Methodenartikel

Die Quantifizierung der neurovaskulären Schutz Nach Repetitive hypoxische Präkonditionierung und Transient mittleren Hirnarterie Occlusion in Mice

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DOI:

10.3791/52675

4. Mai 2015

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt die wiederholte hypoxische Präkonditionierung oder kurze Exposition gegenüber systemischer Hypoxie, die das Infarktvolumen und die Störung der Blut-Hirn-Schranke nach einem vorübergehenden Verschluss der mittleren Hirnarterie bei Mäusen reduziert. Es wird auch die duale Quantifizierung des Infarktvolumens und der Störung der Blut-Hirn-Schranke nach einem Schlaganfall beschrieben, um die Wirksamkeit des neurovaskulären Schutzes zu bewerten.

Zusammenfassung

Experimentellen Tiermodellen von Schlaganfall sind wertvolle Werkzeuge für das Verständnis Schlaganfall Pathologie und Entwicklung wirksamerer Behandlungsstrategien. A 2 Wochen Protokoll für sich wiederholende hypoxischen Präkonditionierung (RHP) induziert langfristigen Schutz gegen das zentrale Nervensystem (ZNS) verletzt in einem Mausmodell der fokalen ischämischen Schlaganfall. RHP besteht aus 9 stochastischen Belichtungen auf Hypoxie, die sowohl in der Zeitdauer (2 bzw. 4 h) und die Intensität (8% und 11% O 2) zu variieren. RHP reduziert Infarktvolumen, Blut-Hirn-Schranke (BHS) Störung, und die nach einem Schlaganfall entzündliche Reaktion für Wochen nach dem letzten Auftreten von Hypoxie, was auf eine langfristige Induktion einer endogenen ZNS-Schutz Phänotyp. Die Methodik für die Dual-Quantifizierung der Infarktvolumen und BBB Störung wirksam ist bei der Beurteilung der neurovaskulären Schutz bei Mäusen mit RHP oder andere vermeintliche Neuroprotektoren. Erwachsene männliche Swiss Webster-Mäuse wurden durch RHP oder Dauer-äquivalenten Belichtungen auf 21% O vorkonditioniert (dh Raumluft). A 60 min transiente mittleren Hirnarterie (tMCAo) wurde 2 Wochen nach der letzten induzierten hypoxischen Exposition. Sowohl der Okklusion und Reperfusion wurden durch transkranielle Laser-Doppler-Flussmessung bestätigt. Zweiundzwanzig Stunden nach der Reperfusion, Evans Blue (EB) wurde intravenös durch eine Injektion in die Schwanzvene verabreicht. 2 Stunden später wurden die Tiere mit Isofluran Dosierung und Gehirnschnitte geopfert wurden mit 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC) angefärbt. Infarkte Volumina wurden dann quantifiziert. Als nächstes wurde EB aus dem Gewebe über 48 Stunden extrahiert, um BBB-Störung nach tMCAo bestimmen. Zusammenfassend ist RHP ein einfaches Protokoll, repliziert werden kann, mit minimalen Kosten, um langfristige endogenen neurovaskulären Schutz vor Schlaganfall Verletzungen bei Mäusen zu induzieren, mit der Translationspotential anderen ZNS-basierte und systemische proinflammatorische Krankheitszuständen.

Einleitung

Als die führende Ursache für Invalidität bei Erwachsenen und die vierte führende Ursache des Todes ist der Schlaganfall eine der am stärksten beeinträchtigenden Krankheitszuständen vor der erwachsenen Bevölkerung der Vereinigten Staaten. 1 Tiermodellen von Schlaganfall ermöglichen experimentelle Erforschung neuer Methoden zur Reduzierung ischämischer Verletzung und Verbesserung der post-Wiederherstellung nach Schlaganfall. Ein neuartiger Weg für solche translationale Forschung ist Präkonditionierung. Vorkonditionierung ist die vorsätzliche Verwendung eines nicht-schädigenden Stimulus, um Schäden durch eine nachfolgende, und schwerer, Verletzungen zu vermei....

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Protokoll

Hinweis: Dieses Protokoll wurde von der Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC) am UT Southwestern Medical Center, die von den National Institutes for Health (NIH) Politik für Versuchstiernutzung bleibt genehmigt.

1. Repetitive hypoxische Präkonditionierung

  1. Custom-Design vier Durchflussmesser für Gasreglern und heften sich an Standard 15 L Induktionskammern mit PVC-Rohre, Druckgas aus der Sauerstoff ermöglichen (O 2) Tanks, um über einen Einlasskanal in die Kammern fließen. Siehe Einrichtungen und Materialien für mehr Details über individuelles Design.
  2. Teilen Sie Mäusen in 2 Gruppen: Repet....

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Ergebnisse

An dieser Studie nahmen 25 männliche Swiss Webster-Mäuse, die 10 Wochen alt waren zu Beginn der Randomisierung in RHP (n = 10) oder 21% O 2 (n = 15) Gruppen. Zwei Wochen nach der letzten RHP Belichtung wurden chirurgische Verfahren durchgeführt, wobei Gruppen verblindet und zwischen den Tagen ausgeglichen. Nach tMCAo starb 1 Maus während der postoperativen Erholung und 1 Maus wurde von der Studie ausgeschlossen, weil sie nicht die Reperfusion CBF Kriterium erfüllen. Beide Mäuse waren ausgeschlossen von der 21.......

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Diskussion

Eine einmalige Exposition, um systemische Hypoxie (dh 2 Stunden von 11% O 2) bei Mäusen "transient" schützt das Gehirn vor tMCAo, 29 bedeutet, die epigenetische Antwort auf die hypoxische Präkonditionierung Herausforderung ist von kurzer Dauer, und die Grundlinie Phänotyp innerhalb restauriert Tagen. Repetitive Präsentationen des hypoxischen Präkonditionierung Reiz dramatisch verlängern die Dauer der neuroprotektiven Phänotyp. 6 Viele Studien haben gezeigt, dass die Hä.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Besonderer Dank geht an das Gidday-Labor für ihre Arbeit bei der Entwicklung des RHP-Protokolls, sowie an die Neuro-Models Facility (UTSW) für ihre Unterstützung bei den tMCAo-Operationen. Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse der American Heart Association (AMS), des Haggerty Center for Brain Injury and Repair (UTSW; AMS) und der Spastischen Paralyse Research Foundation des Distrikts Illinois-Eastern Iowa von Kiwanis International (JMG).

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Durchflussmesser, ReglerVetEquip, IncSonderauftragVier Durchflussmesser sind an einem 6,0 mm flexiblen PVC-Schlauch befestigt, der mit einer Kunststoffbuchse mit dem Einlassanschluss jeder Induktionskammer verbunden ist. Diese Durchflussmesser sind mit einer Metallstange von 6,5" x 1" x 1" verschraubt. Dieser Metallstab ist mit einem MI-246-P-Manometer mit DISS-Ausgang verschraubt. Dieses Manometer und Durchflussmessgerät kann mit einem Schraubenschlüssel an jede neue Gasflasche angebaut werden.
21% O2TankAirGasOX USP200
11% O2 TankAirGasSpezialauftrag
8% O2 Tank AirGasSonderbestellung
15 L InduktionskammernVetEquip941454
Moor Laber Dopper Flow Moor Instruments für moorVMS-LDF1-HPmit 0,8 mm Durchmesser 
Hochintensive Beleuchtung NikonNI-150
Zoom Stereomikroskop NIkonSMZ800Andere Operationsmikroskope können verwendet werden.
Kent Scientific Right Temperature CODAKent Scientific CorporationNicht mehr hergestelltEmpfohlener Ersatz ist PhysioSuite mit RightTemp Temperaturüberwachung und homöothermer Steuerung (Kent Scientific, #PS-RT).
Hovabator BrutkastenStromberg's 2362-EUnser Modell ist der 2362N. 2362E ist ein neueres Modell und verfügt über ein elektronisches Thermostat. 
V010 Anästhesiesystem VetEquip901807beinhaltet: einen zehn Fuß langen Hochdruck-Sauerstoffschlauch, einen Rahmen, einen Durchflussmesser, eine Sauerstoffspülung, einen Verdampfer, einen Beatmungskreislauf, eine Kammer, Nasenkonusen, Abgasevakuierungsschläuche und zwei VapoGuard-Filter
mit 250 ml Isofluran;Butler ScheinNDC-11695
D-6 Vet Trim Animal Akku-Trimmer Andis #23905Ersatzklingen sind bei Andis erhältlich (#23995)
Betadine Fisher Scientific19-898-867 
Q-tipsMehrere Verkäufer Katalognummer nicht verfügbar 
MullbindenFisher Scientific67622
OP-AbdecktuchFisher ScientificGM300 
Seiden-Nähte Look/Div Surgical SpecialtiesSP115
Nylon NähteLook/Div Surgical SpecialtiesSP185
Durmont #5 Pinzette (2) Feine wissenschaftliche Werkzeuge 11251-35Abgewinkelt 45°;
Chirurgische SchereFeine Wissenschaft Werkzeuge 14028-10
3 mm VannasKent Scientific CorporationINS600177gerader Klinge
 Fine Scientific Tools13002-10
Okkludierende FilamenteWashington UniversitySpezialauftragFilamente werden an der Washington University silikonbeschichtet und den UTSW-Einrichtungen gegen Gebühr zur Verfügung gestellt.
EvansBlue Sigma AldritchE2129-10G
Filterpapier Sigma AldritchWHA1001150150 mm, Kreise, Güteklasse 1 
Wiegen BooteFisher Scientific02-202-1012,5" Durchmesser
0,9% Natriumchlorid-Injektion USP Baxter Pharmaceutics 2B1321
0,3 cc Insulinspritze mit 29-Gauge-NadelBecton Dickinson Labware309301
Rückhaltesystem mit flachem Boden Braintree Wissenschaftlich FB  M2,0" Durchmesser
TTCSigmaT8877
10x PBS, pH 7,4Fisher ScientificBP399-20
WasserbadMehrere Verkäufer Katalognummer nicht verfügbar Szintillationsröhrchen mit TTC können alternativ zum Wasserbad manuell unter fließendes warmes Wasser gehalten werden.
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PerfusionspumpePumpSystems IncNE-300 
60 cc SpritzeFisher ScientificNC9203256
27 Gauge geflügeltes InfusionssetKawasumi Laboratories, IncD3K1-25G 1
20 ml SzintillationsfläschchenFisher Scientific50-367-126
Spatel aus EdelstahlFisher Scientific14-373-25A
Alto Acryl 1,0 mm Mausgehirn, koronalCellPoint Wissenschaftlich Katalognummer nicht verfügbar 
0,21 mm Klingen aus rostfreiem Stahl, 25 StückCellPoint Scientific Katalognummer nicht verfügbar Wiederverwendbare Kryostat-Schaufeln sind eine kostengünstige Alternative.
4% ParaformaldehydSanta Cruz Biotechnologie SC-281692
Superfrost Objektträger Fisher Scientific12-550-15
HP Scanjet G4050Mehrere Verkäufer Katalognummer nicht verfügbar Andere kommerzielle Scanner eignen sich für diesen Schritt im Protokoll.
BildJ Katalognummer des National Instituteof Health nicht verfügbar 
AnalysenwaageMettler Toledo XSE 205U
Präzisions-Kompaktofen   Thermo Scientific 
1,7 ml Mikrozentrifugenröhrchen (Eppendorfs)Denville Scientific C2170
FormamidFisher ScientificBP228-100
96-Well-PlattenFisher Scientific07-200-9
Epoch Mikroplatten-Spektralphotometer BioTek Katalognummer nicht verfügbar 
Sonde Hartman Hemostate mit PR305225M

Referenzen

  1. Go, A. S., et al. Heart disease and stroke statistics--2014 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 129 (3), e28-e292 (2014).
  2. Gidday, J. M. Cerebral preconditioning and ischaemic tolerance. Nat Rev Neurosci. 7

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Schlagwörter

Quantifizierung des InfarktvolumensSt rung der Blut Hirn SchrankeEvans Blue AssayTTC F rbungMaus SchlaganfallmodellHypoxie Expositionsprotokollduale Quantifizierungsmethode

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