מודלים של חולדה in vivo הם כלים הכרחיים לחקירת המנגנונים הפתולוגיים והמטרות הטיפוליות לשבץ איסכמי. עבודה זו תתאר ביצוע צביעה אימונופלואורסצנטית בפרוסות מוח עם אוטם לאחר חסימת עורק המוח האמצעי (MCAO) בחולדות.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
מודלים של חולדה in vivo הם כלים הכרחיים לחקירת המנגנונים הפתולוגיים והמטרות הטיפוליות לשבץ איסכמי. עבודה זו תתאר ביצוע צביעה אימונופלואורסצנטית בפרוסות מוח עם אוטם לאחר חסימת עורק המוח האמצעי (MCAO) בחולדות.
שבץ מוחי הוא גורם מוביל למוות ונכות ברחבי העולם. רוב מקרי השבץ הם איסכמיים ונובעים מחסימה של עורק המוח האמצעי (MCA). הגישות הפרמקולוגיות הנוכחיות לטיפול בשבץ איסכמי מוגבלות; לכן, יש צורך דחוף בטיפולים חדשניים המספקים הגנה עצבית יעילה מפני פגיעה איסכמית לאחר שבץ מוחי. ברקמת המוח לאחר שבץ איסכמי, אזור הפנומברה האיסכמית ניתן להצלה אך נמצא בסיכון להתקדמות לנזק בלתי הפיך. האזור הפנומברלי המקיף את הליבה האוטמת הוא יעד רעיוני להגנה עצבית. מכיוון שזרימת הדם נשמרת חלקית באזור הפנומברלי, תאים עצביים ולא עצביים באזור זה שורדים באופן זמני לאחר שבץ מוחי, ותאים אלה שעדיין ברי קיימא עשויים להינצל על ידי התערבויות רפואיות מתאימות. הבנת הפתופיזיולוגיה של הפנומברה חשובה בפיתוח טיפולים נוירו-פרוטקטיביים מכיוון שמסלולי המוות התאי המופעלים בפנומברה האיסכמית עשויים להצביע על מטרות טיפוליות, כגון RUNX1 וקטפסינים. מטרות חלבון אלה המתפקדות כמתווכים של מוות תאי מתוכנת יכולות להיות מנוצלות עוד יותר במחקר תרגומי. עם גודל בינוני ודמיון למוח האנושי, מודל החולדה in vivo של חסימת MCA (MCAO) מחקה את השבץ האיסכמי האנושי ומציע כלי ישים לחקירת הפתולוגיה הפנומברלית, בחינת איתות המוות התאי והערכת ההשפעות של מטרות פוטנציאליות בהקשר של MCAO. כאן, אנו מתארים כיצד לגרום ל-MCAO בחולדות וכיצד לבצע צביעה אימונופלואורסצנטית לזיהוי איתות מוות תאי במוח החולדה בעקבות MCAO.
שבץ מוחי הוא גורם מוביל למוות ונכות ברחבי העולם1. התמותה והתחלואה הגבוהות של שבץ מוחי גורמות לנטל עצום על בריאות הציבור ולהשלכות סוציו-אקונומיות חמורות. למרות ששיעור ההיארעות והתמותה של שבץ מוחי נותר יציב, מספר חולי השבץ ומקרי המוות הקשורים לשבץ מוחי גדל לאורך עשרות שנים 2,3. ניתן לסווג שבץ מוחי כאיסכמי או דימומי. רוב מקרי השבץ הם שבץ איסכמי הנגרם על ידי חסימה של עורק מוחי ראשי4. נכון להיום, מפעיל פלסמינוגן רקמות (tPA) היא התרופה היחידה שאושרה על ידי ה-FDA לשבץ איסכמי, אך יישומה מוגבל מאוד על ידי חלון הטיפול הצר, סיבוכים והתוויות נגד 5,6,7. לפיכך, דחוף לפתח אפשרויות טיפול חדשות עם חלון טיפולי רחב יותר כדי להפחית את השפעות השבץ.
מודלים ניסיוניים של חיות הם כלים שימושיים לחקר הפתופיזיולוגיה של שבץ איסכמי. ברוב החולים האנושיים, שבץ איסכמי נגרם על ידי חסימה של עורק המוח האמצעי (MCA)8. לכן, מודלים של מכרסמים של חסימת עורק המוח האמצעי (MCAO) פותחו כדי להידמות לאוטם מוחי אנושי. בעוד שישנן מספר גישות MCAO המשמשות במחקרים בבעלי חיים קטנים, השיטה הנפוצה ביותר היא מודל התפר התוך-לומינלי, הכולל החדרת חוט ניילון לעורק המוח האמצעי מעורקי הצוואר החיצוניים או הפנימיים, וכתוצאה מכך חסימה חולפת או קבועה של זרימת הדם 4,9. מודל זה מוביל לנפח גדול של אוטם מוחי ומאפשר בחינה של איתות מוות תאי ברקמת המוח האוטם בטכניקות אימונו-פלואורסצנטיות.
האזור המקיף את הליבה האוטמת, המכונה פנומברה, הוא היעד לטיפולי שבץ פוטנציאליים10,11. מכיוון שזרימת הדם בפנומברה נשמרת חלקית, ניתן להציל נוירונים פגועים ותאים לא עצביים באזור זה על ידי עיכוב הפעלת איתות מוות תאי. התמקדות במסלולי מוות תאי עשויה להיות אסטרטגיה מבטיחה להגנה עצבית לאחר שבץ12. לכן, הערכת איתות מוות תאי היא חיונית למחקר שבץ ניסיוני. לאחרונה, הוכח כי קטפסין-B, פרוטאז ליזוזומלי, ממלא תפקיד בתיווך מוות תאי מתוכנת לאחר שבץ מוחי, והוא זכה לתשומת לב משמעותית בתחום הנוירולוגי13. קטפסין-B מייצג מטרה פוטנציאלית להגנה עצבית הראויה למחקר נוסף.
מאמר זה מדגים כיצד לגרום ל-MCAO באמצעות גישת התפר התוך-לומינלי בחולדות. אנו מראים גם כיצד לבצע צביעה של 2,3,5-triphenyltetrazalium chloride (TTC) כדי לקבוע את גודל האוטם ולזהות תאים אפופטוטיים באמצעות צביעת Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick-end labeling (TUNEL).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה והניסויים המדווחים כאן אושרו על ידי ועדת האתיקה הרפואית של אוניברסיטת סצ'ואן. הטיפול והשימוש בבעלי חיים היו בהתאם לקריטריונים אתיים מקומיים ובינלאומיים.
הערה: במחקר זה נעשה שימוש בחולדות Sprague-Dawley זכרים בוגרים במשקל 250-280 גרם. החולדות שוכנו בתנאים סביבתיים סטנדרטיים (טמפרטורה של 20-22 מעלות צלזיוס, מחזור אור/חושך של 12 שעות), והוזנו בתזונה סטנדרטית של פורמולה לחולדות ומים בטוהר גבוה. ההליך הכירורגי בוצע בתנאים סטריליים.
1. דגם עכברוש של MCAO
2. מדידת גודל האוטם (איור 1)
3. ניתוח אימונופלואורסצנטי על קריוסקציה של המוח (איור 2)
4. זיהוי אפופטוזיס על ידי צביעת TUNEL (איור 3)
הערה: ערכת בדיקת TUNEL מסחרית משמשת לצביעה של TUNEL. ערכת TUNEL זו כוללת פתרון עבודה של DNase I Buffer, מאגר שיווי משקל deoxynucleotidyl transferase (TdT), פתרון עבודה לתיוג ופתרון עבודה DAPI.
5. ניתוח סטטיסטי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חולדות נתונות לאיסכמיה של 120 דקות במהלך MCAO ואחריה 22 שעות רפרפוזיה. שיעור התמותה היה מינימלי במהלך ניתוח MCAO ועמד על כ-25% בתקופת הרפרפוזיה. נזק מוחי משמעותי נצפה בקבוצת MCAO, בעוד שלא נצפה אוטם במוח של קבוצת Sham (24.87 ± 1.21% לעומת 0% מאזור האוטם לכל אזור המוח; MCAO [n = 3] לעומת Sham [n = 3], P < 0.001; איור 1A,B). בקבוצת MCAO, פעילות חיסונית של קטפסין-B הראתה עלייה ניכרת (איור 2) בליבה האיסכמית (עוצמת קטפסין-B המיוצגת כקפל ש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חסימה של עורק מוחי מובילה למחסור בחמצן ובתזונה, ואחריה הפעלה של מיני חמצן תגובתיים, עומס יתר של סידן תוך תאי, שחרור גלוטמט ואינדוקציה של תגובות דלקתיות15. סדרת אירועים זו גורמת למוות של תאים ולנזק בלתי הפיך לרקמות במוח האוטם. ניתן להציל את הפנומברה באמצעות התערבות רפואית בחלון טיפולי מתאים16. הטיפול היחיד המאושר לשבץ איסכמי הוא פקקת תוך ורידית עם tPA17; עם זאת, יישום הטיפול ב-tPA מוגבל לעד 5% מכלל המטופלים, בעיקר בשל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
Simiao Wu נתמך על ידי מחלקת המדע והטכנולוגיה של מחוז סצ'ואן (2024YFHZ0330) ובית החולים מערב סין של אוניברסיטת סצ'ואן. Weihong He נתמך על ידי המחלקה למדע וטכנולוגיה של מחוז סצ'ואן (2023YFS0297) ואוניברסיטת סצ'ואן. אנו מודים ל-Yi Zhang ו-Yue Li במתקן הליבה למחקר, בית החולים מערב סין באוניברסיטת סצ'ואן, על תמיכתם הטכנית בהדמיה וניתוח TUNEL.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Polaris | אקויה ביוסיינסס | (N/A | ) מערכת הדמיה מולטי-ספקטרלית של Vectra Polaris |
| אתנול נטול מים | צ'נגדו ג'ינשאן ריאגנט כימי ושות' | N/A | |
| בופרנורפין | בית החולים מערב סין | N/A | |
| קרפרופן | בית החולים מערב סין | N/A | |
| נוגדן קטפסין-B | Abcam | Ab214428 | |
| Cryostat | LEICA | LEICA CM 1950 | |
| מצלמה דיגיטלית | OLYMPUS | TG-7 | |
| עז נגד חולדה IgG (H+L) (מצומד FITC) | Elabscience | E-AB-1021 | |
| סרום עיזים | Solarbio | SL038 | |
| GraphPad Prism 10 תוכנה | N/A | https://www.graphpad-prism.cn/?c=i&a=prismdownload_cn | |
| ImageJ | N/A | https://imagej.net/ij/ | |
| עט אימונוהיסטוכימיה | Biosharp | http://www.biosharp.cn/index/product/details/language/en/product_id/2828.html | |
| תוכנת InForm | תוכנת מערכת Akoya Biosciences | גרסה 2.6.0 | למערכת הדמיה מולטי-ספקטרלית |
| פתרון חיטוי יודופור | Huatian Technology Industry Co. | ||
| Isoflurane | RWD Life Science Co. | https://www.rwdstco.com/inhalation-anesthesia-solutions/ | |
| מדיום הרכבה המכיל DAPI | Solarbio | S2110 | |
| מונופילמנט ניילון | RWD Life Science Co. | https://www.rwdstco.com/ | |
| תרכובת טמפרטורת חיתוך אופטימלית (OCT) | Epredia | N/A | |
| Paraformaldehyde Biosharp | N/A | ||
| תמיסת חיץ פוספט (PBS) | Solarbio | N/A | |
| Prism | GraphPad | גרסה 10 | |
| Proteinase K | Tiangen | RT403-02 | |
| Saline | Kelun Co. | N/A | |
| Sprague-Dawley חולדות | Huafukang Co. | N/A | |
| סוכרוז | BioFroxx | 1245GR500 | |
| מכשירים כירורגיים | RWD מדעי החיים ושות' | N/A | |
| TO&NBSP; | בייג'ינג Solarbio מדע & Tecnology Co., Ltd. | http://www.solarbio.net/ | |
| תמיסת טריפנילטטרזוליום כלוריד (TTC) | Solarbio | G3005 | |
| Triton X-100 | BioFroxx | 1139ML100 | |
| ערכת TUNEL | Elabscience | E-CK-A321 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה