死亡率低大鼠模型的实验性蛛网膜下腔出血后迟发性脑血管痉挛评估
January 17th, 2013
动脉瘤性蛛网膜下腔出血（SAH）出血，进入蛛网膜下腔动脉瘤破裂时发生的。虽然此事件的发病率和死亡率一直在下降，由于更好的治疗方法，血管痉挛的风险蛛网膜下腔出血后仍然是相同的，因为它是几年前的。建立一个全面的和可再生的动物模型来确定启动事件，脑血管痉挛的重要性一直是研究的重点，因为在第一次使用的一个实验性血管痉挛大鼠模型于1979年由巴里等。 3，6，14。在这里，我们描述SAH大鼠模型死亡率低，可复制的延迟血管痉挛的结果。
该手术的总体目标是产生迟发性脑血管痉挛。在人蛛网膜下腔出血的啮齿动物模型中，第一步是从腹尾动脉收集自体血液。接下来，暴露出寰椎枕膜。
去除脑脊髓液后，通过膜注入血液。伤口闭合，一段时间后，收集样本进行分析。最后，使用组织学和形态学方法量化血管横截面积的变化。
今天我们将讨论一种可以帮助回答神经血管领域关键科学问题的方法，例如脑血管痉挛与随后的神经元功能障碍之间有什么关系蛛网膜下腔出血后，演示该程序。今天将是我的首席技术员 Michelle Kyle，她在我的实验室工作，开始确认麻醉大鼠的适当麻醉深度。准备好后，准备枕下区域周围的手术区域。
接下来，将动物仰卧在手术台上。用 Betadine 对尾巴消毒。在尾巴的腹侧做一个一厘米长的笔直中线切口，并仔细识别尾动脉。
在尾动脉中仔细放置血管导管是必不可少的。使用无菌 26 号导管插管尾动脉良好的血液回流证实了血管导管的正确放置。插入注射衬滑帽以阻止血液流动，直到以后需要为止。
接下来，将大鼠转至俯卧位，并用 Betadine 擦拭剃光区域。首先在脖子后部做一个垂直的中线切口。接下来，直截了当地解剖枕下区域的组织，直到看到亚特兰大枕膜。
分离出这种闪亮的白色膜后，用 25 号针头刺穿大池。小心地将针头固定到位的同时，将 0.5 毫升脑脊髓液吸入注射器中。这样做是为了平衡注射血液时发生的颅内压变化。
去除脑脊髓液后，从尾部抽取 0.15 毫升动脉血，然后慢慢注入大池。注射后，将针头留在原位 30 秒。为确保在蛛网膜下腔凝血，请小心拔针，完全闭合切口。
使用缝合装置，将无菌纱布涂在尾动脉上，并将动物俯卧放在温暖的表面上，头部呈 20 度角 20 分钟。这允许血液在出血停止后凝结在基底动脉周围的水箱中，使用 vet bond 密封切口并重复注射。48 小时后，在第二次注射后 5 天，在颅骨、灌注和斩首后，用一只手牢牢握住头部，并使用骨头去除颅骨。
注意不要损伤下面的大脑。小心地从颅穹窿中提取大脑和脑干，并将它们都放入 4% 对位甲醛溶液中。将样品在 4 摄氏度下储存 48 小时。
48 小时后，将样品转移到 30% 蔗糖溶液中，放置 4 天。四天后，从小脑下动脉开始，到小脑上动脉结束，创建样本切片。四天后，使用低温恒温器切割 12 微米的样品切片，从小脑前下动脉开始，到小脑上动脉结束。
为每只动物切 20 个部分。此处显示了有和没有蛛网膜下腔出血的动物的脑干样本。注意基底动脉周围蛛网膜下腔积血的情况。
这代表足够的血液量来诱发血管痉挛。这张图片显示了两组的基底动脉切片。蛛网膜下腔出血大鼠管腔横截面积较小，内部弹性板有明显波纹。
相比之下，盐水对照组的基底动脉面积较大，没有波纹状的内部弹性层。该条形图表明，由于血管痉挛，与注射盐水的动物相比，注射血液的基底动脉腔的横截面积显着减小。看完这个视频，你应该对如何从腹侧尾动脉获取 ologist 血液，暴露寰枢枕膜，并将血液注入蛛网膜下腔以重现啮齿动物蛛网膜下腔出血模型有一个很好的了解。
感谢您观看此视频。
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概述
本文介绍了一种在小鼠蛛网膜下腔出血（SAH）模型中诱导延迟性脑血管痉挛的方法。该程序包括收集自身血液并将其注射到大池中，从而可以研究血管痉挛及其对神经元功能的影响。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 血管生物学
- 实验模型
背景
- 动脉瘤性蛛网膜下腔出血（SAH）导致显著的发病率和死亡率。
- 血管痉挛仍是SAH后的关键并发症。
- 建立可重复的动物模型对于理解血管痉挛机制至关重要。
- 先前的研究已经利用各种方法在啮齿动物中建立SAH模型。
研究目的
- 开发一个低死亡率的大鼠模型以研究延迟性脑血管痉挛。
- 调查血管痉挛与神经元功能障碍之间的关系。
- 为研究人员提供详细的程序指南。
使用的方法
- 从腹侧尾部动脉收集自身血液。
- 在移除脑脊液后将血液注射到大池中。
- 通过组织学分析脑样本以评估血管痉挛。
- 使用形态测量方法量化血管横截面积。
主要结果
- 成功在大鼠模型中诱导延迟性血管痉挛。
- 血液注射组和生理盐水注射组之间的基底动脉横截面积存在显著差异。
- 血管痉挛影响的动脉内弹性膜褶皱的证据。
- 证明了该模型在未来神经血管研究中的实用性。
结论
- 所开发的模型有效地再现了延迟性脑血管痉挛。
- 该模型可以帮助理解SAH后血管痉挛的病理生理学。
- 未来的研究可以利用该模型来探索治疗干预措施。
常见问题
Executive Industry Relevance
Establishing a low-mortality rat model for delayed cerebral vasospasm enables mechanistic de-risking of neurovascular targets in subarachnoid hemorrhage research. The model supports predictive confidence in target validation by providing a reproducible, disease-relevant system to study pathophysiological changes and therapeutic interventions. This addresses a key discovery-stage challenge in translating preclinical findings to clinical candidates for vasospasm mitigation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses and pathway clarification in cerebral vasospasm mechanisms.
- Operational Value: Provides a survivable model with low mortality, supporting consistent experimental throughput and reduced attrition.
- Scientific Value: Supports biological de-risking and functional target validation through quantifiable vasospasm readouts.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Delivers standardized histological sections and morphometric outputs for assay readiness and compound screening.
- Operational Value: Enables quantitative measurement of basilar artery luminal cross-sectional area, supporting assay standardization and reproducibility.
- Operational Value: Facilitates platform reuse through defined tissue preservation, sectioning, and imaging protocols using NIH Image-J software.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Aligns with disease relevance by modeling delayed cerebral vasospasm seven days post-hemorrhage, mirroring clinical timelines.
- Operational Value: Supports translational biomarker alignment via histological evidence of internal elastic lamina corrugation in vasospastic arteries.
- Scientific Value: Enables risk-adjusted advancement decisions by demonstrating significant vasospasm without mortality, allowing mechanistic studies to proceed.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from target validation through preclinical assessment, providing a disease-relevant system to evaluate neurovascular mechanisms and therapeutic candidates.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by inducing delayed vasospasm via double autologous blood injection into the cisterna magna.
- Screening: Delivers assay readiness through standardized histological processing and morphometric quantification of vessel cross-sectional changes.
- Analytics: Enables statistical comparison of basilar artery luminal area between experimental and control groups using Tukey/Kramer’s analysis.
- Translational Research: Connects discovery to preclinical continuity through delayed vasospasm onset and histological validation of vascular remodeling.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable neurovascular modeling platform for iterative target evaluation and mechanism-of-action studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through reproducible vasospasm induction and significant luminal area reduction (p=0.004).
- Operational Value: Standardization and reproducibility via defined surgical, perfusion, and histological protocols with low mortality.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions by enabling mechanistic de-risking of vasospasm pathways in a survivable model.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization based on quantifiable vasospasm outcomes and target engagement in neurovascular programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent microsurgery, including vascular cannulation and cisterna magna puncture.
- Dependent on histological processing infrastructure: perfusion, decapitation, tissue embedding, cryosectioning, and staining.
- Necessitates morphometric analysis capabilities using software such as NIH Image-J for luminal area quantification.
- Requires standardization across teams for consistent blood volume injection (0.15 mL autologous blood) and timing (48-hour interval between injections).
- Practical limitation: Model induces mild vasospasm; severity may need enhancement for high-throughput screening of potent vasoconstrictive agents.
