本文介绍了一种通过颈内动脉阻塞大脑中动脉以在大鼠中诱导卒中后抑郁的实验方案。我们采用Porsolt强迫游泳实验和蔗糖偏好实验来确认并评估所诱导的抑郁情绪状态。
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摘要
摘要
卒中后抑郁（PSD）是缺血性卒中所导致的所有精神并发症中最为常见的一种。约60%的缺血性卒中患者会经历PSD，该疾病被认为是与缺血性卒中相关、导致死亡率升高及健康状况恶化的前兆因素。PSD的病理生理机制目前尚不明确。为了进一步研究PSD的发生与发展机制，并探索可能的治疗方法，我们尝试建立一种新的实验方案，即通过颈内动脉（ICA）阻塞大鼠的中动脉（MCA）。本方案描述了一种通过中动脉闭塞（MCAO）在大鼠中诱导PSD的动物模型。实验中还采用了Porsolt强迫游泳实验和蔗糖偏好实验，以确认并评估受试大鼠的抑郁样情绪状态。与原始方法中通过颈外动脉（ECA）插入导管不同，该MCAO技术使单丝线直接经由ICA进入。该MCAO技术数年前被开发，具有降低死亡率和减少实验变异性的优势。目前普遍认为，生物模型的选择应依据既定的标准进行。本方案获得的数据表明，该MCAO模型可用于在大鼠中诱导PSD，有望促进对PSD病理生理机制的理解，并为未来新药及其他神经保护剂的研发提供途径。
引言
脑卒中是美国致死性疾病中的第四大原因1,2,3，同时在发达国家中，它是导致成人残疾的首要原因4，这使得脑卒中成为全球最重大健康问题之一。脑卒中幸存患者恢复正常的极为罕见，约有15%–40%的幸存者会遭受永久性残疾，20%的患者在脑卒中发病后3个月需要机构照护5，约三分之一的6个月幸存者需要他人协助才能维持日常生活6。据报道，脑卒中还导致了国家卫生支出的不断上升7。根据美国心脏协会的估算，2010年美国与脑卒中相关的费用已超过500亿美元8。
卒中不仅会导致个体的长期损害，一些幸存者还常出现情感和行为障碍，如痴呆、疲劳、焦虑、抑郁、谵妄和攻击行为9,10,11,12,
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方案
以色列内盖夫本-古里安大学动物护理委员会批准了本方案中使用的所有处理和测试程序。
1. 实验操作用大鼠的准备
注意：选择体重为 300–350 g 的成年雄性 Sprague-Dawley 大鼠。
- 将大鼠每笼四只饲养于温度22 °C、湿度40%的动物房中，采用12小时颠倒光照周期（上午8:00关灯），并可自由获取食物和饮水。
- 将大鼠随机分为两组，即MCAO组（N = 24）和假手术组（Sham组，N = 19）。
2. 大鼠手术前准备
- 为准备大鼠进行改良的MCAO手术，将每只大鼠置于诱导室中，使用异氟烷混合气体（诱导浓度4%，手术期间2%，维持浓度1.3%）与24%氧气（流速2 L/min）麻醉30分钟，并使其自主呼吸29,30。
注意： 使用钝头镊子夹捏大鼠脚趾间皮肤和/或脚垫，刺激其足底回缩反射。 当该反射消失时，表明麻醉深度已足够。 - 使用加热板将大鼠的核心体温维持在37 °C。
- 在开始手术....
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结果
组织学结果（表1）显示，与假手术对照组动物相比，MCAO术后脑梗死体积占总脑体积的百分比具有统计学显著性（p < 0.0001）。此外，实验组与假手术对照组相比，脑水肿也具有统计学显著性（p < 0.0003）。
如表2所示，经Mann-Whitney检验，实验组（MCAO）的NSS评分显著低于假手术对照组，神经功能表现更差：50分钟时p < 0.001，24小时时p < 0.05，7天时p < 0.05。
蔗糖偏好评估结果显示，与假手术组大鼠相比，MCAO大鼠摄入的蔗糖量显著减少（p < 0.0001，
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讨论
本研究中所展示的MCAO技术相较于原始MCAO模型更安全的一个方面在于：通过颈内动脉（ICA）阻塞大脑中动脉（MCA）时，颈外动脉（ECA）及其分支（包括枕动脉、终末舌动脉和上颌动脉）的血流未受损害。原始MCAO模型需在远端分离并凝固ECA及其分支46，这会破坏咀嚼肌的血液供应，导致咀嚼功能受损47。肌肉组织的损伤最终可能引发额外的计算流体动力学变化。与原始MCAO技术通过ECA入路到达MCA不同，本文所述技术针对脑卒中模型进行了改良，可避免ECA及其属支发生血流中断。
与原始MCAO模型相比，选择新型MCAO模型的最重要依据在于其能够显著降低脑水肿、梗死体积和体重变化的变异性，并减少与MCAO相关的死亡率。MCAO手术中的死亡率是一个重要因素48；20%的死亡率被认为是可接受的49,50。本研究中的死亡率（原始MCAO为2.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
我们感谢乌克兰第聂伯罗大学生物、生态与医学系生理学教研室的 Olena Severynovska 教授在讨论中给予的支持和有益的贡献。所获得的数据是 R.K. 博士论文的一部分。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 吸收垫 | - | - | - |
| 黑色无光泽有机玻璃箱 | - | - | （120 cm × 60 cm × 60 cm），分为25%的中央区域和周围的边缘区域 |
| 瓶子 | Techniplast | ACBT0262SU | 150 mL 瓶子，装有 100 mL 水和 100 mL 1%（w/v）蔗糖溶液 |
| 电刺激装置 | Heat System Ultasonic Inc. | - | - |
| Horizon-XL | Mennen Medical Ltd | ||
| 成像系统 | Kodak | - | 用于成像和定量分析 |
| 单丝纤维 | - | - | - |
| 纸巾 | 药房 | - | 干燥纸巾，用于将大鼠从水中取出后擦干体表 |
| 有机玻璃圆筒 | - | - | 高100 cm、直径40 cm的圆筒，用于进行强迫游泳实验 |
| Purina Chow | Purina | 5001 | 啮齿类动物实验室饲料，适用于大鼠、小鼠和仓鼠，是一种生命周期营养配方，已在生物医学研究中使用超过50年。本实验中大鼠可自由摄取 |
| 大鼠笼具 | Techniplast | 2000P | 常规啮齿类动物饲养笼具，本实验全程用于大鼠的饲养 |
| 扫描仪 | Canon CanoScan | 4200F | - |
| 摄像机 | ETHO-VISION (Noldus) | - | 数字摄像机，用于在开放场实验中高清记录大鼠行为 |
参考文献
- Miniño, A. M., Murphy, S. L., Xu, J., Kochanek, K. D. Deaths: final data for 2008. National Vital Statistics Reports. 59 (10), 1-126 (2011).
- Roger, V. L., et al. Executive summary: Heart disease and stroke statistics-2012 update: a report from....
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重印与许可
勘误
Formal Correction: Erratum: A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats
Posted by JoVE Editors on 2/07/2022. Citeable Link.
An erratum was issued for: A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats. The Authors section was updated.
One of the author names was updated from:
Dmitri Frank
to
Dmitry Frank
