Un trombotica Stroke modello basato sulla transitoria cerebrale ipossia-ischemia
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
Ricerca Stroke ha sopportato molte battute d'arresto nel tradurre terapie neuroprotettive nella pratica clinica. Al contrario, la terapia del mondo reale (tPA trombolisi) raramente produce benefici in modelli sperimentali meccanici basati occlusione-, che dominano la ricerca preclinica ictus. Questa scissione tra la panchina e comodini suggerisce la necessità di impiegare modelli tPA-reattiva nella ricerca preclinica ictus. A tal fine, un modello semplice e tPA-reattiva ictus trombotico è inventato e descritto qui. Questo modello si compone di occlusione transitoria dell'arteria carotide comune unilaterale e consegna del 7,5% di ossigeno attraverso una maschera in topi adulti per 30 minuti, mantenendo la temperatura rettale animale a 37,5 ± 0,5 ° C. Sebbene legatura reversibile della carotide unilaterale o ipossia ciascun soppressa flusso sanguigno cerebrale solo transitoriamente, la combinazione di entrambi insulti causato durata deficit riperfusione, fibrina e piastrine deposizione e grande Infarct nel territorio cerebrale mezzo dell'arteria fornito. Importante, coda vena iniezione di tPA ricombinante a 0,5, 1, o 4 ore post-THI (10 mg / kg) disponibile riduzione tempo-dipendente delle dimensioni mortalità e infarto. Questo nuovo modello di ictus è semplice e può essere standardizzata attraverso laboratori per confrontare i risultati sperimentali. Inoltre, induce trombosi senza craniectomy o introdurre emboli preformati. Alla luce di questi meriti unici, il modello THI è un'utile aggiunta al repertorio della ricerca preclinica ictus.
Introduction
La trombolisi e ricanalizzazione è la più efficace terapia dell'ictus ischemico acuto nella pratica clinica 1. Tuttavia, la maggior parte delle ricerche neuroprotezione preclinica è stata eseguita in un modello transitorio meccanico ostruzione (endoluminale sutura occlusione dell'arteria cerebrale media) che produce un rapido recupero del flusso sanguigno cerebrale dopo la rimozione della occlusione vascolare e mostra poco o nessun benefici di tPA trombolisi. È stato suggerito che la scelta dubbia di modelli ictus contribuito, almeno in parte, alla difficoltà nel tradurre terapia neuroprotettiva ai pazienti 2,3. Quindi, vi è una crescente richiesta per l'impiego di modelli di ictus tromboembolico tPA-reattiva nella ricerca preclinica, ma tali modelli hanno anche problemi tecnici (vedi Discussione) 4-7. Qui si descrive un nuovo modello di ictus trombotico in base transitorio ipossico-ischemica (THI) insulto unilaterale e le sue risposte alla terapia endovenosa tPA 8.
Il modello di ictus THI è stato sviluppato sulla base della procedura di Levine (legatura permanente della carotide comune unilaterale seguita da esposizione ad ipossia transitoria in una camera), che è stato inventato per esperimenti con ratti adulti nel 1960 9. La procedura originale Levine caduta nell'oscurità perché ha prodotto solo danni al cervello variabile, ma lo stesso insulto causato neuropatologia coerente in cuccioli di roditori quando fu reintrodotta da Robert Vannucci e dai suoi colleghi come un modello di neonatale ipossico-ischemica encefalopatia (HIE) nel 1981 10. Negli ultimi anni, un po ' investigatori ri-adattato il modello Levine-Vannucci di topi adulti regolando la temperatura della camera ipossica 11. E 'plausibile che le lesioni cerebrali incoerenti nella procedura originale Levine possono derivare da sbalzi di temperatura del corpo dei roditori adulti nella camera ipossica. Per verificare questa ipotesi, abbiamo modificato la procedura di Levine con la somministrazione di gas ipossicoattraverso una maschera, mantenendo la temperatura al cuore roditore a 37 ° C sul tavolo operatorio 12. Come previsto, il controllo della temperatura corporea severi notevolmente aumentato la riproducibilità della patologia cerebrale HI-indotta. L'insulto HI innesca anche la coagulazione, l'autofagia, e grigi e lesioni 13 bianco-materia. Altri ricercatori hanno usato anche il modello HI a indagare post-ictus risposte infiammatorie 14.
Una caratteristica unica del modello ictus HI è che ricalca triade di Virchow di formazione di trombi, compresa la stasi del flusso di sangue, danno endoteliale (ad esempio a causa di stress ossidativo HI-indotta), e ipercoagulabilità (attivazione piastrinica HI-indotta) ( Figura 1A) 15. In quanto tale, il modello HI può catturare alcuni meccanismi fisiopatologici rilevanti per ictus ischemico del mondo reale. Con questa idea in mente, abbiamo perfezionato ulteriormente il modello HI con legatura reversibile delle Nazioni Uniteilateral carotide comune (quindi per creare un transitorio HI insulto), e testato le sue risposte a tPA trombolisi con o senza edaravone. Edaravone è un scavenger di radicali liberi già approvato in Giappone per il trattamento di ictus ischemico entro 24 ore di insorgenza 9. I nostri esperimenti hanno dimostrato che il più breve 30 minuti transitorio HI innesca infarto trombotico, e che il trattamento combinato tPA-edaravone conferisce benefici sinergici 8. Qui si descrivono le procedure chirurgiche dettagliate e considerazioni metodologiche del modello THI, che possono essere utilizzati per ottimizzare i trattamenti riperfusione di ictus ischemico acuto.
Protocol
Representative Results
Discussion
L'ictus è un problema di salute importante di crescente importanza per ogni società con un invecchiamento della popolazione. A livello globale, l'ictus è la seconda causa di morte, con una stima di 5,9 milioni di eventi fatali nel 2010, pari al 11,1% di tutti i decessi 18. L'ictus è anche la terza principale causa di anni di vita disability-adjusted (DALY) hanno perso a livello mondiale nel 2010, passando dalla quinta posizione nel 1990 19. Questi dati epidemiologici evidenziano la …
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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