מתואר כאן מודל שבץ פוטוטרומבוטי, שבו שבץ מיוצר דרך הגולגולת שלם על ידי גרימת איסור מיקרווסקולרי קבוע באמצעות תאורת לייזר לאחר מתן צבע רגיש לאור.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מתואר כאן מודל שבץ פוטוטרומבוטי, שבו שבץ מיוצר דרך הגולגולת שלם על ידי גרימת איסור מיקרווסקולרי קבוע באמצעות תאורת לייזר לאחר מתן צבע רגיש לאור.
שבץ מוחי הוא גורם המוות המוביל ונכות בוגרת במדינות מפותחות. למרות חקירה מקיפה לאסטרטגיות טיפוליות חדשניות, נותרו אפשרויות טיפוליות מוגבלות לחולי שבץ. לכן, דרוש מחקר נוסף עבור מסלולים פתופיציולוגיים כגון דלקת לאחר שבץ, אנגיוגנזה, פלסטיות עצבית, והתחדשות. בהתחשב חוסר היכולת של מודלים במבחנה לשחזר את המורכבות של המוח, מודלים שבץ ניסיוני חיוניים לניתוח והערכה מאוחרת יותר של מטרות תרופות חדשניות עבור מנגנונים אלה. בנוסף, מודלים סטנדרטיים מפורטים לכל ההליכים נדרשים בדחיפות כדי להתגבר על מה שמכונה משבר השכפול. כמאמץ בתוך קונסורציום המחקר ImmunoStroke, מודל עכבר פוטותרמיבוטי סטנדרטי באמצעות הזרקה תוך-אישית של רוז בנגל והארת הגולגולת שלם עם לייזר 561 ננומטר מתואר. מודל זה מאפשר את הביצועים של שבץ בעכברים עם הקצאה לכל אזור קליפת המוח של המוח ללא ניתוח פולשני; ובכך, המאפשר את המחקר של שבץ באזורים שונים של המוח. בסרטון זה מודגמות השיטות הכירורגיות של אינדוקציה של שבץ במודל הפוטו-טרומבוטי יחד עם ניתוח היסתולוגי.
שבץ איסכמי נותר סיבת המוות העיקרית ורכש נכות בוגרת במדינות המפותחותבמאה ה -21 היוו כ -2.7 מיליון מקרי מוות בשנת 2017 ברחבי העולם1. אפילו עם המאמצים העצומים של הקהילה המדעית, טיפולים מעטים זמינים. יתר על כן, עם קריטריוני הדרה גבוהים כאלה, אפשרויות מוגבלות אלה כבר אינן נגישות לחולים רבים, וכתוצאה מכך צורך דחוף בטיפולים חדשניים כדי לשפר את ההתאוששות התפקודית לאחר שבץ.
בהתחשב ביכולת של מודלים במבחנה לשכפל את האינטראקציות המורכבות של המוח, מודלים של בעלי חיים חיוניים למחקר שבץ פרה-אקליני. עכברים הם המודל החייתי הנפוץ ביותר בתחום חקר השבץ. רוב מודלי העכבר האלה שואפים לגרום אוטמים על ידי חסימת זרימת הדם בתוך העורק המוחי האמצעי (MCA) שכן רוב נגעי שבץ אנושיים ממוקמים בשטח MCA2. למרות מודלים אלה טוב יותר recapitulate נגעים שבץ אנושי, הם כרוכים ניתוחים convulated עם שונות נפח אוטם גבוהה.
מאז ההצעה של רוזנבלום ואל-סבן של המודל הפוטו-טרומבוטי בשנת 19773, ומאוחר יותר היישום של מודל זה לחולדות ווטסון ואח'4, זה הפך להיות בשימוש נרחב במחקר שבץ איסכמי5,6. מודל השבץ הפוטו-טרומבוטי גורמת לאוטם קליפת המוח המקומי והמוגדר כתוצאה מפוטואקטיבציה של צבע רגיש לאור שהוזרק בעבר לזרימת הדם. זה גורם פקקת מקומית של כלי הדם באזורים החשופים לאור. בקצרה, עם חשיפה לאור מן הצבע הרגיש לאור מוזרק, פגיעה חמצונית מקומית של קרום התא אנדותל מושרה, מה שמוביל צבירה טסיות דם היווצרות פקקת, ואחריו הפרעה מקומית של זרימת הדם המוחי7.
היתרון העיקרי של טכניקה זו שקוע בפשטות הביצוע שלה ובאפשרות לכוון את הנגע לאזור הרצוי. שלא כמו מודלים אחרים של שבץ ניסיוני, יש צורך במומחיות כירורגית קלה כדי לבצע את מודל השבץ הפוטו-טרומבוטי מכיוון שהניכוע מושרה באמצעות הארת הגולגולת של שלמה. יתר על כן, הגבולות המופרדים היטב (איור 2A ואיור 5B) והגמישות לגרום לפגיעה באזור מוח מסוים יכולים להקל על חקר התגובות התאיות באזור קליפת המוח האיסכמי או השלם8. מסיבות אלה, גישה זו מתאימה לחקר מנגנונים תאיים ומולקולריים של פלסטיות קליפת המוח.
במהלך העשורים האחרונים, החשש הגובר לגבי חוסר רבייה בין קבוצות מחקר נטבע מה שנקרא משברשכפול 9. לאחר התיאום של מחקר ניסוי רב מרכזי מבוקר פרה קליני הראשון בשנת 201510, כלי מוצע לשיפור המחקר הקדם קליני11,12,13, אושר כי סיבה אחת לשכפול נכשל בין מחקרים פרה קליניים ממעבדות עצמאיות היה היעדר תקינה מספקת של מודלים שבץ ניסיוני ופרמטריתוצאה 14. בהתאם, כאשר הוקם קונסורציום ImmunoStroke (https://immunostroke.de/), שיתוף פעולה שמטרתו להבין אינטראקציות בין המוח לחיסון שבבסיס העקרונות המכניסטיים של התאוששות שבץ, התקינה של כל מודלי השבץ הניסיוניים בין כל קבוצת מחקר הייתה חיונית.
מתואר כאן ההליך הסטנדרטי עבור אינדוקציה של המודל photothrombotic כפי המשמש קונסורציום המחקר הנ"ל. בקצרה, בעל חיים עבר הרדמה, קיבל זריקת רוז בנגלית (10 μL/g) תוך-איטראטון, והגולגולת שלם, 3 מ"מ שנותרה ברגמה, הוארה מיד על ידי לייזר 561 ננומטר במשך 20 דקות(איור 1). בנוסף, דווח על שיטה היסתולוגית והתנהגותית קשורה לניתוח תוצאת השבץ במודל זה. כל השיטות מבוססות על נהלי הפעלה סטנדרטיים שפותחו ונעשה בהם שימוש במעבדה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הניסויים שדווחו בסרטון זה נערכו על פי ההנחיות הלאומיות לשימוש בבעלי חיים ניסיוניים, והפרוטוקולים אושרו על ידי הוועדות הממשלתיות הגרמניות (Regierung von Oberbayern, מינכן, גרמניה). העכברים ששימשו במחקר זה היו עכברי C57Bl/6J זכרים, בני 10-12 שבועות, ונשלחו על ידי צ'ארלס ריבר גרמניה. בעלי החיים שוכנו בטמפרטורות מבוקרות (22 °C (22 °C (2 °F) ± 2 °C (50 °F), עם תקופת מחזור 12 שעות בהיר כהה וגישה למזון גלולה ומים ad libitum.
1. הכנת החומר והמכשירים
2. הכנת החיה
3. מודל פוטותרומבוזיס
4. פעולת זיוף
5. כתמי לייזר
6. נוירוסקופ
הערה: עבור ניתוח הגירעון הנוירולוגי, קנה מידה נוירולוגי שונה שפורסם על ידי אקנשטיין ואח 'בשנת 1997 משמש15.
7. זלוף
8. נפח אוטם
9. כתמי טיונל(בערכת זיהוי אפופטוזיס במקום)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המודל המתואר כאן הוא מודל שבץ פוטותרמי על ידי הזרקת רוז בנגל ותאורה גולגולת שלם במשך 20 דקות, אורך גל קבוע 561 ננומטר וכוח פלט 25 mW בסיבים. למרות הניתוח הפוטו-טרומבוטי המלא נמשך 30 דקות, החיה נשמרת תחת הרדמה נמוכה והנזק המוחי מתון. כעשר דקות לאחר ההעברה לכלובים שלהם, כל בעלי החיים היו ערים, נעו בחופשיות בכלוב ותקשרו עם המלטה.
נפח אוטם בוצע באמצעות קרסיל סגול סגול מוכתם מקטעי מוח קורונל סדרתי 24 שעות לאחר אינדוקציה שבץ (איור 2A). נפח האוטם הממוצע היה 29.3 מ"מ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המוצג מתאר את מודל השבץ הניסיוני של פוטותרומבוזיס על ידי הארת הגולגולת שלם בלייזר 561 ננומטר, עם זריקה תוך-אישית קודמת של רוז בנגל. עד לאחרונה, השימוש במודל זה היה נמוך אך גדל בהתמדה.
התמותה במהלך אינדוקציה שבץ במודל זה נעדרת. התמותה הכוללת של פחות מ -5% מתעוררת במהלך הניתוח עקב סיבוכים מרדימים או הקרבה לאחר עמידה בקריטריוני ההדרה. כדי להצדיק את השונות הנמוכה של מודל זה ואת יכולת הרבייה שלו, מוצעים קריטריוני החרגה הבאים: 1) זמן פעולה ארוך מ - 30 דקות; 2) זיהום של התפר; 3) פצע נשיכה; ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין אינטרסים מתחרים לחשוף.
אנו מודים לכל שותפינו לשיתוף הפעולה של קונסורציום אימונוסטרוק (עבור 2879, מתאי מערכת החיסון ועד להתאוששות שבץ) על הצעות ודיונים. עבודה זו מומנה על ידי דויטשה Forschungsgemeinschaft (DFG, קרן המחקר הגרמנית) במסגרת אשכול מינכן לנוירולוגיה של מערכות (EXC 2145 SyNergy - ID 390857198) ותחת המענקים LI-2534/6-1, LI-2534/7-1 ו- LL-112/1-1.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 561 ננומטר wavelenght לייזר | Solna | Cobolt HS-03 | |
| חומצה אצטית | סיגמא | מדעי החיים 695092 | |
| מערכת הרדמה לאיזופלורן | Drager | ||
| ApopTag Peroxidase באתרו ערכת זיהוי אפופטוזיס | Millipore | S7100 | |
| Bepanthen pomade | Bayer | 1578681 | |
| C57Bl/6J עכברים | צ'ארלס ריבר | 000664 | |
| קולימטר | Thorlabs | F240APC-A | |
| קוטון | NOBA Verbondmitel Danz | 974116 | |
| Cresyl violet | Sigma Life Science | C5042-10G | |
| Cryostat | Thermo Scientific CryoStarNX70 | ||
| אתנול 70% | CLN Chemikalien Laborbedorf | 521005 | |
| אתנול 96% | CLN Chemikalien Laborbedorf | 522078 | |
| אתנול 99% | CLN Chemikalien Laborbedorf | ETO-5000-99-1 | |
| נייר סינון | Macherey-Nagel | 432018 | |
| מספריים עדינים | FST | 15000-00 | |
| מלקחיים | FST | 11616-15 | |
| שמיכת חימום | בקר טמפרטורה FHC DC | 40-90-8D | |
| Isoflurane | Abbot | B506 | |
| Isopentane | Fluka | 59070 | |
| קטמין | Inresa Arzneimittel GmbH | ||
| כתם לייזר | Perimed | PeriCam PSI HR | |
| Mayor מספריים | FST | 1410-15 | |
| פוספט חוצץ מי מלח PH: 7.4 | מ"מ באוניברסיטת מינכן | P32799 | |
| משקפי מגן | לייזר 2000 | NIR-ZS2-38 | |
| רוז בנגל | סיגמא אולדריץ' | 198250-5G | |
| Roti-Histokit הרכבה בינונית Roth | 6638.1 | ||
| תמיסת מלח | בראון | 131321 | |
| Stereomikroskop | Zeiss | Stemi DV4 | |
| מסגרת | סטריאוטקטיתStoelting | 51500U | |
| Superfrost Plus Slides | Thermo Scientific | J1800AMNZ | |
| Xylacine | Albrecht |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.