Here we present methodology for the production of a focal stroke in murine white matter by local injection of an irreversible endothelial nitric oxide synthase (eNOS) inhibitor (L-Nio). Presented are two stereotactic variations, retrograde neuronal tracing, and fresh tissue labeling and dissection that expand the potential applications of this technique.
Hjerneslag rammer hvit substans utgjør opptil 25% av kliniske slag presentasjoner, oppstår stille til priser som kan være 5-10 ganger større, og bidrar vesentlig til utviklingen av vaskulær demens. Få modeller av fokus hvit substans slag finnes, og denne mangelen på egnede modeller har hemmet forståelse av neurobiologic mekanismene som er involvert i skade respons og reparasjon etter denne type slag. Den største begrensningen av andre subkortikale takts modellene er at de ikke fokalt begrense infarkt til den hvite saken eller har primært blitt validert i ikke-murine arter. Dette begrenser muligheten til å bruke det store utvalget av murine forskning verktøy for å studere nevrobiologi av hvit substans hjerneslag. Her presenterer vi en metode for pålitelig produksjon av et samlings slag i murine hvit substans ved hjelp av en lokal injeksjon av en irreversibel eNOS inhibitor. Vi presenterer også flere varianter av den generelle protokollen inkludert to unike stereovariasjoner, retrograd neuronal sporing, samt merking frisk vev og disseksjon som i stor grad utvide den potensielle anvendelser av denne teknikken. Disse variasjonene kan flere fremgangsmåter for å analysere neurobiologic virkningene av denne felles og studerte form av slag.
Stroke affecting the subcortical white matter is a common clinical entity, accounting for up to 25% of clinical strokes annually in the US 1. Ischemic damage to white matter also occurs silently at a significantly higher rate and contributes to the development of vascular dementia 2,3. Presently, patients with this form of cerebral ischemia have few, if any treatment choices. Despite the clinical importance of this disease, few clinically relevant animal models exist 4,5.
The goal of this protocol is to produce a focal ischemic lesion within the murine white matter. This murine model of human disease allows the specific study of axonal injury response to stroke and how the cellular elements of white matter, namely oligodendrocytes and astrocytes along with axons, respond to and repair after stroke.
Previous reports have described a model of subcortical white matter stroke using endothelin-1 (ET-1) 6 that is similar to the one described here. Several key changes to the experimental protocol have been made thereby the potential uses of this model have expanded 7,8. This protocol provides a reliable and modifiable strategy to produce a focal stroke within mouse brain white matter.
The major advantages of this model are the use of a chemical endothelial nitric oxide synthase (eNOS) inhibitor N(5)-(1)-iminoethyl-L-ornithine HCl (L-Nio) 9 with no known paracrine effects on cellular elements of white matter which had been a complication of models using endothelin-1 10. In addition, the stereotactic targeting of white matter in the mouse allows the use of any variety of transgenic or knockout strains, greatly expanding the available tools to determine the effect of stroke on brain white matter. Here, two variations on this technique are described and demonstrate some of the additional variations that can be utilized to enhance the understanding of axonal and white matter damage and repair after stroke.
Et antall tidligere modeller av subkortikal slag er blitt beskrevet blant annet brenn injeksjoner av endotelin-1 i den interne kapselen, subkortikal hvit substans og striatum hos rotte og mus 12-14 6,15. Nyere modeller av små brenn slag har benyttet kolesterol microemboli injeksjon i halspulsåren 16 og photothrombotic okklusjon av en enkelt trengende arteriole 17. Hver av disse modellene har både fordeler og ulemper 5. Den beskrevne modellen gir en lesjon som har…
The authors have nothing to disclose.
SN og MDD fått støtte fra NIH K08 NS083740 og UCLA Department of Neurology. AJG erkjenner støtte av Dr. Miriam og Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation og Larry L. Hillblom Foundation. KLN erkjenner takknemlig støtte fra American Heart Association 14BFSC17760005 ASA-Bugher Stroke Center. ILL, EGS og STC ble støttet av NIH R01 NS071481. JDH erkjenner støtte fra NIH K08 NS083740.
L-N5-(1-Iminoethyl)ornithine, Dihydrochloride | Calbiochem | 400600-20MG | |
Isoflurane | Phoenix Pharmaceutical, Inc. | NDC 57319-559-06 | |
Capillary tubes | World Precision Instruments | 50-821-807 | |
Picospritzer | Parker Instrumentation | Picospritzer II | |
Stereotactic setup | Kent Scientific | KSC51725 | |
Pipette puller | KOPF | Model 720 | |
Stereomicroscope SZ51 | Olympus | 88-124 | |
Fine scissors | Fine Scientific Tools | 14084-08 | |
Forceps | Harvard Apparatus | PY2 72-8547 | |
Curved Forceps | Harvard Apparatus | PY2 72-8598 | |
Blunt dissection tool | Fine Scientific Tools | 10066-15 | |
Drill | Dremel | 8220-1/28 | |
Drill bits | Fine Scientific Tools | 19007-05 | |
Vetbond | 3M | 1469SB | |
Marcaine | HOSPIRA | NDC 0409-1610-50 | |
Trimethoprim-Sulfamethaxole | STI Pharmacy | NDC 54879-007-16 | |
Fluororuby | Fluorochrome Inc | 30mg | |
Paraformaldehyde | Fisher | O4042-500 | |
Sucrose | Fisher | BP220-10 | |
Cryostat | Leica CM3050 S | 14047033518 | |
Glass slides | Fisher | 12-544-7 | |
Fast Green | Sigma | F7252-5G | |
Dissection microscope | Nikon | SMZ1500 | |
23 gauge butterfly needle | Fisher | 14-840-35 | |
10X Hank's Balanced Salt Solution | Life Technologies | 14065056 | |
1M HEPES-KOH, pH 7.4 | Affymetrix | 16924 | |
D-Glucose | Sigma | G8270 | |
Sodium bicarbonate | Sigma | S5761 | |
Cyclohexamide | Sigma | 01810 |