마우스의 모델링 스트로크 - 필라멘트 모델 중간 대뇌 동맥 폐색

Engel, O., Kolodziej, S., Dirnagl, U., Prinz, V. Modeling Stroke in Mice - Middle Cerebral Artery Occlusion with the Filament Model. J. Vis. Exp. (47), e2423, doi:10.3791/2423 (2011).

행정 죽음과 특히 고도로 발달한 국가에서 성인 장애의 가장 자주 원인 중 하나입니다. 그러나, 현재까지 치료 옵션이 매우 제한됩니다. 소설 치료 접근 방법의 필요성을 충족시키기 위해, 실험 연구는 뇌졸중 자주 초점 대뇌 ischaemia의 쥐 모델을 사용합니다. 대부분의 연구자들은 생쥐이나 쥐가 중간 대뇌 동맥 (MCA)의 영구 또는 과도 폐색을 사용합니다.

intraluminal 봉합 기술 (때문에 필라멘트 또는 봉합 모델이라고도 함)를 통해 중간 대뇌 동맥 (MCA)의 근위 폐색은 아마 실험 뇌졸중 연구에 가장 자주 사용되는 모델입니다. intraluminal MCAO 모델은 비교적 비침습 방식으로 MCA 영역의 재현성 과도 또는 영구적인 ischaemia을 유도하는 장점을 제공합니다. Intraluminal 접근이 동맥의 전체 영토의 혈액 흐름을 방해. 필라멘트 폐색 따라서 체포은 기초 신경을 공급 lenticulo - 흔적 동맥에 근위 흐름. 필라멘트 피질과 striatum에서 재현할 병변의 MCA 결과의 폐색 및 영구 또는 일시적 중 하나가 될 수 있습니다. 반면, 말초 유도 모델 (lenticulo - 흔적 동맥 분기까지) MCA 폐색 일반적으로 striatum을 살려 주로 네크로 텍스 포함됩니다. 또한 이러한 모델은 craniectomy이 필요합니다. 이 문서에서 보여주는 모델에서 실리콘 코팅 필라멘트는 일반적으로 경동맥에 도입하고 중간 대뇌 동맥의 기원을 차단 윌리스의 서클에 내부 경동맥 따라 고급. 환자에서 중간 대뇌 동맥의 허혈성 뇌졸중 occlusions는 가장 일반적인 원인 중입니다. 다양한 허혈성 간격은 허혈성 병변이 심각도 다양한 것은 생산할 수와 reperfusion의 시점에 따라이 모델에서 자유롭게 선택할 수 있기 때문에. 부분적으로 인간의 thromboembolic 응고의 자연 또는 치료 (tPA) 용해 후 혈류의 복원 모델을 최소한 occluding 필라멘트의 제거에 의해 Reperfusion.

이 비디오에서 우리는 기본적인 기술뿐만 아니라이 모델의 예측 가치를 제한할 수있는 주요 함정과 confounders를 제공합니다.

높은 품질과 재현성을 보장하기 위해, 우리는 표준 운영 절차 (SOP)의 사용을 권장합니다. 이 비디오에서는, 같은 연구실에서 개발하고 사용하는 출판 솝스이 적용됩니다 ^1.

1. 중간 대뇌 동맥 폐색

1. 마우스는 수의 직원들과 상담에 적절한 마취 정권과 anaesthetized 있습니다. (1.5 예를 들어 유도 - 1.0 2% Isoflurane 및 유지 보수 - 3분의 2 N2O와 기화기를 사용하여 3분의 1 O2에서 Isoflurane 1.5 %).
   1. 생쥐의 체온은 36.5 ° C에서 ± 0.5 ° C 열판과 함께 수술하는 동안 유지됩니다. 마우스의 직장 온도에 따라 체온이 피드백 제어 가열 패드는, 매우 좋습니다.
   2. 적절한 에이전트 (예 : 70% 에틸 알코올)과 피부와 주변 모피를 소독하고 나중에 그것을 건조.
2. 정중선 목 절개가 만들어이며, 부드러운 조직은 따로 뽑아 있습니다.
3. 왼쪽 일반 경동맥 (LCCA)는 신중하게 주변 신경 (vagal 신경을 해치지 않고) 및 묶인이 6.0/7.0 문자열을 사용하여 만든에서 무료로 해부하는 것입니다. 5.0 문자열도 사용할 수 있습니다.
4. 왼쪽 외부 경동맥의 동맥 (LECA)는 다음 구분하고 두 번째 매듭이 이루어집니다.
5. 다음, 왼쪽 내부 경동맥의 동맥 (LICA)는 고립되고 매듭은 6.0 필라멘트와 준비가되어 있습니다.
6. 왼쪽 내부 경동맥의 동맥 (LICA)과 왼쪽 pterygopalatine 동맥 (LPA)의 좋은 경치를 취득 후, 두 동맥은 microvascular 클립을 사용하여 잘린 있습니다.
7. 그것은 LECA과 LICA에 bifurcates 전에 작은 구멍이 LCCA에서 절단합니다. 그것은 클립에서 멈출 때까지 실리콘 경화제 혼합물 (아래 참조)과 코팅 8.0 나일론으로 만든 monofilament는 다음 LICA에 소개됩니다. 관심은 후두 동맥을 입력하지 지불되어야합니다. (그림 1)
8. 필라멘트는 윌리스의 원안에 LMCA의 기원을 막다하는 LICA에 삽입되는 동안 잘린 동맥이 열립니다.
9. LICA에 세 번째 매듭은 위치에 필라멘트를 해결하기 위해 닫힙니다.
10. 마우스는 볼륨 보충으로 subcutaneously 호수 0.5 ML를 받게됩니다. 통증의 경우, Lidocaine 젤은 몸에 붙이기도 상처에 적용됩니다.
11. reperfusion가 의도하는 경우, 마우스가 30 숙박 - 온수 케이지 90 분 폐색, 상처는 작은 봉합 클립과 함께 폐쇄 수 있습니다. 이후, 두 번째 마취가 수행, ICA에서 세 번째 매듭이 순간 열리고 필라멘트가 철회됩니다.
12. 나머지 봉합이 짧아되고 피부는 수술 치료와 적응합니다.
13. 모든 동물은 위에서 설명한대로 두 번째 볼륨 보충을 받게됩니다.
14. 동물은 체온의 제어 두 시간 동안 열띤 새장에 넣어 있습니다.
    1. 동물 불편의 흔적에 대한 수술 후 매일 점검해야합니다. 마우스 일부 게시물 외과 체중 감량을 보여줄 수 있어요. 그들은 먹는 장려하는 바닥에 놓인 배양 - 접시에 으깬 음식을받을 수 있습니다. 음식 7 일 동안 매일 바뀝니다.

2. 섐 운영

1. 가짜 작업에 필라멘트가 LMCA을 막다에 삽입 및 인스턴트 reperfusion (1.8)을 허용하는 즉시 철회합니다. 두 번째 마취를 포함하여 - 후속 작업 대뇌 ischaemia (1.14 1.9)를받은 동물에서 수행되는 동일합니다.

3. 필라멘트의 준비

1. 필라멘트의 불임을 고려하여야한다. 멸균 장비뿐만 아니라 필라멘트의 적절한 처리의 사용은 나중에 불임 수술을위한 필수 조건이다. 일반적인 살균 방법의 많은 필라멘트의 품질을 악화시킬 수 있으므로 필라멘트의 소독은 어렵습니다. 그러나 이러한 방사선으로 방법, 자외선 또는 γ 선, 또는 화학 살균과 함께 예를 들어, 산화 에틸렌과 같은 반응성이 매우 높은 가스와 예를 들어, 적용됩니다.
2. 8.0 나일론 필라멘트는 현미경으로 11mm의 길이로 절단됩니다
3. 필라멘트 팁은 Xantopren M 점막 및 활성 NF Optosil의 경화제의 혼합 8 mm의 길이를 통해 완전히 고르게 코팅되어야합니다

4. 대표 결과

다른 모터와 행동 적자의 결과, 혈액 흐름 제한의 기간에 따라 다릅니다. 모두 30 뇌성 ischaemia 60 분, 이후 대부분의 경우 동물 측면 밀어 감소 저항을 표시하고 운동의 방해로 인해 돌고. 전면 리에서 flexor 위치로 Milder 병변 명단MBS. 이 쉽게 관찰할 표지판이 작전의 성공을위한 기본 점수로 사용할 수 있습니다. ²

Morphologically 병변은 조직학 또는 자기 공명 영상 (MRI)을 사용하여 평가하실 수 있습니다. ischaemia 30 분 striatum에 한정 주로의 연결을 세포 사망의 원인 반면, 중간 대뇌 동맥의 폐색 60 분이 striatum과 네크로 텍스 모두 포함하는 영역에서 조직 pannecrosis을 생산하고 있습니다. ³ (그림 2)를 경색 볼륨 측면에서, 우리는 기대 운영 일련의 30 %보다 낮은 표준 편차. 60 분 후 20 % - 사망률은 ischaemia 10 30 분 후에 약 5 % 폐색 시간에 따라 달라집니다.

또 최소한의 침입 가능성은 성공의 직접적인 제어를 허용하는 작업 동안 레이저 도플러 flowmetry (LDF)의 사용이다. 개별 동물에서 10 감소 - preocclusion 값의 20 %가 명확하게 초점 대뇌 국소 빈혈의 성공적인 유도를 나타내는 ^4가 그러나, LDF는 interindividual 비교하는 방법으로 사용할 수 없습니다 LDF는 혈액의 양적 변화 (백분율)를 측정할 수 있기 때문입니다. 작고 제한된 조직 샘플 볼륨 내에서 흐름. 그것은 혈류 감소의 공간적 범위에 대한 정보를 제공하지 않습니다 ^5.

보행 분석 ^6,7, Rotarod ^8, 폴 테스트 ^9,10, 접착제 제거 시험 ^11,12, 계단 테스트 ^13,14, 래더 렁 테스트 ^15,16와 모리스 물 미로를 포함하여 뇌졸중 후 행동 측면을 평가하기 위해 몇 가지 테스트가 있습니다 ^17. 모든 테스트에서, MCAo를 받게 쥐가 덜 성공적으로 제어 동물보다 수행합니다.

그림 1. 마우스의 뇌 (배경에 묘사된) 제공하는 선박의 건축 계획. 다른 변종은 유사 나타날 수 있습니다, 예를 들어 후두 동맥 때로는 내부 경동맥에서 떠납니다.

그림 2. 근위 MCAo 모델에 reperfusion의 다른 시간 지점 이후에 전형적인 병변 크기의 도식 그림. 중간에 기능 활동 MCAo 후 대뇌 혈류의 전형적인 코스는 그려져 있습니다. (MCAo : 중간 대뇌 동맥 폐색, LDF : 레이저 도플러 유량 측정)

과도, 근위 MCA 폐색 ^18,19의 모델은 여기서 환자에서 허혈성 뇌졸중의 가장 일반적인 유형 중 하나를 모방한 것이었 제시. 변수 reperfusion 시간에 따라 ^20, 모델이 일시적 허혈성 발작 (TIA)에서 대형에 이르기까지 손상의 다른 등급을 제공합니다 허혈성 반구의 주요 부분을 포함 infarcts. 이것은 뇌졸중 후 연구자가 다른 pathophysiological 메커니즘을 공부하실 수 있습니다. ^20,21

수술은 짧은 기간에 수행하고 높은 재현성 병변을 생성하실 수 있습니다. 그럼에도 불구하고,이 confounders의 철저한 관리가 필요합니다. 작업 기술 ²² 작은 차이가 경색에 다른 효과에 대한 계정 수 있습니다. ^{23,24을뿐만} 아니라, 뇌성 혈관 해부학 차이로 인해 서로 다른 마우스 변종은 다른 결과를 보여줍니다. ^25,26 바디케어 온도가 저체온증 더 심각한 적자에 작은 병변 ²⁷ 고열로 이어지는으로 신경 손상에 영향을 미칩니다. 따라서 ^{28 일,} 온도 제어 및 유지 보수가이 모델에 관련성이있다., 혈압 및 혈액 가스는 또한 ²⁹ 결과의 중요한 confounders하고 필요 모니터 수 있습니다. 신속하고 최소한의 침입 방법 중 ^30,31 사용 (비침습 적절한 혈압 측정, 쉬운 접근 혈액 수집 사이트)을 권장합니다. 일부 neuroprotective 효과를 가지고, 및 / 또는 vasodilators 수 있으므로 마취의 선택은 Isoflurane 예를 들어 같은, 또한 매우 중요합니다. 따라서 ^32, 마취에 대한 노출이 가능하고 표준처럼 짧게해야합니다. 우리는 더 이상보다 15 분 수술을받은 동물을 제외할 수 있습니다.

외과 사이트를 면도하는 것은 microabrasions과 염증을 생산하고 머리 조각을 출시. 이것은 더 이상 염증을 증가하고 뇌졸중 pathophysiology에 영향을 미치는 수 있습니다 현지 감염을 육성 수 있습니다. 주택 조건, 농축 특히 사용, 뇌졸중 결과에 영향을 미칠 수 있으며, 표준화 및 연구 보고서에서 설명한다. 재현성에 대한 환경 농축과 그 효과를 ^6,33,34 사용 논의의 문제입니다. ³⁵ 또 다른 중요한 confounder가 특히 ischaemia ³⁶ 이상 시간 이후에 감염 뇌졸중 유발 위험이있는 추가 병적 증가 죽음에 이르게한다. ^37,38가 감염은 5 일 3시 경에에서 증상 해짐에 따라,이 같은 모델 후속 장기에 중요한 결과를했습니다.

뇌졸중, 표준화 및 품질 관리에 대한 새로운 치료 전략의 개발에 대한 검색 결과가 관련 생산 잠복기 translational 뇌졸중 연구 매우 중요하다 ³⁹ "좋은 실험실 ^연습"40,41 요구하는가. :

1. 사용 동물의 적절한 자세한 설명;
2. 샘플 크기 계산과 예상 효과의 크기에보고;
3. 연구하기 전에 설정 포함하고 배제 기준;
4. 그룹으로 할당 임의화;
5. 조사에 관한 할당 은폐;
6. 분석에서 제외 동물을보고;
7. 결과 멀게 평가;
8. 관심과 연구 기금의 잠재적인 충돌을보고.

동물 실험 Landesamt fuer 아퍼 놀이 Soziales, 베를린, 독일에 의해 명시된 지침과 규정에 따라 수행되었다.

이 작품은 부여 계약 N ° 201024과 N ° 202,213 (유럽 스트로크 네트워크)에서 유럽 공동체의 7 번째 프레임 워크 프로그램 (FP7/2007-2013)에 의해 재정 지원되었다. 추가 자금은 Bundesministerium FÜR Bildung 놀이 Forschung (행정 연구 베를린 센터)와 독일 Forschungsgemeinschaft (Exzellenzcluster NEUROCURE)에 의해 주어졌다.

저자는 애니메이션 제작을위한 운영 및 엘크 루드비히 (샤히떼 비디오 서비스) 동안 지원 Mareike 티엘크을 (실험적 신경과에 대한 Dep., 샤히떼 베를린) 감사드립니다.

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