズム駆動の調査の必要性を示しています。この研究は、前臨床モデルによって提供されるフレームワークを介して行われてもよい。一般的な使用での二つのマウスモデルは、自己全血またはクロストリジウムコラゲナーゼいずれかの線条体内（基底核）注射が挙げられる。各モデルは、ICHに関連した明らかに異なる病態生理学的特徴を表すので、特定のモデルの使用が検討されるべき疾患のどんな態様に基づいて選択することができる。例えば、自己血注入が最も正確に実質内血液の存在に対する脳の反応を示しており、最も密接に脳葉内出血を複製することができる。クロストリジウムコラゲナーゼ注射は、最も正確に秒を表すモールの血管破裂と深い出血の血腫の進化特性。このように、異なる血腫形成、神経炎症応答、脳浮腫の発達、および神経行動の結果、各モデルの結果。主張された治療的介入の堅牢性は、最高の両方のモデルを用いて評価することができる。このプロトコルでは、両方のモデル、損傷の即時の術後のデモ、および早期術後ケア技術を使用して、ICHの誘導が実証される。どちらのモデルも、再現性の損傷、血腫ボリューム、および神経行動赤字になる。しかし、人間のICHの不均一性、複数の前臨床モデルを徹底的に病態生理学的なメカニズムを探求し、潜在的な治療戦略をテストするために必要とされている。
Introduction
脳内出血（ICH）は30日1以内に死亡罹患患者の約40から50パーセントと脳血管疾患の比較的一般的な形式です。残念ながら、ほとんど改善は、過去20年間にわたり2死亡率で行われている。米国心臓協会4から国民健康3の研究所やガイドラインからのレポートは、病態生理の理解を拡張し、新たな治療アプローチのための目標を開発するために、ICHの臨床的に関連するモデルを開発することの重要性を強調した。
いくつかのモデルは、人間のICH 5を模倣するために存在する。 ICHの病態生理学の理解の成熟するように、様々なモデルは、疾患の異なる局面を調べるために使用され得ることが明らかとなった。以前に使用したモデルは、マウスアミロイド血管症6、実質内マイクロバルーンの挿入およびインフレーション7、および直接動脈血を含む浸潤8,9。アミロイド血管から脳葉内出血は、トランスジェニックマウスの使用でモデル化した別個のICHサブタイプを表してきた。マイクロバルーンモデルは、血腫形成から急性質量効果を模倣するが、血液の存在に対する脳の細胞応答をキャプチャすることができない。最後に、直接動脈血液浸潤は大腿動脈から動脈圧に脳を施す。このように、このモデルを模倣動脈圧及び血液の存在が、は小さな血管の破裂から微小血管損傷を脳に与えないではない。また、このモデルは、本質的に高い変動性を有する。彼らの年齢として興味深いことに、自然発症高血圧ラット10は、自発的なICHを開発しています。 ICH現像後、これらの動物の研究は、ICHにヒト素因主要な併存疾患のうちの1つの存在下において疾患を模倣することができる。クロストリジウムコラゲナーゼ11またはinstrastiatal注入のこれらの他のモデルが存在するが、線条体内注射utologous全血12日現在、前臨床のICHの研究に使用される2つの最も一般的なモデルです。
ICHモデル選択は、種選択及び血腫の形成を誘導する方法を含む実験的な質問の目的に基づいてなされるべきである。例えば、ブタはマウスと比較して、比較的大きな白質脳容積を持つ大規模な動物である。このように、ブタモデルは、ICH以下の白質病態生理を研究するのに適している。これとは対照的に、げっ歯類の脳は、主に灰白質ですが、トランスジェニックのシステムは、ICH後に負傷し、回復の分子メカニズムを評価するためにげっ歯類を有用にする。各モデルには、慎重に実験前に考慮されるべきであるその固有の長所と短所（ 表1）を有する。
次のプロトコルは、マウスでの自己血およびコラゲナーゼ注入モデルを示しています。これらのモデルは、もともとラットで開発されたモデルから、各翻訳されている13,14およびICH後の細胞死に関連する分子メカニズムを探索するのに広く利用可能なトランスジェニック技術を使用することができます。両方は、ヒトICH明らかに異なる損傷メカニズムを示し、両方は、行動的および組織学的尺度の点で明らかに異なる予想される結果を有する。従って、特定の仮説は、他の上で一つのモデルに自分自身を貸すことが、多くのアイデアが両方のモデルでの検証が必要な場合があります。
コラゲナーゼおよび自己血注入脳内出血モデルの特性を表1の比較。
| コラゲナーゼ注入 | 血液インジェクション | |
| 使いやすさ | + + + + | + + | 再現性 | + + | + + |
| 出血径の制御 | + + | + + + + |
| 血液逆流 | + | + + |
| ヒト疾患をシミュレート | + | – |
| 簡潔 | + + | + + |
| 複数の種で使用 | + + | + + |
Protocol
Representative Results
Discussion
新興前臨床研究と治療の15〜18有望ため生じた大規模臨床試験にもかかわらず、そこにICHにおいて結果を改善することが実証全く薬理学的介入はなく、お手入れは、主に支持したまま。可能な治療のリストは、このようなトランスクリプトームおよびプロテオミクスワークなどの高スループット技術によって生成することができる。これらの技術は、前方、潜在的な治療標的の知識を?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
Materials
| 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 |
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