क्षणिक मस्तिष्क hypoxia-ischemia के आधार पर एक Thrombotic स्ट्रोक मॉडल
Summary
Thromboembolic stroke models are vital tools for optimizing the recanalization therapy. Here we report a murine thrombotic stroke model based on transient cerebral hypoxic-ischemic (tHI) insult, which triggers thrombosis and infarction, and responds favorably to tissue plasminogen activator (tPA)-mediated fibrinolysis in a therapeutic window similar to those in stroke patients.
Abstract
स्ट्रोक अनुसंधान नैदानिक व्यवहार में न्यूरोप्रोटेक्टिव उपचारों का अनुवाद करने में कई झटके सहा है। इसके विपरीत, वास्तविक दुनिया थेरेपी (टीपीए थ्रंबोलाइसिस) शायद ही कभी पूर्व नैदानिक अनुसंधान स्ट्रोक पर हावी है, जो यांत्रिक रोड़ा आधारित प्रयोगात्मक मॉडल में लाभ, उत्पादन करता है। बेंच और बिस्तर के बीच यह विभाजन पूर्व नैदानिक स्ट्रोक अनुसंधान में टीपीए उत्तरदायी मॉडल को रोजगार की जरूरत पता चलता है। यह अंत करने के लिए, एक सरल और टीपीए प्रतिक्रियाशील थ्रोम्बोटिक स्ट्रोक मॉडल का आविष्कार किया और यहाँ वर्णित है। 37.5 ± 0.5 डिग्री सेल्सियस पर पशु गुदा तापमान को बनाए रखते हुए यह मॉडल, 30 मिनट के लिए वयस्क चूहों में एक चेहरा मुखौटा के माध्यम से एकतरफा आम मन्या धमनी और 7.5% ऑक्सीजन की डिलीवरी की क्षणिक रोड़ा के होते हैं। एकतरफा मन्या धमनी या हाइपोक्सिया के प्रतिवर्ती बंधाव प्रत्येक केवल क्षणिक मस्तिष्क में रक्त के प्रवाह को दबा दिया है, दोनों के अपमान के संयोजन reperfusion के घाटे, आतंच और प्लेटलेट बयान, और बड़े infar स्थायी वजह सेमध्य मस्तिष्क धमनी की आपूर्ति क्षेत्र में सीटी। महत्वपूर्ण बात है, पूंछ-नस में 0.5, 1, या 4 घंटे के बाद थी (10 मिलीग्राम / किग्रा) पर पुनः संयोजक टीपीए इंजेक्शन मृत्यु दर और रोधगलितांश आकार के समय पर निर्भर कमी प्रदान की है। इस नए स्ट्रोक मॉडल सरल है और प्रयोगात्मक परिणामों की तुलना करने के लिए प्रयोगशालाओं भर में मानकीकृत किया जा सकता है। इसके अलावा, यह craniectomy या पूर्व गठित एम्बोली शुरू करने के बिना थ्रोम्बोसिस लाती है। इन अद्वितीय गुण को देखते हुए, थी मॉडल क्लिनिक पूर्व स्ट्रोक अनुसंधान के प्रदर्शनों की सूची के लिए एक उपयोगी इसके अतिरिक्त है।
Introduction
थ्रंबोलाइसिस और recanalization नैदानिक अभ्यास 1 में तीव्र इस्कीमिक स्ट्रोक के सबसे प्रभावी उपचार है। फिर भी, क्लिनिक पूर्व neuroprotection अनुसंधान के बहुमत संवहनी रोड़ा के हटाने पर मस्तिष्क में रक्त प्रवाह की तेजी से वसूली का उत्पादन और टीपीए थ्रंबोलाइसिस से कोई लाभ के लिए छोटे से पता चलता है कि एक क्षणिक मैकेनिक बाधा मॉडल (intraluminal सीवन मध्य मस्तिष्क धमनी रोड़ा) में प्रदर्शन किया गया था। यह स्ट्रोक मॉडल की संदिग्ध पसंद रोगियों 2,3 करने के लिए न्यूरोप्रोटेक्टिव चिकित्सा का अनुवाद करने में कठिनाई करने के लिए कम से कम हिस्से में, योगदान दिया है कि सुझाव दिया गया है। इसलिए, पूर्व नैदानिक अनुसंधान के क्षेत्र में टीपीए उत्तरदायी thromboembolic स्ट्रोक मॉडल को रोजगार के लिए एक बढ़ती हुई कॉल वहाँ है, लेकिन इस तरह के मॉडल भी तकनीकी समस्याओं (चर्चा देखें) 4-7 है। यहाँ हम एकतरफा क्षणिक hypoxic इस्कीमिक (थी) अपमान और नसों में टीपीए चिकित्सा 8 के लिए अपनी प्रतिक्रियाओं पर आधारित एक नई थ्रोम्बोटिक स्ट्रोक मॉडल का वर्णन है।
थी स्ट्रोक मॉडल 1960 9 में वयस्क चूहों के साथ प्रयोगों के लिए आविष्कार किया गया था कि लेविन प्रक्रिया (एक कक्ष में क्षणिक हाइपोक्सिया के लिए जोखिम के द्वारा पीछा एकतरफा आम मन्या धमनी की स्थायी बंधाव) के आधार पर विकसित किया गया था। मूल लेविन प्रक्रिया अंधकार में फीका क्योंकि यह केवल चर मस्तिष्क क्षति का उत्पादन किया है, लेकिन यह 1981 में 10 में नवजात hypoxic इस्कीमिक मस्तिष्क विकृति (जल्दी करना) की एक मॉडल के रूप में रॉबर्ट Vannucci और उनके सहयोगियों द्वारा फिर से पेश किया गया था जब एक ही अपमान कृंतक पिल्ले में लगातार neuropathology कारण होता है। हाल के वर्षों में, कुछ जांचकर्ताओं hypoxic कक्ष 11 में तापमान समायोजन करके वयस्क चूहों को लेविन-Vannucci मॉडल अनुकूलित कर रहे हैं। यह मूल लेविन प्रक्रिया में असंगत मस्तिष्क घावों hypoxic कक्ष में वयस्क कृन्तकों के शरीर के तापमान को अस्थिर से उत्पन्न हो सकती है कि प्रशंसनीय है। इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, हम hypoxic गैस प्रशासन द्वारा लेविन प्रक्रिया संशोधितएक facemask के माध्यम से, शल्य चिकित्सा की मेज पर 12 से 37 डिग्री सेल्सियस पर कृंतक कोर तापमान को बनाए रखने। जैसी कि उम्मीद थी, कड़े शरीर का तापमान नियंत्रण बहुत हाय-प्रेरित मस्तिष्क विकृति के reproducibility वृद्धि हुई है। हाय अपमान भी जमावट, भोजी, और gray- और सफेद बात चोट 13 से चलाता है। अन्य जांचकर्ताओं भी पोस्ट-स्ट्रोक भड़काऊ प्रतिक्रियाओं 14 की जांच के लिए हाई मॉडल का इस्तेमाल किया है।
हाय स्ट्रोक मॉडल की एक अनूठी विशेषता यह बारीकी से रक्त प्रवाह, एन्दोथेलिअल चोट (जैसे कारण हाय-प्रेरित oxidative तनाव के लिए), और hypercoagulability (एचआई प्रेरित प्लेटलेट सक्रियण) का ठहराव सहित thrombus गठन की Virchow के त्रय, (है कि इस प्रकार है चित्रा 1 ए) 15। जैसे, हाय मॉडल वास्तविक दुनिया इस्कीमिक स्ट्रोक के लिए प्रासंगिक कुछ pathophysiological तंत्र पर कब्जा कर सकते हैं। मन में इस विचार के साथ, हम आगे की संयुक्त राष्ट्र की प्रतिवर्ती बंधाव के साथ उच्च मॉडल परिष्कृतilateral आम मन्या धमनी (इसलिए एक क्षणिक हाई अपमान बनाने के लिए), और के साथ या Edaravone बिना टीपीए थ्रंबोलाइसिस के लिए अपनी प्रतिक्रियाओं का परीक्षण किया। Edaravone पहले से ही शुरुआत 9 से 24 घंटे के भीतर इस्कीमिक स्ट्रोक के इलाज के लिए जापान में अनुमोदित एक मुफ्त कट्टरपंथी मेहतर है। हमारे प्रयोगों के रूप में संक्षिप्त रूप में 30 मिनट क्षणिक हाई थ्रोम्बोटिक रोधगलन चलाता है पता चला है कि, और कहा कि संयुक्त टीपीए-Edaravone उपचार सहक्रियाशील लाभ 8 प्रदान करता है। यहाँ हम विस्तृत सर्जिकल प्रक्रियाओं और तीव्र इस्कीमिक स्ट्रोक के reperfusion की उपचार के अनुकूलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जो थी मॉडल की कार्यप्रणाली विचारों का वर्णन है।
Protocol
Representative Results
Discussion
स्ट्रोक एक उम्र बढ़ने की आबादी के साथ किसी भी समाज के लिए महत्व बढ़ के एक प्रमुख स्वास्थ्य समस्या है। विश्व स्तर पर, स्ट्रोक सभी लोगों की मृत्यु 18 वर्ष की 11.1% के बराबर 2010 में एक अनुमान के अनुसार 5.9 मिलिय?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by the NIH grant NS074559 (to C. K.). We thank all collaborators who contributed to our research articles that the present methodology report is based upon.
Materials
| adult male mice | Charles River | C57BL/6 | 10~13 weeks old (22~30 g) |
| Mobile Laboratory Animal Anesthesia System | VetEquip | 901807 | anesthesia |
| Medical air (Compressed) air tank | Airgas | UN1002 | anesthesia |
| Isoflurane | Piramal Healthcare | NDC 66794-013-25 | anesthesia |
| Multi-Station Lab Animal AnesthesiaSystem | Surgivet | V703501 | hypoxia system |
| 7.5% O2 balanced by 92.5% N2 tank | Airgas | UN1956 | hypoxia system |
| Temperature Controller with heating lamp | Cole Parmer | EW-89000-10 | temperature controllers |
| Rectal probe | Cole Parmer | NCI-00141PG | temperature controllers |
| Dissecting microscope | Olympus | SZ40 | surgical setup |
| Heat pump with warming pad | Gaymar | TP700 | surgical setup |
| Fine curved forceps (serrated) | FST | 11370-31 | surgical instrument |
| Fine curved forceps (smooth) | FST | 11373-12 | surgical instrument |
| micro scissors | FST | 15000-03 | surgical instrument |
| micro needle holders | FST | 12060-01 | surgical instrument |
| Halsted-Mosquito hemostats | FST | 13008-12 | surgical instrument |
| 5-0 silk suture | Harvard Apparatus | 624143 | surgical supplies |
| 4-0 Nylon monofilament suture | LOOK | 766B | surgical supplies |
| Tissue glue | Abbott Laboratories | NC9855218 | surgical supplies |
| Puralube Vet ointment | Fisher | NC0138063 | eye dryness prevention |
| MoorFLPI-2 blood flow imager | Moor | 780-nm laser source | Laser Speckle Contrast Imaging |
| Mannitol | Sigma | M4125 | in-vivo TTC |
| 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) | Sigma | T8877 | in-vivo TTC |
| Vibratome | Stoelting | 51425 | brain section for in-vivo TTC |
| Digital microscope | Dino-Lite | AM2111 | whole-braina imaging |
| O.C.T compound | Sakura Finetek | 4583 | |
| goat anti-rabbit Alexa Fluro 488 | Invitrogen | A11008 | Immunohistochemistry |
| Cryostat | Vibratome | ultrapro 5000 | brain section for IHC |
| Evans blue | Sigma | E2129 | Detecting vascular perfusion |
| Microtome | Electron Microscopy Sciences | 5000 | brain section for histology |
| Avertin (2, 2, 2-Tribromoethanol) | Sigma | T48402 | euthanasia |
| Fluorescent microscope | Olympus | DP73 |
References
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