تمت الموافقة على هذا البروتوكول من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام (IACUC) في جامعة فيرجينيا ويتبع إرشادات المعاهد الوطنية للصحة لرعاية واستخدام المختبر. يوضح الشكل 1 أ تسلسل العمليات الجراحية لهذا البروتوكول.
1. إعداد الجراحة
- ضع وسادة تدفئة مع ضبط درجة الحرارة عند 37 درجة مئوية على محول الصغيرة قبل 15 دقيقة على الأقل من الجراحة. قم بإعداد لفة مشبك الأنف للمحول الذي يسمح بتدوير رأس. تحضير مخدر الكيتامين (60 ملغ/كغ)/ زيلازين (10 ملغ/كغ).
- تعقيم الأدوات الجراحية بما في ذلك المقص والملقط وحوامل الإبر الدقيقة والمرقئ ومسحات القطن والخيوط باستخدام الأوتوكلاف (121 درجة مئوية عند 15 رطل لكل بوصة مربعة لمدة 60 دقيقة). تحضير الغراء الأنسجة ومرهم العين. قم بإعداد نظارة الحماية بالليزر 532 نانومتر للجراحين.
ملاحظة: يصف هذا البروتوكول إجراء جراحة البقاء على قيد الحياة الرئيسية ويجب إجراؤه باستخدام تقنيات التعقيم.
- قم بإعداد نظام الإضاءة بمصدر ليزر 532 نانومتر. تحضير مثقاب الأسنان.
- تحضير محلول روز البنغال في محلول ملحي (10 ملغ / مل). ضع ثرومبين بقري بقري (0.1 وحدة / ميكرولتر) على دلو ثلج.
- حقن كيتوبروفين (4.0 ملغم / كغم) تحت الجلد في الفأر كمسكن في 30 دقيقة قبل الجراحة أو استخدم نظام المسكن الموصى به من قبل المبادئ التوجيهية المؤسسية المحلية.
2. ربط الشريان السباتي المشترك المماثل
- تخدير ذكور الفئران C57BL/6NCrl البالغة من العمر 10-14 أسبوعا والتي تزن 22 إلى 30 جم عن طريق الحقن العضلي للكيتامين (60 ملغم/كغ) والزيلازين (10 ملغم/كغم).
ملاحظة: من المتوقع أن تستغرق العملية الجراحية بأكملها ، التي تشمل ربط الشريان السباتي المشترك المماثل من خلال مراقبة تدفق الدم الدماغي ، ~ 120 دقيقة. عادة ما يكون نظام التخدير فعالا طوال هذه المدة ، ولكن يجب إعادة تقييم عمق التخدير كل 15 دقيقة على الأقل. أثناء تعلم هذه الإجراءات ، قد يكون من الضروري إعادة جرعة التخدير.
- قم بإجراء قرصة إصبع القدم لضمان تخدير بالكامل. قم بإزالة الشعر على الرقبة اليسرى لربط CCA والرأس لترقق الجمجمة باستخدام كريم إزالة الشعر.
- ضع الماوس على محول الصغيرة في وضع ضعيف. تعقيم المنطقة الجراحية عن طريق مسح الجلد بثلاث ضربات متناوبة من البوفيدون اليود و 70 ٪ من الإيثانول.
- ثبت رأس الماوس باستخدام قضبان الأذن. تحت مجهر التشريح ، قم بعمل شق عنق الرحم الأيسر 0.5 سم باستخدام مقص دقيق وملقط مستقيم على بعد حوالي 0.2 سم من خط الوسط.
- استخدم زوجا من الملقط المسنن الناعم لتفكيك الأنسجة الرخوة واللفافة لكشف الشريان السباتي المشترك الأيسر (LCCA). افصل بعناية CCA الأيسر عن العصب المبهم باستخدام زوج من الملقط الأملس الناعم.
- ضع خيطا دائما مزدوج العقدة حول LCCA باستخدام خياطة حريرية 5-0 مقطعة إلى شرائح 20 مم ، ثم أغلق الجرح باستخدام مشابك جرح معقمة.
3. ترقق الجمجمة فوق فرع MCA والتنشيط الضوئي
- اقلب الماوس إلى وضعية الانبطاح على محول الصغيرة. قم بتدوير لفة مشبك الأنف لمدة 15 درجة. تعقيم المنطقة الجراحية عن طريق مسح الجلد بثلاث ضربات متناوبة من البيتادين و 70٪ من الإيثانول.
- قم بعمل شق 0.8 سم في فروة الرأس باستخدام مقص دقيق وملقط مستقيم على طول العين اليسرى والأذن لكشف العضلة الصدغية التي تقع بين العين والأذن (الشكل 1 ب).
- تحت المجهر التشريحي ، قم بعمل شق 0.5 سم على طول حافة العضلة الصدغية على العظم الجداري الأيسر بواسطة زوج من الملقط المسنن الدقيق. قم بعمل شق عمودي ثان 0.3 سم على العضلة الصدغية بواسطة مقص صغير. سحب العضلة الصدغية لكشف حافة العظم الجداري والعظم الحرشفية. تأكد من تصور معلم الخيط الإكليلي بين العظام الأمامية والجدارية (الشكل 1ب ، ج).
- رطب الجمجمة عن طريق تطبيق محلول ملحي معقم للكشف عن MCA الأيسر. ضع علامة على فرع MCA القريب على العظم الحرشفية بقلم تحديد. ارسم برفق دائرة بقطر حوالي 1 مم تحيط بالمنطقة المحددة باستخدام مثقاب الأسنان الهوائي (ضبط سرعة الأزيز عند 50٪ من وحدة التحكم في السرعة) ، ثم قم بتخفيف الجمجمة بعمق حوالي 0.2 مم دون لمس الجزء السفلي من الجافية. أوقف الحفر حتى تترك طبقة رقيقة جدا من العظام.
- امزج محلول الثرومبين (T ، 0.1 وحدة / ميكرولتر ، 80 وحدة / كجم) ومحلول البنغال الوردي (RB ، 10 مجم / مل ، 50 مجم / كجم) بناء على وزن جسم الماوس. على سبيل المثال ، بالنسبة للفأر الذي يبلغ وزنه 25 جم ، امزج 20 ميكرولتر من الثرومبين (0.1 وحدة / ميكرولتر) و 125 ميكرولتر من RB (10 مجم / مل).
- حقن ببطء محلول T + RB (145 ميكرولتر لكل 25 جم من وزن الجسم) في الجيب خلف الحجاج باستخدام حقنة الأنسولين (إبرة #31G).
ملاحظة: في التجارب التجريبية ، تم فحص معدل الوفيات لجرعات متزايدة من الثرومبين الممزوج بالجرعة القياسية من صبغة RB (50 مجم / كجم) للتنشيط الضوئي. وكان معدل الوفيات 0٪ لكل من 80 وحدة / كغ من الثرومبين (ن = 13) ، و 43٪ لكل من 120 وحدة / كغ من الثرومبين (ن = 7) ، و 100٪ لكل من 160 وحدة / كغ (ن = 5) و 200 وحدة / كغ من الثرومبين (ن = 5). لذلك تم اختيار جرعة 80 وحدة / كجم من الثرومبين لهذا النموذج. كما تم استخدام تصوير عقد البقع بالليزر لاستبعاد إمكانية تجلط الدم المتفشي بالقرب من التجويف المداري بعد حقن الجيوب الأنفية خلف الحجاج ل T + RB (الشكل التكميلي 1) ، وكذلك ترسب الفيبرين على نطاق واسع في نصف الكرة المقابل الذي لم يخضع لإضاءة الليزر (الشكل التكميلي 2).
- ضع مرهم العين على كلتا العينين لمنع الجفاف.
- ضع المصباح بضوء ليزر 532 نانومتر (بطاقة 0.5 ميجاوات) على الموقع المثقوب بمسافة 2 بوصة لمدة 20 دقيقة. تصور الإضاءة على الفرع القريب من MCA من خلال نظارة واقية من الليزر (الشكل 1ج ، د).
ملاحظة: يظهر MCA بإضاءة 532 نانومتر مضان أحمر تحت النظارة. سيختفي MCA البعيد بعد إضاءة لمدة 10 دقائق. استبعد إذا كان تدفق MCA البعيد لا يزال موجودا بعد إضاءة 20 دقيقة.
- أوقف إضاءة الليزر بعد 20 دقيقة. أغلق الجرح بمقاطع جرح معقمة.
4. التصوير داخل الجسم (اختياري)
ملاحظة: لتوصيف تكوين الخثرة في الجسم الحي ، استخدم التصوير داخل الفيروس بواسطة قرص دوار متحد البؤر مع نظام التنشيط الضوئي23.
- اصنع نافذة جمجمة قطرها ~ 3 مم على العظم الجداري للجمجمة.
- ضع غطاء زجاجي على نافذة الجمجمة وحدد موقع MCA البعيد (~ 50 ميكرومتر في القطر) تحت هدف غمر الماء 20x.
- قم بتسمية الصفائح الدموية المنتشرة عن طريق حقن الوريد الذيلي للجسم المضاد DyLight488 المضاد ل GPIbβ المترافق (0.1 مجم / كجم) في 5 دقائق قبل التصوير.
- حقن محلول خليط الثرومبين (80 وحدة / كجم) والبنغال الوردي (50 مجم / كجم) بواسطة الحجاج الخلفي في 5 دقائق قبل التصوير.
- قم بتنشيط MCA ضوئيا باستخدام نظام ليزر 561 نانومتر مع شعاع ليزر قطره 10 ميكرومتر وتسجيل الصورة حتى تكوين الجلطة.
5. إدارة tPA
- ضع المخدر على وسادة دافئة 37 درجة مئوية. في النقطة الزمنية المحددة بعد التنشيط الضوئي ، بلل شاشا بالماء الدافئ ~ 45 درجة مئوية ولفه على الذيل لمدة 1 دقيقة.
- حقن tPA البشري المؤتلف (10 ملغم / كغم) من خلال الوريد الذيلي مع بلعة 50٪ و 50٪ على مدى 30 دقيقة بواسطة مضخة التسريب.
ملاحظة: على الرغم من أن الجرعة السريرية من tPA البشري المؤتلف لعلاج السكتة الدماغية الحادة هي 0.9 ملغم / كغم ، فإن جرعة أعلى (10 ملغم / كغم) تستخدم عادة في القوارض للتعويض عن انخفاض تفاعل tPA عبر الأنواع. اتبعنا أيضا البروتوكول القياسي لإدارة tPA في نماذج السكتة الدماغية قبل السريرية ، باستخدام 50٪ كبلعة و 50٪ يتم حقنها من خلال الوريد الذيل على مدار 30 دقيقة.24
6. مراقبة تدفق الدم الدماغي (CBF)
ملاحظة: لتأكيد تعافي CBF بعد علاج tPA ، استخدم نظام تصوير تباين البقع بالليزر ثنائي الأبعاد15 وقم بالتسجيل فورا بعد تجلط الدم الضوئي (الخطوة 3.9) أو في 24 ساعة بعد علاج tPA.
- ضع المخدر في وضعية الانبطاح وقم بعمل شق في خط الوسط على فروة الرأس مع كشف الجمجمة.
- رطب الجمجمة بمحلول ملحي معقم وقم بتطبيق جل الموجات فوق الصوتية برفق على الجمجمة. تجنب أي شعر وفقاعة في الجل ، والتي سوف تتداخل مع إشارة CBF.
- راقب CBF في نصفي الكرة المخية تحت جهاز تصوير تباين بقع الليزر لمدة 10 دقائق.
- بعد تسجيل صورة CBF ، أغلق فروة الرأس بغراء الأنسجة وأعد إلى القفص.
- تحليل CBF في المناطق المحددة وحساب نسبة استرداد CBF مقارنة بالمنطقة المقابلة.
- ثم ضع مرة أخرى في قفص دافئ للتعافي. راقب الفئران لمدة 5-10 دقائق حتى تتعافى من التخدير. ضع الطعام المبلل في القفص وأعده إلى مرفق رعاية.
ملاحظة: قدم تسكين ما بعد العملية على النحو الموصى به في الإرشادات المؤسسية المحلية.
7. قياس حجم الاحتشاء بواسطة تلطيخ كلوريد ثلاثي فينيل رباعي الأضلاع (TTC)
- بعد أربع وعشرين ساعة من تجلط الدم الضوئي ، قم بتخدير بعمق وفقا للإرشادات المؤسسية المحلية لجراحة عدم البقاء على قيد الحياة.
ملاحظة: نقوم بإعطاء ثلاثي برومو إيثانول (أفرتين) 250 ملغم/كغم عن طريق الحقن داخل الصفاق (IP).
- أداء التروية عبر القلب مع برنامج تلفزيوني ، وجمع الدماغ الطازج وتضمينها في هلام أجار 3 ٪.
- قسم شريحة الدماغ بسمك 1 مم بواسطة الاهتزاز واحتضانها في محلول TTC 2٪ لمدة 10 دقائق.
- حدد حجم الاحتشاء الكلي من 6 شرائح دماغية كحجم مطلق بواسطة برنامج ImageJ.
ملاحظة: لم يتم استخدام وذمة الدماغ كقياس للنتائج لسببين. أولا ، تقيس صبغة TTC صلاحية الأنسجة (عن طريق نشاط تقليل الميتوكوندريا) وهي نتيجة أكثر حدة من الوذمة. ثانيا ، مع استمرار الاحتشاء ، تحدث كل من الوذمة الوعائية والسامة للخلايا ولا يمكن تمييزها بسهولة عن طريق طرق قياس وذمة الدماغ القياسية. ومع ذلك ، فقد استخدمنا وضع العلامات المضادة للغلوبين المناعي (IgG) لتقييم سلامة الحاجز الدموي الدماغي (BBB) ، ووجدنا تسربا مشابها ل IgG في 6 ساعات بعد التنشيط الضوئي في كل من نماذج السكتة الدماغية RB و T + RB (الشكل التكميلي 3).
8. قياس تشكيل الجلطة
ملاحظة: لقياس تكوين الخثرة ، اجمع الدماغ في 1 ساعة و 2 ساعة بعد تجلط الدم الضوئي لقياس الجلطة في MCA بواسطة الكيمياء المناعية (IHC) ولقياس الفيبرين في نصف الكرة المخية بواسطة اللطخة المناعية ، على التوالي.
- أداء IHC لتوصيف تكوين الجلطة. إصلاح الدماغ مع 4 ٪ بارافورمالدهيد بين عشية وضحاها ثم تجفيف الدماغ مع 30 ٪ السكروز لتضمين OCT.
- قسم الدماغ بتوجيه سهمي بسمك 20 ميكرومتر ، وقم بإجراء IHC بأجسام مضادة محددة ضد الفيبرينوجين والصفائح الدموية (البروتين السكري IIb) وخلايا الدم الحمراء (TER119) والأوعية الدموية (isolectin GS-IB4).
- إجراء قياس الفيبرين في نصف الكرة المخية عن طريق لطخة مناعية مع جسم مضاد ضد الفيبرينوجين.