Vaststelling van een rattenmodel van superieure sagittale-sinus occlusie via een draad-emboliemethode
Summary
Hier stellen we een nieuw Sprague-Dawley (SD) rattenmodel van superieure sagittale sinus (SSS) trombose vast via een draademboliemethode, en de stabiliteit en betrouwbaarheid van het model werden geverifieerd.
Abstract
De mechanismen die bijdragen aan het natuurlijke begin van cerebrale veneuze sinustrombose (CVST) zijn meestal onbekend en een verscheidenheid aan oncontroleerbare factoren zijn betrokken bij het verloop van de ziekte, wat resulteert in grote beperkingen in klinisch onderzoek. Daarom heeft de vaststelling van stabiele CVST-diermodellen die een verscheidenheid aan oncontroleerbare verstorende factoren kunnen standaardiseren, bijgedragen aan het omzeilen van tekortkomingen in klinisch onderzoek. In de afgelopen decennia zijn verschillende CVST-diermodellen gebouwd, maar de resultaten op basis van deze modellen zijn inconsistent en onvolledig. Om de pathofysiologische mechanismen van CVST verder te onderzoeken, is het daarom noodzakelijk om een nieuw en zeer compatibel diermodel vast te stellen, dat een belangrijke praktische waarde en wetenschappelijke betekenis heeft voor de diagnose en behandeling van CVST. In deze studie werd een nieuw Sprague-Dawley (SD) ratmodel van superieure sagittale sinus (SSS) trombose vastgesteld via een draademboliemethode en werden de stabiliteit en betrouwbaarheid van het model geverifieerd. Daarnaast evalueerden we veranderingen in cerebrale veneuze bloedstroom bij ratten na de vorming van CVST. Gezamenlijk vertegenwoordigt het SD-rat SSS-trombosemodel een nieuw CVST-diermodel dat gemakkelijk kan worden vastgesteld, trauma’s minimaliseert, goede stabiliteit oplevert en een nauwkeurige controle van de ischemische timing en locatie mogelijk maakt.
Introduction
Cerebrale veneuze sinustrombose (CVST) is een zeldzame ziekte van het cerebrale veneuze systeem die slechts 0,5-1,0% van alle oorzaken van een beroerte vertegenwoordigt, maar een relatief hoog voorvalpercentage heeft bij kinderen en jongvolwassenen1. Tijdens autopsie bleek CVST de oorzaak te zijn van 10% van de sterfgevallen door cerebrovasculaire ziekten2. Trombose kan optreden in elk deel van het intracraniële veneuze systeem. De superieure sagittale sinus (SSS) is een van de meest getroffen gebieden in CVST en kan meerdere bloedvaten omvatten. Als gevolg van stenose of occlusie van de veneuze sinussen wordt de intracraniële veneuze terugkeer geblokkeerd, wat vaak gepaard gaat met verhoogde intracraniale druk3. De klinische manifestaties van CVST zijn complex en variëren in de loop van de tijd; hoewel er een gebrek aan specificiteit van symptomen is, zijn de meest voorkomende symptomen hoofdpijn (77,2%), epileptische aanvallen (42,7%) en neurologische tekorten (39,9%). In ernstige gevallen kunnen coma en zelfs de dood optreden4,5. In de afgelopen jaren is het aandeel van gerelateerde risicofactoren veranderd, is het aandeel trauma’s en infecties afgenomen als gevolg van de algehele verbetering van de medische en gezondheidsnormen en het bewustzijn van de volksgezondheid, en is het aandeel CVST veroorzaakt door zwangerschap, puerperium, orale anticonceptiva en andere redenen geleidelijktoegenomen 5.
Op dit moment is de pathogenese van CVST nog steeds niet goed begrepen. Om CVST diepgaand te onderzoeken, is verder pathofysiologisch onderzoek nodig. De meeste van deze onderzoeksmethoden zijn echter invasief en daarom moeilijk klinisch te implementeren. Door de vele beperkingen van klinisch onderzoek hebben diermodellen onvervangbare voordelen op het gebied van fundamenteel en translationeel onderzoek.
De oorzaak van CVST is complex, omdat het begin ervan vaak niet wordt herkend en de locatie van trombusvorming zeer variabel is. Gelukkig kunnen diermodellen deze factoren beter beheersen. In de afgelopen decennia zijn verschillende CVST-diermodellen vastgesteld en elk model heeft zijn eigen nadelen. Volgens verschillende productiemethoden kunnen ze grofweg worden onderverdeeld in de volgende categorieën: het eenvoudige SSS-ligatiemodel6,7; het SSS interne-injectieversnellermodel8; het door ijzerchloride geïnduceerde SSS-trombosemodel9; het fotochemisch geïnduceerde SSS trombosemodel10; en het zelfgemaakte embolie-occlusie SSS model11. De meeste van deze modellen zijn echter niet in staat om invasieve schade aan de hersenschors van het dier te omzeilen en zijn niet in staat om de ischemische tijd en locatie nauwkeurig te controleren. In sommige modellen zal de trombus spontaan recanaliseren; in andere modellen wordt de SSS permanent afgesloten. Bovendien kunnen gecompliceerde operaties en/of ernstige verwondingen van invloed zijn op latere pathofysiologische bevindingen in deze modellen.
In de huidige studie werd een draadplug in het SSS van Sprague-Dawley (SD) ratten gestoken om met succes een CVST-model vast te stellen dat schade minimaliseerde, nauwkeurige controleerbaarheid mogelijk maakte en een goede stabiliteit opleverde. Bovendien werden mri-beeldvorming (small-animal magnetic resonance imaging) en laser-speckle bloedstroombeeldvorming gecombineerd om de effectiviteit van het model te verifiëren. We evalueerden veranderingen in de cerebrale bloedstroom voor en na de vaststelling van ons model, en evalueerden de stabiliteit van ons model, en legden een basis voor verdere studies naar het voorkomen, de ontwikkeling en gerelateerde pathofysiologische mechanismen van CVST.
Protocol
Representative Results
Discussion
In deze studie werd met succes een nieuw type CVST-model vastgesteld door een zelfgemaakte draadplug in het SSS van SD-ratten te plaatsen. Bovendien werden laser-spikkelbloedstroombeeldvorming en MRI bij kleine dieren gecombineerd om veranderingen in de bloedstroom op het hersenoppervlak van SD-ratten voor en na de embolisatie te controleren om ischemische timing en locatie te standaardiseren.
In 1989 maakten Longa et al. een omkeerbaar MCA-occlusiemodel door retrograde een zelfgemaakte nylon …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Deze studie werd ondersteund door grant Scientific Research Foundation for the High-level Talents, Fujian University of Traditional Chinese Medicine (X2019002-talents).
Materials
| 2 mL syringe | Becton,Dickinson and Company | 301940 | |
| brain stereotaxic instrument | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | 68025 | |
| dissecting microscope | Wuhan SIM Opto-technology Co. | SIM BFI-HR PRO | |
| high-speed skull drill | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | 78046 | |
| laser-speckle blood-flow imaging system | Wuhan SIM Opto-technology Co. | SIM BFI-HR PRO | |
| needle holder | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | F31022-12 | |
| needle thread | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | F33303-08 | |
| scissors | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | S13029-14 | |
| silica gel | Heraeus Kulzer | 302785 | |
| small animal anesthesia machine | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | R540 | |
| small-animal MRI | Bruker Medical GmbH | Biospec 94/30 USR | |
| tweezers | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | F11029-11 | |
| vascular forceps | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | F22003-09 |
References
- Bousser, M. G., Ferro, J. M. Cerebral venous thrombosis: an update. Lancet Neurology. 6 (2), 162-170 (2007).
- Guenther, G., Arauz, A. Cerebral venous thrombosis: A diagnostic and treatment update. Neurologia. 26 (8), 488-498 (2011).
- Stam, J. Thrombosis of the cerebral veins and sinuses. New England Journal of Medicine. 352 (17), 1791-1798 (2005).
- Einhäupl, K., et al. EFNS guideline on the treatment of cerebral venous and sinus thrombosis in adult patients. European Journal of Neurology. 17 (10), 1229-1235 (2010).
- Coutinho, J. M., Zuurbier, S. M., Stam, J. Declining mortality in cerebral venous thrombosis: a systematic review. Stroke. 45 (5), 1338-1341 (2014).
- Gotoh, M., Ohmoto, T., Kuyama, H. Experimental study of venous circulatory disturbance by dural sinus occlusion. Acta Neurochir (Wien). 124 (2-4), 120-126 (1993).
- Miyamoto, K., Heimann, A., Kempski, O. Microcirculatory alterations in a mongolian gerbil sinus-vein thrombosis model. Journal of Clinical Neuroscience. 8 (4), (2001).
- Ungersböck, K., Heimann, A., Kempski, a. O. Cerebral Blood Flow Alterations in a Rat Model of Cerebral Sinus Thrombosis. Stroke. 24 (4), (1993).
- Röttger, C., et al. A new model of reversible sinus sagittalis superior thrombosis in the rat: magnetic resonance imaging changes. Neurosurgery. 57 (3), 573-580 (2005).
- Chen, C., et al. Photothrombosis combined with thrombin injection establishes a rat model of cerebral venous sinus thrombosis. Neuroscience. 306, 39-49 (2015).
- Yang, H., Meng, Z., Zhang, C., Zhang, P., Wang, Q. Establishing a new rat model of central venous sinus thrombosis and analyzing its pathophysiological and apoptotic changes. Journal of Neuroscience Methods. 203 (1), 130-135 (2012).
- Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20 (1), 84-91 (1989).
- Fluri, F., Schuhmann, M. K., Kleinschnitz, C. Animal models of ischemic stroke and their application in clinical research. Drug Design, Development and Therapy. 9, 3445-3454 (2015).
- Wang, E., et al. Mapping tissue pH in an experimental model of acute stroke – Determination of graded regional tissue pH changes with non-invasive quantitative amide proton transfer MRI. Neuroimage. 191, (2019).
- Liu, C., et al. Identification of Vigilin as a Potential Ischemia Biomarker by Brain Slice-Based Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment. Analytical Chemistry. 91 (10), 6675-6681 (2019).
