Corsa di modellazione in Mouse - Medio occlusione dell'arteria cerebrale con il Modello Filament
January 6th, 2011
Occlusione filamentosa dell'arteria cerebrale media è un modello comune per lo studio di ictus ischemico nei topi.
L'obiettivo generale di questa procedura è quello di produrre un modello murino di ischemia cerebrale focale bloccando l'arteria cerebrale media con un filo intraluminale. Ciò si ottiene praticando un'incisione del collo sulla linea mediana e visualizzando l'arteria carotide comune. Il passo successivo consiste nel legare le legature attorno all'arteria carotide comune e le pinze esterne dell'arteria carotide vengono utilizzate per tenerle in posizione e prevenire il sanguinamento.
La fase finale della procedura consiste nell'introdurre il filamento nel cerchio di Willis. Questo blocca il ramo dell'arteria cerebrale media, in definitiva, i deficit neurologici. Di conseguenza, l'occlusione può essere identificata osservando i cambiamenti nel comportamento.
Uno dei principali vantaggi dell'occlusione MCA prossimale tramite la tecnica dei filamenti è che offre lesioni altamente riproducibili nello strato e nella corteccia. L'ischemia può essere applicata in modo permanente e transitorio e, inoltre, non richiedendo craniectomia filamentosa, l'occlusione MCA può essere considerata più o meno non invasiva. In generale, le persone che non conoscono questo metodo hanno difficoltà a causa della natura delicata delle tecniche microchirurgiche Prima della procedura, preparare il filamento tagliando al microscopio un filamento di nylon 8.0 in lunghezze di 11 millimetri.
La punta del filamento deve essere rivestita completamente e uniformemente su una lunghezza di otto millimetri con una miscela di silicone, si consiglia l'uso di procedure operative standard per ottenere risultati ottimali. Il tipo di mouse utilizzato dipende dall'obiettivo dello studio. In generale, i topi dovrebbero avere più di 10 settimane.
Utilizzare agenti anestetici appropriati in consultazione con il personale veterinario. La temperatura corporea dei topi viene mantenuta a circa 36,5 gradi Celsius durante l'intervento chirurgico con una piastra riscaldante, preparare il sito chirurgico, disinfettare la pelle e il pelo circostante e lasciarlo asciugare. Fai un'incisione sulla linea mediana lungo il collo e separa delicatamente i tessuti molli.
L'arteria carotide comune sinistra viene accuratamente sezionata, libera dai nervi circostanti senza danneggiare il nervo vago, e viene eseguita una legatura utilizzando una sutura da 5,0 a 7,0. Quindi, isolare l'arteria carotide esterna sinistra e fare un secondo nodo. Dopo aver isolato l'arteria carotide interna sinistra, fare un nodo attorno ad essa.
Utilizzando un filamento 6.0, il nodo verrà stretto più avanti nella procedura. Dopo aver ottenuto una buona visione dell'arteria carotide interna sinistra e dell'arteria tego palatino sinistra, entrambe le arterie, EC sono state tagliate per prepararsi all'inserimento del filamento. Un piccolo foro viene praticato nell'arteria carotide comune prima che si biforchi.
Il monofilamento preparato in precedenza viene quindi introdotto nell'arteria. Le arterie tagliate vengono aperte mentre il filamento viene inserito nell'arteria carotide interna. Per occludere l'arteria cerebrale media, il terzo nodo dell'arteria carotide interna viene chiuso.
Per fissare il filamento in posizione, applicare il gel di lidocaina localmente sulla ferita per alleviare il dolore. Per le operazioni fittizie, il filamento viene inserito e ritirato immediatamente per consentire la riperfusione istantanea e immediatamente ritirato per consentire la riperfusione istantanea somministrare 0,5 millilitri di soluzione fisiologica per via sottocutanea come rifornimento di volume. Per studiare gli effetti della riperfusione, aprire il terzo nodo e rimuovere il filamento.
Un periodo di tempo prestabilito dopo l'ischemia, di solito dopo 30-60 minuti. In questo esempio, la riperfusione è consentita 60 minuti dopo l'illusione dell'occlusione, somministrare un secondo volume di iniezione di soluzione salina per il rifornimento. Infine accorciare i punti di sutura rimanenti e chiudere la pelle con un sutura chirurgica.
Metti gli animali in una gabbia riscaldata per due ore per riprendersi dopo l'intervento chirurgico, controlla quotidianamente gli animali per segni di disagio. Dopo l'intervento chirurgico, può verificarsi una perdita di peso e ai topi deve essere fornito di cibo schiacciato posto in una capsula di Petri sul pavimento. Per incoraggiare il mangiare.
Il cibo viene sostituito ogni giorno per sette giorni. La durata della restrizione del flusso sanguigno può portare a differenze nei deficit motori e comportamentali. Dopo 30 o 60 minuti di ischemia cerebrale, la maggior parte degli animali mostra una diminuzione della resistenza.
S successivamente spinta e girando in tondo a causa di un disturbo della locomozione, le lesioni più lievi si manifestano come una posizione dei flessori negli arti anteriori. Questi segni, facilmente osservabili, possono essere utilizzati come punteggio di base per il successo dell'operazione. La lesione risultante può essere valutata utilizzando l'istologia o la risonanza magnetica.
Come si vede qui, un'occlusione di 60 minuti dell'arteria cerebrale media produce necrosi tissutale in un'area che comprende sia lo striato che il, mentre 30 minuti di ischemia causano principalmente la morte delle cellule neuronali, limitata allo striaum. I chirurghi MCAO ben addestrati possono padroneggiare questa tecnica in 10 minuti. Durante il tentativo di eseguire questa procedura, è importante ricordare di seguire le procedure operative standard per garantire risultati riproducibili e controllare i fattori confondenti.
Panoramica
Questo articolo descrive una procedura per creare un modello murino di ischemia cerebrale focale occludendo l'arteria cerebrale media utilizzando un filamento intraluminale. Questo modello è comunemente utilizzato per studiare l'ictus ischemico e i suoi effetti sulla funzione neurologica.
Componenti principali dello studio
Area della scienza
- Neuroscienze
- Ricerca sull'ictus
- Modelli animali
Sfondo
- L'occlusione filamentosa dell'arteria cerebrale media è un metodo ampiamente utilizzato per indurre l'ictus ischemico nei topi.
- La procedura consente ischemia sia permanente che transitoria.
- È considerata meno invasiva rispetto ad altre tecniche, come la craniectomia.
- È possibile osservare cambiamenti comportamentali nei topi per valutare l'impatto dell'occlusione.
Obiettivo dello studio
- Sviluppare un modello murino affidabile per studiare l'ictus ischemico.
- Valutare gli effetti di diverse durate di ischemia sui deficit neurologici.
- Fornire una metodologia dettagliata per i ricercatori nuovi a questa tecnica.
Metodi utilizzati
- Preparazione di un filamento di nylon 8.0 per l'occlusione.
- Incisione del collo in linea mediana per accedere all'arteria carotide comune.
- Utilizzo di legature e pinze per fissare le arterie e prevenire il sanguinamento.
- Inserimento del filamento nell'arteria carotide interna per occludere l'arteria cerebrale media.
Risultati principali
- I deficit comportamentali osservati dopo l'occlusione includono diminuzione della resistenza e comportamento di rotolamento.
- L'analisi istologica mostra necrosi tissutale dopo 60 minuti di occlusione.
- Tempi di occlusione più brevi risultano in una limitata morte cellulare neuronale.
- I chirurghi ben addestrati possono eseguire la procedura in modo efficiente.
Conclusioni
- La tecnica di occlusione MCA filamentosa è efficace per studiare l'ictus ischemico.
- Le procedure operative standard sono cruciali per la riproducibilità.
- Le valutazioni comportamentali forniscono preziose informazioni sugli effetti dell'ischemia.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
The filament-based middle cerebral artery occlusion (MCAO) model enables reproducible induction of focal cerebral ischemia in mice, supporting preclinical evaluation of neuroprotective and thrombolytic candidates. By allowing controlled transient or permanent ischemia, the model facilitates mechanistic de-risking of stroke therapeutics prior to clinical translation. Its non-invasive nature and behavioral readouts enhance translational continuity and predictive confidence in early discovery pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in ischemic pathways through reproducible cortical and striatal lesion induction.
- Operational Value: Supports functional target validation by linking molecular targets to observable neurological deficits and infarct volume.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage by modeling dose- and time-dependent ischemic injury severity.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Provides a standardized, surgically controlled platform for compound screening with quantifiable behavioral and histological endpoints.
- Reproducibility: Silicon-coated filament technique ensures consistent MCA territory occlusion, reducing inter-animal variability in infarct size.
- Scalability: Minimally invasive approach allows for cohort expansion without craniectomy-related morbidity, supporting medium-throughput efficacy testing.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models proximal MCA occlusion, which mirrors the most common site of arterial thromboembolism in human ischemic stroke.
- Translational Continuity: Reperfusion via filament removal recapitulates spontaneous or tPA-mediated clot lysis, enabling evaluation of recanalization therapies.
- Risk-Adjusted Advancement: Lesion severity gradients (30 vs 60 min ischemia) allow stratification of therapeutic efficacy across mild to severe injury models.
Pipeline & Workflow Integration
The MCAO filament model integrates into the stroke discovery continuum from target validation through lead optimization to preclinical efficacy testing, enabling go/no-go decisions based on neurological and histopathological outcomes.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification by isolating the effect of MCA territory ischemia on motor and behavioral phenotypes.
- Screening: Enables quantitative assessment of neuroprotection via neurological deficit scores and infarct volume reduction.
- Analytics: Generates measurable dependent variables including behavioral circling, limb flexor posture, and histological necrosis for comparative condition analysis.
- Translational Research: Connects early efficacy findings to preclinical validation through reperfusion modeling and delayed treatment paradigms.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable surgical platform for iterative testing of multiple candidates across ischemic durations.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity by providing a controlled, reproducible model of focal ischemia with defined anatomical specificity.
- Operational Value: Standardized filament preparation and insertion protocol enhance inter-laboratory consistency and reduce procedural failure rates.
- Strategic Value: Enables earlier go/no-go decisions by quantifying infarct progression and functional recovery, reducing late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of stroke candidates based on efficacy across transient and permanent ischemia paradigms.
Implementation Considerations
- Requires microsurgical expertise in vascular dissection and filament handling to avoid vessel trauma or incomplete occlusion.
- Dependence on precision instrumentation including microsutures, clips, and heating platforms to maintain physiological conditions.
- Necessitates cross-team standardization of anesthesia, temperature monitoring, and postoperative care to minimize welfare-related variability.
- Adaptation considerations include filament length and coating consistency across mouse strains and ages to ensure reproducible MCA territory targeting.
- Practical limitations include operator-dependent variability in filament placement and the need for sham controls to isolate surgical effects from ischemic injury.
