2011年7月25日
大脑中动脉(MCA)结扎是一种用于在动物模型中研究局灶性脑缺血的技术。该方法通过开颅暴露大脑中动脉,并采用电凝法进行结扎。与其他现有方法相比,该技术可获得高度可重复的梗死体积,并提高术后存活率。
本实验的总体目标是研究动物模型中的局灶性脑缺血。首先在左眼与耳根之间的皮肤上做一个小切口,随后在颧弓与鳞状骨交界处进行颅骨开窗,暴露大脑中动脉,然后使用小型血管电凝器对大脑中动脉进行结扎。
最后,缝合皮肤以闭合伤口。最终可获得结果显示小鼠脑部左侧半球存在梗死灶。可通过TTC染色或磁共振成像(MRI)扫描小鼠脑组织,以实现对脑卒中的可视化观察。
卒中后脑组织也可用于测定蛋白质或 mRNA 的表达水平。大家好,我是 Garza Chola,罗切斯特大学 Gale Johnson 实验室的一名研究生。
该方法有助于回答脑卒中领域的一些关键问题,例如阐明导致缺血性脑组织细胞死亡的机制。手术前,需通过高压灭菌器对所有手术器械、纱布块和棉签进行灭菌。手术过程中将手术工具保存在70%乙醇中,并在使用前于无菌纱布上晾干。
手术前两小时,用70%乙醇喷洒工作区域。向小鼠注射0.05毫克/千克的丁丙诺啡。该药物将在手术后立即再次给药,之后在术后最初的24小时内每三至五小时给药一次。
使用麻醉蒸发器,以3%异氟烷(ISO)和20%氧气的混合气体对小鼠进行麻醉。通过流量计调节氧气流量。通过夹捏脚趾或尾部测试麻醉深度。
使用 2% 异氟烷维持麻醉水平。向小鼠眼睛涂抹人工泪液,并注意避免损伤眼睛。在手术过程中。
使用动物用剪毛器将小鼠置于右侧卧位。剃除左侧从左眼至左耳根部之间的毛发区域。使用棉签蘸取碘伏溶液和70%乙醇交替擦拭该区域,轻轻清洁。
需要重复操作。将小鼠置于连接直肠探针的加热垫上,使用矿物油插入直肠探针,以维持体温在 37 摄氏度。将小鼠置于显微镜下右侧卧位,并用胶带固定。
用直头精细剪刀在纱布海绵上剪出一个窗口,覆盖手术区域。在左眼与左耳根部之间做一垂直切口。若手术过程中组织过度干燥,可使用弯头止血钳保持手术区域开放。
使用棉签涂抹无菌 PBS。用弹簧剪在颞肌上做一横向切口,并用镊子缓慢牵拉,使颞肌与颅骨轻微分离。用弯头镊子夹住下颌骨,使用18号针头在颧弓与鳞状骨交界处进行小范围颞下颅骨开窗。
通过开颅手术,移除颅骨的小片骨质以暴露大脑中动脉(MCA)。在此过程中应避免损伤颧弓和眼眶内容物。使用小型血管电凝器结扎大脑中动脉的远端部分,将颞肌复位至其原始位置,并用5-0尼龙缝线缝合。
关闭切口部位时,停止麻醉并移除直肠探针。皮下注射第二次剂量的丁丙诺啡。将小鼠放回保持在37摄氏度的笼子中。
使用加热板。术后24小时内密切观察小鼠是否有任何不适表现,包括食欲或饮水量下降、蜷缩姿势、呼吸加快或毛发竖立。手术后立即为小鼠提供恢复凝胶。
手术后等待两到三小时。然后每三到五小时对小鼠皮下注射一次布托啡诺,持续至术后24小时。术后24小时,将小鼠深度麻醉,并用4%TTC灌注小鼠。
取出脑组织并置于4%多聚甲醛溶液中固定过夜。次日,将脑组织放入切片模具中,使用剃刀刀片将脑组织切成一毫米厚的切片。
将切片置于毫米刻度尺旁,使用连接解剖显微镜的数码相机,在 Image J 软件中拍摄切片图像。
单击文件菜单并打开所需的照片。在程序中单击直线选项卡。在标尺的两个边缘之间画一条直线。
单击分析菜单,选择设定比例尺。将已知距离设为1,长度单位设为毫米。单击自由手绘圆工具。
绘制圆形以勾勒对侧半球轮廓。点击分析菜单并选择测量。计算窗口将弹出,显示所绘制圆形的面积。
在同侧半球周围再画一个圆,排除白色描边区域。按之前所示方法测量该区域面积。新数值将被添加到计算窗口中。
第一个值与第二个值之间的差值代表梗死区域的面积。通过对每毫米厚度的切片重复上述步骤,计算每个切片中的卒中面积。通过将各切片中计算得到的卒中面积相加,计算卒中体积。
该图显示了野生型 C57BL/6 小鼠在永久性大脑中动脉结扎术后 24 小时的 TTC 染色脑组织。梗死区域呈白色,可在不同放大倍数和角度下观察到。图中展示的是从梗死前部到后部、厚度为 1 毫米的 TTC 染色脑组织切片。
术后24小时计算体积。梗死区域的体积约为23立方毫米。如果操作得当,该技术可在30分钟内完成。
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大脑中动脉(MCA)结扎技术用于在动物模型中研究局灶性脑缺血。该方法包括暴露并结扎大脑中动脉,从而产生可重复的梗死体积,并提高术后存活率。
永久性大脑中动脉结扎模型为研究局灶性脑缺血提供了一个可重复的系统,有助于在临床前卒中研究中对神经保护化合物进行机制性风险评估。该方法可在小鼠中产生稳定的梗死体积,从而支持针对缺血性卒中未满足医疗需求的治疗候选药物的靶点验证和检测方法开发。由于人类病理学中约80%的卒中发生在大脑中动脉供血区域,该模型与此高度相关,因而增强了早期发现阶段的转化信心和项目筛选决策能力。
该方法可整合到从靶点验证、先导化合物鉴定到临床前药效测试的整个发现流程中,为脑卒中治疗药物的机制性风险降低提供了一个平台。