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Methodenartikel

Laserinduzierte Hirnverletzung im Motor Cortex von Ratten

5.3K Aufrufe

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DOI:

10.3791/60928

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26. September 2020

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* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Erratum-Hinweis

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Zusammenfassung

Das hier vorgestellte Protokoll zeigt eine Technik, um ein Nagetiermodell für Hirnverletzungen zu erstellen. Die hier beschriebene Methode verwendet Laserbestrahlung und zielt auf den motorischen Kortex ab.

Zusammenfassung

Eine gängige Technik zur Induktion von Schlaganfällen in experimentellen Nagetiermodellen beinhaltet die vorübergehende (oft als MCAO-t bezeichnet) oder permanente (als MCAO-p bezeichnet) Okklusion der mittleren Hirnarterie (MCA) mit einem Katheter. Diese allgemein anerkannte Technik hat jedoch einige Einschränkungen, wodurch ihre umfangreiche Nutzung eingeschränkt wird. Die Schlaganfallinduktion durch diese Methode ist oft durch eine hohe Variabilität in der Lokalisation und Größe des ischämischen Bereichs, periodische Vorkommnisse von Blutungen und hohe Sterberaten gekennzeichnet. Auch der erfolgreiche Abschluss eines der transienten oder permanenten Verfahren erfordert Fachwissen und dauert oft etwa 30 Minuten. In diesem Protokoll wird eine Laserbestrahlungstechnik vorgestellt, die als alternative Methode zur Induktion und Untersuchung von Hirnverletzungen in Nagetiermodellen dienen kann.

Im Vergleich zu Ratten in den Kontroll- und MCAO-Gruppen zeigte die Hirnverletzung durch Laserinduktion eine verminderte Variabilität der Körpertemperatur, des Infarktvolumens, des Hirnödems, der intrakraniellen Blutung und der Mortalität. Darüber hinaus verursachte die Verwendung einer laserinduzierten Verletzung Schäden am Hirngewebe nur im motorischen Kortex, anders als in den MCAO-Experimenten, bei denen die Zerstörung sowohl des motorischen Kortex als auch des striatalen Gewebes beobachtet wird.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung deuten darauf hin, dass die Laserbestrahlung als alternative und effektive Technik zur Indutung von Hirnverletzungen im motorischen Kortex dienen könnte. Die Methode verkürzt auch die Zeit für den Abschluss des Verfahrens und erfordert keine expertengebundenen Handler.

Einleitung

Weltweit ist Schlaganfall die zweithäufigste Todesursache und die dritthäufigste Ursache für Behinderung1. Schlaganfall führt auch zu schweren Behinderungen, die oft zusätzliche Betreuung durch medizinisches Personal und Angehörige erfordern. Es besteht daher die Notwendigkeit, die Mit der Störung verbundenen Komplikationen zu verstehen und das Potenzial für positivere Ergebnisse zu verbessern.

Die Verwendung von Tiermodellen ist der erste Schritt zum Verständnis von Krankheiten. Um die besten Forschungsergebnisse zu gewährleisten, würde ein typisches Modell eine einfache Technik, Erschwinglichkeit, hohe Reproduzierb....

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Protokoll

Das folgende Verfahren wurde gemäß den Leitlinien für die Verwendung von Versuchstieren der Europäischen Gemeinschaft durchgeführt. Die Experimente wurden auch vom Animal Care Committee an der Ben-Gurion Universität des Negev genehmigt.

1. Tierauswahl und -zubereitung

  1. Wählen Sie 65 männliche Sprague-Dawley Ratten mit einem Gewicht von 300 bis 350 g ohne unüberteinige Pathologie für dieses Verfahren. Die geringere Größe stellt technische Schwierigkeiten für das MCAO-Verfahren dar.
  2. Weisen Sie 3 Ratten pro Käfig zu und lassen Sie sie sich für mindestens 3 Tage anpassen.

2. MCAO-Verfahren

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Ergebnisse

Weder in den Kontroll- noch in den Versuchsgruppen wurden Todesfälle oder SAH registriert (Tabelle 1). Die MCAO-Gruppe hatte eine Sterblichkeitsrate von 20 % und sah.

Die relativen Veränderungen der Körpertemperatur bei den Ratten beider Gruppen waren ebenfalls ähnlich, trotz eines Unterschieds in der Variabilität beider Gruppen (Tabelle 1).

Sowohl bei den Lasermodellen (16 x 1,1) als auch bei MCAO (20 x 1,5) gab es eine deutlich sc.......

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Diskussion

Es ist fair anzunehmen, dass die Lasertechnik minimal invasiv ist, da es in der Lasergruppe keine Todesfälle oder SAH gegeben hat. Die primäre Todesursache und SAH ist die Schädigung der Blutgefäße, die zu einer Erhöhung des intrakraniellen Drucks (ICP) führt, wie in den ursprünglichen MCAO-Techniken10gezeigt. Das Fehlen von Tod und SAH in der Lasergruppe ist wahrscheinlich auf die spezifischen Auswirkungen von Lasern zurückzuführen: Sie haben keine direkten Auswirkungen auf die Blutgefäße und kön.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

Wir danken der Abteilung für Anästhesiologie des Soroka University Medical Center und dem Laborpersonal der Ben-Gurion Universität des Negev für ihre Hilfe bei der Durchführung dieses Experiments.

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
2,3,5-TriphenyltetrazoliumchloridSIGMA - ALDRICH298-96-4
50% TrichloressigsäureSIGMA - ALDRICH76-03-9
Gehirn & GewebematrizenSIGMA - ALDRICH15013
Kanüle Venflon 22 GKD-FIX1.83604E+11
Zentrifuge Sigma 2-16PSIGMA - ALDRICHSigma 2-16P
Kompakt-AnalysenwaagenSIGMA - ALDRICHHR-AZ/HR-A
Digitale WaageSIGMA - ALDRICHRs 4.000
PräparierschereSIGMA - ALDRICHZ265969
Eppendorf PipetteSIGMA - ALDRICHZ683884
Eppendorf TubeSIGMA - ALDRICHEP0030119460
Ethanol 96 %ROMICALEntflammbare Flüssigkeit
Evans Blue 2%SIGMA - ALDRICH314-13-6
FluoreszenzdetektorTecan, Mä nnedorf SchweizModell Infinite 200 PRO Multimode Reader
Heizung mit ThermometerHeatingpad-1Modell: HEATINGPAD-1/2
Infusion CuffABNIC-500
Isofluran, USP 100%Piramamal Critical Care, IncNDC 66794-017
MultisetTEVA MEDICAL998702
Olympus BX 40 MikroskopOlympus
Optischer ScannerCanonCano Scan 4200F
PetrischalenSIGMA - ALDRICHP5606
Skalpellklingen 11SIGMA - ALDRICHS2771
Sharplan 3000 Nd:YAG (Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat) LasermaschineLaser Industries Ltd
Stereotaktischer KopfhalterKOPF900LS
Sterile Spritze 2 mlBraun4606027V
Spritzennadel 27 GBraun305620

Referenzen

  1. World Health Organization. Global health estimates: deaths by cause, age, sex and country, 2000-2012. World Health Organization. 9, Geneva. (2014).
  2. Meadows, K. L. Experimental models of focal and multifocal cerebral ischemia: a review....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Erratum


Formal Correction: Erratum: Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats
Posted by JoVE Editors on 2/07/2022. Citeable Link.

An erratum was issued for: Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats. The Authors section was updated.

One of the author names was updated from:

Dmitri Frank

to

Dmitry Frank

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