Artículo de método

Cuantificación de Protección neurovascular Siguiendo repetitivo hipóxico Precondicionamiento y transitoria cerebral media oclusión de la arteria en ratones

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DOI:

10.3791/52675

4 de mayo de 2015

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe el precondicionamiento hipóxico repetitivo, o exposiciones breves a la hipoxia sistémica que reducen los volúmenes de infarto y la interrupción de la barrera hematoencefálica después de una oclusión transitoria de la arteria cerebral media en ratones. También detalla la cuantificación dual del volumen del infarto y la alteración de la barrera hematoencefálica después de un accidente cerebrovascular para evaluar la eficacia de la protección neurovascular.

Resumen

Modelos animales experimentales de ictus son herramientas muy valiosas para la comprensión de la patología de carrera y el desarrollo de estrategias de tratamiento más eficaces. Un protocolo de 2 semanas para precondicionamiento hipóxico repetitivo (RHP) induce una protección a largo plazo contra las lesiones del sistema nervioso central (SNC) en un modelo de ratón de accidente cerebrovascular isquémico focal. RHP consta de 9 exposiciones estocásticos a la hipoxia que varían tanto en duración (2 o 4 hr) y la intensidad (8% y 11% O 2). RHP reduce los volúmenes de infarto, barrera hematoencefálica (BBB) ​​perturbación, y la respuesta inflamatoria posterior al accidente cerebrovascular durante semanas después de la última exposición a la hipoxia, lo que sugiere una inducción a largo plazo de un fenotipo SNC-protectora endógena. La metodología para la cuantificación de doble el volumen del infarto y disrupción de la BHE es eficaz en la evaluación de la protección neurovascular en ratones con RHP u otros neuroprotectores putativos. Adultos ratones macho Swiss Webster fueron acondicionados previamente por RHP o exposiciones de duración equivalente al 21% de O (es decir, aire ambiente). Una oclusión media transitoria 60 min arteria cerebral (tMCAo) fue inducida 2 semanas después de la última exposición hipóxica. Tanto la oclusión y reperfusión fueron confirmados por transcraneal flujometría Doppler láser. Veintidós horas después de la reperfusión, azul de Evans (EB) se administró por vía intravenosa a través de una inyección en la vena de la cola. 2 horas más tarde, los animales fueron sacrificados por sobredosis y secciones cerebrales isoflurano se tiñeron con cloruro de 2,3,5- trifeniltetrazolio (TTC). Los volúmenes de infarto fueron luego cuantificados. A continuación, EB se extrajo a partir del tejido durante 48 hr para determinar disrupción de la BHE después de tMCAo. En resumen, RHP es un protocolo simple que puede ser replicado, con un costo mínimo, para inducir protección neurovascular endógeno a largo plazo de una lesión derrame cerebral en ratones, con el potencial de la traducción de otros estados de enfermedad pro-inflamatorias CNS-basados ​​y sistémicos.

Introducción

Como la principal causa de discapacidad en los adultos y la cuarta causa principal de muerte, accidente cerebrovascular es uno de los estados de enfermedad más debilitantes que enfrenta la población adulta de los Estados Unidos. 1 Los modelos animales de accidente cerebrovascular permiten para la investigación experimental de nuevos métodos de reducción de la lesión isquémica y mejorar la recuperación después de un accidente cerebrovascular. Una vía novedosa para este tipo de investigación traslacional se preacondicionamiento. Preacondicionamiento es el uso intencional de un estímulo no perjudicial para reducir el daño de una posterior, y más grave, lesion....

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Protocolo

NOTA: Este protocolo fue aprobado por el Cuidado y Uso de Animales Comité Institucional (IACUC) en UT Southwestern Medical Center, que se rige por los Institutos Nacionales de la política de la Salud (NIH) para el uso de animales de experimentación.

1. repetitivo hipóxico Precondicionamiento

  1. Diseño personalizado cuatro caudalímetros en reguladores de gas y conectar a las cámaras de inducción 15 L estándar con tubos de PVC para permitir que el gas comprimido del oxígeno (O 2) tanques fluyan a las cámaras a través de un orificio de entrada. Ver Equipos y Materiales para más detalles sobre el diseño personalizado.
  2. ....

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Resultados

Este estudio incluyó a 25 ratones macho Swiss Webster que eran las 10 semanas de edad en el inicio de la asignación al azar en RHP (n = 10) o 21% de O 2 (n = 15) grupos. Dos semanas después de la exposición final RHP, se realizaron procedimientos quirúrgicos, con grupos cegados y contrapeso entre los días. Siguiendo tMCAo, 1 ratón murió durante la recuperación postoperatoria y 1 ratón fue excluido del estudio, ya que no cumplía con el criterio CBF reperfusión. Ambos ratones fueron excluidos del grupo 21% de <.......

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Discusión

Una sola exposición a la hipoxia sistémica (es decir, 2 hr de 11% O 2) en ratones protege "transitoriamente" el cerebro de tMCAo, 29 es decir, la respuesta epigenética al desafío de preacondicionamiento hipóxica es de corta duración, y el fenotipo de la línea de base se restablece dentro de día. Presentaciones repetitivo del estímulo hipóxico preacondicionamiento se extienden dramáticamente la duración del fenotipo neuroprotector. 6 Muchos estudios han demostrado que l.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Un agradecimiento especial al laboratorio Gidday por su trabajo en el desarrollo del protocolo RHP, así como al Neuro-Models Facility (UTSW) por su asistencia en las cirugías de tMCAo. Este trabajo fue apoyado por subvenciones de la Asociación Americana del Corazón (AMS), el Centro Haggerty para Lesiones y Reparaciones Cerebrales (UTSW; AMS), y la Fundación para la Investigación de la Parálisis Espástica del Distrito Internacional de Illinois-Este de Iowa de Kiwanis International (JMG).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Caudalímetros, reguladoresVetEquip, IncPedido especialCuatro caudalímetros están conectados a un tubo de PVC flexible de 6,0 mm que se conecta al puerto de entrada de cada cámara de inducción con un conector hembra de plástico. Estos medidores de flujo están atornillados a una barra de metal de 6.5" x 1" x 1". Esta barra metálica está atornillada a un manómetro MI-246-P con una salida DISS. Este manómetro y equipo de caudalímetro se puede conectar a cada nuevo cilindro de gas con una llave.
21% O2 tanqueAirGasOX USP200
11% O2 tanqueAirGasPedido
8% O2 tanque AirGasPedido
Cámaras de inducción de 15 LVetEquip941454
Moor Laber Dopper Flow Instrumentos de Moro moorVMS-LDF1-HPSonda de 0,8 mm de diámetro 
Iluminador de alta intensidad NikonNI-150
 NIkonSMZ800Se pueden utilizar otros microscopios quirúrgicos.
Kent Scientific Right Temperature CODAKent Scientific CorporationDescontinuadoEl reemplazo recomendado es PhysioSuite con RightTemp Temperature Monitoring and Homeothermic Control (Kent Scientific, #PS-RT).
Incubadora HovabatorStromberg's2362-ENuestro modelo es el 2362N. 2362E es un modelo posterior e incluye un termostato electrónico.
V010 Sistema de anestesia VetEquip901807Incluye: manguera de oxígeno de alta presión de diez pies, marco, medidor de flujo, conjunto de descarga de oxígeno, vaporizador, circuito de respiración, cámara, conos nasales, tubo de evacuación de gases residuales y dos filtros VapoGuard
isoflurano de 250 ml;Butler ScheinNDC-11695
D-6 Vet Trim Recortadora inalámbrica para animales Andis #23905Las cuchillas de repuesto están disponibles en Andis (#23995)
Betadine Fisher Scientific19-898-867 
Q-tipsMúltiples vendedores Número de catálogo no disponible 
Almohadillas de gasaFisher Scientific67622
Paño quirúrgicoFisher ScientificGM300 
Suturas de seda Look/Div Especialidades QuirúrgicasSP115
Suturas de NylonLook/Div Especialidades QuirúrgicasSP185
Durmont #5 pinzas (2) Herramientas de Bellas Ciencias 11251-35Angulado 45&grados;
Tijeras quirúrgicas Herramientas deciencia fina 14028-10
3 mm VannasKent Scientific CorporationINS600177Hoja recta
Hartman Hemostats Fine Scientific Tools13002-10
Filamentos oclusivosWashingtonPedido de especialidadLos filamentos están recubiertos de silicona en la Universidad de Washington y se proporcionan a las instalaciones de UTSW por una tarifa.
Evans BlueSigma AldritchE2129-10G
Papel de filtro  Sigma AldritchWHA1001150150 mm, círculos, Grado 1 
Pesaje de barcosFisher Scientific02-202-1012.5" de diámetro
0.9% Inyección de cloruro de sodio USP Farmacia Baxter 2B1321
Jeringa de insulina de 0,3 cc con aguja de calibre 29Becton Dickinson Labware309301
Restrictivo de fondo plano Braintree Scientific FB  M2.0" diámetro
TTC SigmaT8877
10x PBS, pH 7.4Fisher ScientificBP399-20
Baño de aguaMúltiples vendedores Número de catálogo no disponible Los tubos de centelleo con TTC pueden sostenerse manualmente bajo agua caliente corriente como alternativa al baño de agua.
Tablero de espuma de poliestirenoMúltiples vendedores Número de catálogo no disponible 
Kit de jeringa grandePumpSystems IncP-SYRKIT-LG
Bomba de perfusiónPumpSystems IncNE-300 
Jeringa de 60 ccFisher ScientificNC9203256
27 calibreKawasumi Laboratories, IncD3K1-25G 1
vial de centelleo de 20 mlFisher Scientific50-367-126
Espátula de acero inoxidableFisher Scientific14-373-25A
Alto acrílico 1,0 mm cerebro de ratón, coronalCellPoint Científico Número de catálogo no disponible 
Cuchillas de acero inoxidable de 0,21 mm, 25 unidadesCellPoint Scientific Número de catálogo no disponible Las cuchillas de criostato reutilizables son una alternativa económica.
4% paraformaldehído SantaCruz Biotechnology SC-281692
Portaobjetos de microscopio Superfrost Fisher Scientific12-550-15
HP Scanjet G4050Múltiples vendedores Número de catálogo no disponible Otros escáneres comerciales son adecuados para este paso del protocolo.
ImagenJ Número de catálogo del Instituto Nacional de Saludno disponible 
Balanza analíticaMettler Toledo Horno compacto de precisión XSE 205U
   Thermo Scientific 
tubos de microcentrífuga de 1,7 ml (Eppendorfs)Denville Scientific C2170
FormamidaFisher ScientificBP228-100
placas de 96 pocillosFisher Scientific07-200-9
Epoch Microplate Spectrophotometer BioTek Número de catálogo no disponible 
especialespecialMicroscopio estereoscópico con zoom de Universidad de PR305225M

Referencias

  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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