פרוטוקול זה מדגים טכניקת חסימה מיטבית של 60 דקות של עורק מוחי אמצעי (MCAO) בעכברים. הפרוטוקול מאומת באמצעות גישות רב-מודליות, עם שיעור הצלחה של 87.5% עם תמותה מינימלית, ומניב תוצאות ניתנות לשחזור של אוטם והתנהגות למחקר שבץ.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מדגים טכניקת חסימה מיטבית של 60 דקות של עורק מוחי אמצעי (MCAO) בעכברים. הפרוטוקול מאומת באמצעות גישות רב-מודליות, עם שיעור הצלחה של 87.5% עם תמותה מינימלית, ומניב תוצאות ניתנות לשחזור של אוטם והתנהגות למחקר שבץ.
מודל חסימת העורק המוחי האמצעי (MCAO) של עכברוש נותר הסטנדרט הייחוס להבהרת פתופיזיולוגיה של שבץ איסכמי ולאימות טיפולים נוירופרוטקטיביים. עם זאת, סטיות כירורגיות עדינות יכולות לשנות באופן עמוק את נפח האוטם ואת תוצאות ההתנהגות. באמצעות מסגרת של "המחשה-אז-מערכת", בחנו מחדש כל שלב בהקמת המודל ובאימות שלו. בוצע תיעוד צילום מפורט של נקודות ציון כירורגיות מרכזיות ושלבים קריטיים כדי לתקן את הכיוון האנטומי ומיקום הסיבים. צביעת 2,3,5-טריפנילטטרזוליום כלוריד (TTC) שימשה למיפוי מדויק של נפח וטופולוגיה של אוטמים ב-24 שעות ו-72 שעות לאחר הרפוזיה. ליקויים נוירולוגיים דורגו באמצעות סולמות זיאה-לונגה, בדרסון, וסולמות גרסיה מותאמים. עשרים וארבעה זכרים של חולדות ספרג-דולי עברו MCAO חולף של 60 דקות; נפח האוטמת וציוני העצב הוערכו ב-24 שעות ו-72 שעות. כ-87.50% מהחיות השיגו חסימת זרימת דם מוחית מוצלחת (זיאה-לונגה ≥ 1 ואינקרט חד-משמעי שהוגדר על ידי TTC), עם תמותה כוללת של 12.50%, מה שמעיד על הדיוק הגבוה של המודל. פרוטוקול סטנדרטי זה מספק בסיס טכני משוכלל וניתן לשחזור למחקר פרה-קליני של שבץ, ומקל על עקביות בין-מעבדתית במחקרים החוקרים פתופיזיולוגיה של שבץ והתערבויות טיפוליות.
שבץ הוא הגורם השני בשכיחותו למוות והשלישי בגודלו לנכות בעולם 1,2. שבץ משפיע באופן לא פרופורציונלי על מדינות בעלות הכנסה נמוכה ובינונית, כאשר הוא מתרחש, בממוצע, 15 שנים מוקדם יותר מאשר במדינות בעלות הכנסה גבוהה1. שני הסוגים העיקריים הם שבץ איסכמי (85%) ודימום תוך-מוחי (15%)3. שבץ איסכמי, האחראי לרוב המכריע של השבץ, נגרם מחסימת זרימת דם מוחית, המובילה למוות תאים ואוטם מוחי4. המפל האיסכמי כולל אירועים ביוכימיים מרובים, כולל תהליכים פרו-חמצניים משמעותיים 5,6.
למרות מאמצים פרה-קליניים וקליניים נרחבים, רק מספר קטן של טיפולים — ובעיקר תרומבליזה תוך-ורידית עם מפעיל פלזמינוגן רקמתי וכריתת תרומבקטומיה מכנית — הוכיחו את יעילותם, וטיפולים אלו מוגבלים על ידי חלונות טיפולים צרים וקריטריונים מחמירים לבחירת מטופלים. כתוצאה מכך, יש צורך דחוף להבהיר את המנגנונים התאיים והמולקולריים העומדים בבסיס פגיעה איסכמית, תיקון נוירו-וסקולרי והחלמה לאחר שבץ. מודל בעלי חיים שניתן לשכפול ורלוונטי קלינית הוא חיוני להשגת מטרה זו.
מודל חסימת העורק המוחי האמצעי (MCAO) משמש באופן נרחב לחקר שבץ איסכמי במכרסמים 7,8. שיטת החסימה התוך-לומינלית של חוט היא אחת הטכניקות הקלאסיות והנפוצות ביותר של MCAO9. טכניקה זו יכולה למודל סתירות קבועות וחולפות ללא צורך בכריתת גולגולת. טכניקה טרנספמורלית חדשה יותר המשתמשת בחוטים אנדווסקולריים הראתה פוטנציאל ליצירת MCAO חולף בעכברים, ומציעה תוצאות עקביות יותר10. מודל זה כולל חסימת העורק המוחי האמצעי, בדרך כלל באמצעות טכניקת חוט תוך-לומינלי11. MCAO גורם להיפופרפוזיה מוקדית במוח, המובילה לאיסכמיה ולפגיעה ברפרפוזיה12.
בעוד ש-MCAO בעל ערך לחקר פתופיזיולוגיה של שבץ וטיפולים אפשריים, הוא יכול לייצר נפחי נגעים משתנים. לכן, שיפורים במודל MCAO — כגון שיפור טכניקות רפורפוזיה, קביעת פרוטוקולי הפעלה סטנדרטיים ופיתוח קריטריונים מאוחדים להערכה — יכולים להפחית שונות במיקום ובנפח האוטמים, ובכך לשפר את השימושיות שלו במחקר שבץ איסכמי.
פרוטוקול זה דורש עקומת למידה של כ-10–15 ניתוחים כדילהשיג תוצאות עקביות. שיעורי ההצלחה עשויים להשתנות בהתאם לניסיון המפעיל ולזן העכברים14. המודל מתאים לחקר שבץ איסכמי חריף אך עשוי שלא לשחזר באופן מלא מחלות נלוות אנושיות כמו יתר לחץ דם או סוכרת. בהתאם לכך, ניסינו לפתח ולאמת בקפדנות פרוטוקול MCAO אופטימלי שמטרתו להפחית שונות ניסיונית באמצעות הליכים סטנדרטיים ואמצעי בקרת איכות מחמירים. ארבעה חידושים משלימים שולבו להשגת התקדמות כפולה בסטנדרטיזציה ובאמינות הנתונים: (1) הערכת אורך דו-נקודה בזמן — ציונים נוירולוגיים מסולמות Zea-Longa, Bederson ו-Modified Garcia הושגו במקביל לנפחי אוטם שמקורם ב-2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride (TTC) ב-24 שעות ו-72 שעות לאחר הפרפוזיה, ומגדירים את הקשר הזמני בין פתרון בצקת להחלמה פונקציונלית; (2) אימות צולב בקנה מידה משולש—ניקוד עיוור, חוקר כפול עם כיול משולש בקנה מידה משולב העלה משמעותית את הרגישות והדיוק של הערכת ההתנהגות; (3) חתך מהיר היפותרמי לאורך כל הקורס—נוהל תקני (SOP) של "חילוץ אמבט קרח בשנות ה-90 ואחריו חיתוך קורונלי חד-שלבי בקוטר 2 מ"מ בתבניות מקוררות מראש" הוקם כדי למזער אוטוליזה וטעויות אנוש, ולהבטיח מדידות נפחיות בדיוק גבוה; (4) מסגרת משולבת לבקרת איכות — SOP מקיף הכולל צום טרום-ניתוח, בקרת עומק הרדמה, ויסות חום לפני ניתוח ומניעת זיהום צולב, נבנתה כדי לספק הליך תקני MCAO שניתן לשחזור ולהעביר בקלות, ולהניח יסוד איתן לעקביות בין-מעבדתית ולהשוואה בין מחקרים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הניסוי אושר ופיקח על ידי ועדת הניסויים המוסדיים בבעלי חיים ורווחת בעלי החיים הניסיוניים של אוניברסיטת קפיטל לרפואה. כל הפרוטוקולים עומדים במדריך NIH לטיפול ושימוש בבעלי חיים במעבדה (NIH Publ. 80-23, 1996 release), ונדרשים ציוד סטרילי וטכניקות אספטיות.
1. בחירת בעלי חיים
2. גודל המדגם
3. קריטריונים להכללה והחרגה
4. הכנות טרום-ניתוחיות
5. סתירת ה-MCA
6. רפרפוזיה
7. ניתוח מזויף
8. ציונים נוירולוגיים לאחר ניתוח
9. מדידת נפח אוטם המוח
10. ניתוח סטטיסטי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בעלי החיים הוקצו באקראי לקבוצות הישרדות של 24 שעות (n = 10) או 72 שעות (n = 10) לאחר ריפרפוזיה עבור צביעת TTC סופית. עוד 4 חולדות עברו MCAO אך מתו לפני נקודת הסיום המתוכננת (שיעור תמותה 12.5%). קבוצת SHAM כללה n = 6. לכן, מספר בעלי החיים הכולל היה 30 (24 MCAO + 6 SHAM).
חולדות עברו MCAO של 60 דקות כדי לגרום לאיסכמיה מוחית (איור 1). הרפרפוזיה החלה על ידי הסרת הסיב התוך-לומינלי ושחרור הליגטורה הפרוקסימלית ב-ECA. מתוך 24 חולדות MCAO,...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חשוב להבהיר שהמטרה העיקרית של מחקר זה הייתה תקינה מתודולוגית ולא גילוי ביולוגי. פיתוח פרוטוקול MCAO סטנדרטי חיוני להפחתת שונות בין-מעבדתית ולשיפור השחזוריות במחקר שבץ איסכמי. פרוטוקול זה משפר את השקיפות הפרוצדורלית באמצעות אמצעי בקרת איכות מחמירים ומתמודד עם ליקויים טכניים נפוצים במידול MCAO, כולל הכנסת פילמנט סטנדרטית, ויסות טמפרטורה ועיבוד היסטולוגי.
בעוד שהירידה הנצפית בנפח האונם מ-24 שעות ל-72 שעות וההתאוששות הנוירולוגית החלקית מייצגות תופעות פתופיזיולוגיו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן המדע הטבעי של בייג'ינג (מס' 7232269) ופרויקט קרן הפיתוח למדע וטכנולוגיה לרפואה הסינית המסורתית של בייג'ינג (מס' JJ-2023-93).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 2% TTC staining solution | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd. | T8170 | 25 g/bottle, ≥98 % purity |
| 4% PFA | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd. | P1110 | 500 mL ready-to-use |
| Absorbable suture | Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd. | VCP345H | 5-0 Vicryl |
| Adson forceps | Shanghai Jinzhong Surgical Instrument Co., Ltd. | JD-11010 | 1×2 teeth, 12 cm |
| Dumont curved forceps | Shanghai Jinzhong Surgical Instrument Co., Ltd. | JD-11052 | 11 cm length, 0.05 mm fine tip |
| Feedback heating pad | Shenzhen Reward Life Science & Technology Co., Ltd. | 69001 | 37 ± 0.3 °C closed loop |
| ImageJ | National Institutes of Health | version 1.53k | |
| Iris scissors | Shanghai Jinzhong Surgical Instrument Co., Ltd. | JD-14060 | Curved tip, 10 cm |
| Micro-vascular clips | Shenzhen Ruiwode Lift Technology Co.,Ltd. | JD-16010 | 1.5 cm curved clip |
| Non-absorbable silk | Shanghai Pudong Jin-Huan Medical Products Co., Ltd. | S-2304 | 6-0 Black silk thread |
| PASS software | NCSS, LLC, Kaysville, UT, USA | version 15.0 | Sample size calculation software |
| Rat brain matrix | Shenzhen Ruiwode Lift Technology Co.,Ltd. | 68610 | 2 mm coronal slots |
| Silicone-coated nylon filament | Shenzhen Ruiwode Lift Technology Co.,Ltd. | 60-1250 | 0.35 mm OD, 30 mm silicone tip, EO-sterile |
| Small-animal anesthesia machine | Shenzhen Ruiwode Lift Technology Co.,Ltd. | R500IE | Isoflurane vaporizer, induction chamber & mask included |
| SPSS | IBM Corp., Armonk, NY, USA | version 26.0 | Statistical analysis software |
| Vannas micro-scissors | Shanghai Jinzhong Surgical Instrument Co., Ltd. | JD-14058 | Curved tip, 8 cm |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.