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Articolo metodologico

Misurazione della zona dell'infarto e dell'edema cerebrale in un cervello di ratto dopo l'occlusione dell'arteria cerebrale media

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8 luglio 2025

In questo articolo

Abstract

Fonte: Frank, D., et al. Misurazione dell'edema cerebrale post-ictus, della zona dell'infarto e della rottura della barriera emato-encefalica in un singolo set di campioni di cervello di roditori. J. Vis. Exp. (2020).

Questo video mostra la valutazione della zona dell'infarto e dell'edema cerebrale in fette di cervello di ratti sottoposti a occlusione dell'arteria cerebrale media. Le aree infartuate vengono identificate utilizzando la colorazione redox, mentre un filtro blu e una funzione di soglia nel software di analisi delle immagini quantificano la zona dell'infarto e l'edema nell'emisfero interessato.

Protocollo

Tutte le procedure che coinvolgono campioni di animali sono state esaminate e approvate dal comitato di revisione etica degli animali appropriato.

1. Determinazione della zona di infarto

  1. Misurare la zona dell'infarto (IZ) a 24 ore dopo l'occlusione dell'arteria cerebrale media (MCAO).
    NOTA: I ratti che hanno perso più del 20% del loro peso o hanno sviluppato convulsioni o emiplegia sono esclusi dall'esperimento.
  2. Eutanasia del ratto sostituendo la miscela di gas inspirato con il 20% di ossigeno e l'80% di anidride carbonica fino a quando il ratto non smette di respirare spontaneamente.
  3. Aprire il torace con un'incisione laterale di 5-6 cm attraverso la parete addominale sotto la gabbia toracica utilizzando forbici e pinze chirurgiche.
  4. Eseguire un'incisione diaframmatica lungo l'intera lunghezza della gabbia toracica con forbici e pinze chirurgiche.
  5. Spostando con cautela i polmoni, tagliare la gabbia toracica fino alla clavicola sui lati destro e sinistro.
  6. Perfondere con 200 mL di soluzione fisiologica attraverso il ventricolo sinistro del cuore.
  7. Pungere o incidere l'atrio destro del cuore con le forbici.
  8. Esegui la decapitazione usando una ghigliottina e raccogli il tessuto cerebrale.
  9. Usando le forbici dell'iride, tagliare dal forame magno al bordo distale della superficie posteriore del cranio su entrambi i lati.
  10. Separare i bulbi olfattivi, le connessioni nervose lungo la superficie ventrale e la superficie dorsale del cranio dal cervello.
  11. Rimuovi il cervello dalla testa.
  12. Produci 6 fette di cervello creando sezioni orizzontali spesse 2 mm con una lama di rasoio a filo singolo in acciaio inossidabile da .009", non rivestita.
  13. Incubare per 30 minuti a 37 °C in TTC allo 0,05%.
  14. Posizionare il tessuto cerebrale sui vetrini del microscopio ed eseguire la scansione ottica di queste 6 fette di cervello con una risoluzione di 1600x1600 dpi (vedi Figura 1 per esempio).
  15. Aggiungi un filtro blu con un editor di foto (ad esempio, Adobe Photoshop CS2) utilizzando la funzione Mixer canali ( Regolazioni > immagini > Mixer canali) e salva l'immagine in formato file JPEG.
    NOTA: Dopo aver applicato il filtro blu, l'immagine apparirà in scala di grigi.
  16. Aprire l'immagine salvata in ImageJ 1.37v.
    NOTA: Questo programma per computer utilizza una funzione di soglia per isolare e calcolare i pixel che sono neri o bianchi (vedi Figura 2).
  17. Per ciascuna delle 6 fette cerebrali dell'immagine, selezionare e salvare ogni emisfero (ipsilaterale sinistro ferito e controlaterale sinistro illeso) come file immagine separato utilizzando lo strumento "selezione poligono" dal menu principale.
  18. Impostare il limite per la determinazione dell'IZ utilizzando una funzione di soglia automatica dal menu principale del software ImageJ selezionando Immagine > Regola > soglia e misurare il numero di pixel in ciascun emisfero di un singolo set di cervelli.
    NOTA: Le macro possono essere utilizzate per questo passaggio nel software ImageJ (vedere Documento supplementare 1 per il codice). Il taglio è un parametro critico per determinare quali pixel convertire in bianco e quali convertire in nero, a seconda della tonalità di grigio (vedi Figura 3 e Figura 4 come esempi). ImageJ confronta quindi i pixel bianchi e neri per determinare IZ. Sulla base del protocollo di colorazione e delle impostazioni dello scanner, abbiamo utilizzato un valore di cut-off costante di 0,220.
  19. Eseguire la misurazione della correzione dell'IZ per il rigonfiamento dei tessuti utilizzando il metodo RICH (Ratios of Ipsilateral and Contralateral Cerebral Hemispheres) (vedere l'esempio in Figura 5).
    figure-protocol-1
    NOTA: La dimensione dell'infarto è valutata come percentuale dell'emisfero controlaterale.

2. Determinazione dell'edema cerebrale

NOTA: Utilizzare ImageJ 1.37v per la misurazione dell'edema cerebrale (BE).

  1. Misurare BE 24 ore dopo MCAO. Per il calcolo di BE, utilizzare i dati del volume dell'emisfero sinistro e destro (in unità).
  2. Eseguire la scansione ottica con una risoluzione di 1600x1600 dpi (vedere ad esempio Figura 1).
  3. Selezionare gli emisferi cerebrali e impostare il cut-off per la determinazione del BE con ImageJ 1.37v, come descritto sopra nelle sezioni 1.17-1.19.
  4. Esprimere l'area BE come percentuale delle aree standard dell'emisfero controlaterale non interessato, calcolate con il metodo RICH utilizzando la seguente equazione (vedere l'esempio in Figura 5).
    figure-protocol-2
    NOTA: L'estensione del BE è valutata come percentuale dell'emisfero controlaterale.

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Risultati

figure-results-1
Figura 1: Esempio di scansione di fette di cervello.

figure-results-2
Figura 2: Fette cerebrali rappresentative di ratti operati con sham e MCAO.

(A-B) Immagine originale scansionata. (C-D) Trasformazione in scala di grigi. (E-G) Funzione...

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Dichiarazioni

Nessun conflitto di interessi dichiarato.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Matrici cerebrali e tissutaliSigma-Aldrich15013
Scanner otticoCanoneCano Scan 4200FRisoluzione 3200 x 6400 dpi
Piastre di PetriSigma-AldrichP5606
Lame per bisturi #11Sigma-AldrichS2771
Software
Adobe Photoshop CS2 per WindowsAdobe
ImageJ 1.37vNIHIl codice sorgente è disponibile gratuitamente. L'autore, Wayne Rasband (wayne@codon.nih.gov), lavora presso il Research Services Branch, National Institute of Mental Health, Bethesda, Maryland, USA
Office 365 ProPlusMicrosoft-Microsoft Office Excel
finestre 10Microsoft
Reagenti
2,3,5-Trifeniltetrazolio cloruroSigma-Aldrich 298-96-4
Blu di Evans 2%Sigma-Aldrich314-13-6

Tag

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