このプロトコルは、マウスにおける一過性中大脳動脈閉塞後の梗塞容積と血液脳関門の破壊を減少させる反復的な低酸素プレコンディショニング、または全身性低酸素症への短時間の曝露について説明しています。また、脳卒中後の梗塞容積と血液脳関門の破壊の二重定量化についても詳しく説明し、神経血管保護の有効性を評価します。
このプロトコルは、マウスにおける一過性中大脳動脈閉塞後の梗塞容積と血液脳関門の破壊を減少させる反復的な低酸素プレコンディショニング、または全身性低酸素症への短時間の曝露について説明しています。また、脳卒中後の梗塞容積と血液脳関門の破壊の二重定量化についても詳しく説明し、神経血管保護の有効性を評価します。
脳卒中の実験動物モデルは、ストロークの病態を理解し、より効果的な治療戦略を開発するための貴重なツールです。反復的な低酸素プレコンディショニング(RHP)2週間のプロトコルは、焦点虚血性脳卒中のマウスモデルにおいて、中枢神経系(CNS)損傷に対する長期保護を誘導します。 RHPは期間(2または4時間)と強度(8%と11%のO 2)の両方に変化する低酸素症に9確率的エクスポージャーで構成されています。 RHPは、内因性CNS-保護表現型の長期的な誘導を示唆し、梗塞体積、血液脳関門(BBB)の破壊、および低酸素への最後の暴露後の数週間のための脳卒中後の炎症反応を減少させます。梗塞体積及びBBB破壊の二重定量化のための方法は、RHPまたは他の推定上の神経保護剤を有するマウスにおける神経血管保護を評価するのに有効です。成人男性のスイスウェブスターマウスを21%OにRHPまたは期間と同等の曝露によって予め調整しました。 すなわち、室内空気)。 60分一過中大脳動脈閉塞(tMCAo)は、最後の低酸素曝露後の2週間誘導しました。閉塞および再灌流の両方が経頭蓋レーザドップラー流量測定によって確認しました。再灌流後の二十二時間、エバンスブルー(EB)を尾静脈注射を介して投与しました。 2時間後、動物をイソフルランの過剰投与、脳切片を2,3,5-塩化トリフェニルテトラゾリウム(TTC)で染色したことにより屠殺しました。梗塞容積を定量しました。次に、EBをtMCAo後にBBB破壊を決定するために、48時間かけて組織から抽出しました。要約すると、RHPは他のCNSベースおよびプロ炎症性全身疾患状態のための翻訳可能性のある、マウスにおける脳卒中損傷から長期内因性神経血管保護を誘導するために、最小限のコストで、複製することができる単純なプロトコルです。
成人障害と死因の第4位の主要な原因としては、脳卒中は、米国の成人人口が直面する最も衰弱性疾患状態の一つである。脳卒中の1動物モデルは、虚血性傷害を軽減する新しい方法の実験的調査を可能にし、脳卒中後の回復を改善します。そのようなトランスレーショナルリサーチのための新規な一道がプリコンディショニングされます。前処理は、その後、より重度の傷害からの損傷を低減するために、非損傷刺激の意図的な使用である。2低酸素プレコンディショニングは、 インビボおよびインビトロ試験の両方において脳卒中に対する保護を提供する脳内の多面的な変化をもたらすことが示されています。低比重低酸素しかし、低酸素に一回の露光のみ成体マウスにおける虚血に対する耐性未満の72時間の誘導、短期的な神経保護を提供しています3。でも14時間毎日のエクスポージャーの4週間後の4、Linら。 FOウントその神経保護は、一週間持続した。5繰り返し低酸素プレコンディショニング(RHP)頻度、期間、および低酸素曝露の強度の確率的変動によって特徴付けられます。単一プレコンディショニング課題とは対照的に、RHPはマウスで8週間まで持続脳保護表現型を誘導する。6 RHP、最終低酸素暴露後週間梗塞体積、血液脳関門(BBB)破壊、血管炎症、および白血球漏出を減少。 RHPは、具体的には、虚血性半球におけるB細胞集団を維持しながら、T細胞、単球、およびマクロファージ集団を減少させることにより、虚血性脳の炎症を減少させた。 図7は、実際には、RHPは、脳卒中を含む、任意のCNS 傷害の前に、マウスにおける免疫表現型を誘導しました。 RHP処理された健康なマウスから単離したRHP処理されたB細胞は、抗原提示および抗体産生の両方のダウンレギュレーションと、ユニークな抗炎症性の表現型を示しました。ザ炎症誘発性適応免疫機構の全体的な減少だけでなく、中枢神経系に特異的な炎症性疾患のための内因性の免疫抑制を誘導するためにRHPに優れた方法論になりますが、また前炎症性病変を含む全身損傷または疾患モデル。
RHPは一過性の中大脳動脈閉塞(tMCAo)以下の梗塞体積およびBBB破壊の両方を低減します。このような一般的に使用されるtMCAoとして脳卒中の動物モデルは、劇的に脳卒中の病態生理の理解だけでなく、より効果的な神経治療薬の設計を改善します。まず、小泉らによって開発された1986年に、8 tMCAo手順は、広く使用されているげっ歯類において脳卒中を誘導する方法と、再灌流後の炎症を調査するための好ましい方法の一つです。 tMCAoための方法が進化するにつれて、シリコーンコートフィラメントのより最近の使用は、他のモデル9,10 <と比較して、くも膜下出血の危険性を減らします/ SUP>残念ながらtMCAoは、多くの場合、梗塞量に大きなばらつきを生成してもして、信頼性を向上させる。11-13これらの研究のほとんどは、2,3,5-トリフェニルクロリド(TTC)で染色することによって冠状脳切片における梗塞領域の輪郭を描く、考え梗塞定量化のためのゴールドスタンダードは、鮮やかな、複製可能な結果を生成するための簡単で安価な方法であるためです。 TTCは、ミトコンドリア内に存在する脱水素酵素の基質として機能します。脳切片をTTC溶液にさらされると、ホルマザン、非水溶性の還元生成物は、生存可能なミトコンドリアの深い赤色の沈殿ところ、TTCを選択的に生細胞内に取り込まれます。そのため、虚血組織におけるミトコンドリア機能障害のため、この組織が 損傷を受け、健康な組織の分化を可能にする、白のまま。14
RHPはまた、虚血性半球におけるBBB破壊を減少させる。6したがって、同じB内のBBBの整合性の二重の定量化をTTCベース梗塞ボリュームと雨は、内因性の保護の完全な有効性に関する有用な情報、および未処理と処理された動物におけるBBB破壊および梗塞の間の潜在的な因果関係を提供する15の測定します。脳卒中の二次破砕BBBを介して末梢血の流入は、最終的には虚血性脳卒中の患者における感染と死亡率を増加させ、虚血性半球で白血球集団、炎症性サイトカイン、酸化ストレス、血管原性浮腫、出血性転換を増加させます。16,17動物モデルにおいてBBB破壊を測定する一般的な方法は、脳へのエバンスブルー(EB)色素漏出の定量化によるものである。15,18-21 EBを選択的にアルブミン、球状タンパク質を血清に結合する(MW = 65kDaの)それは無傷の動物でBBBを通過していません。22虚血性脳卒中後、EBは、脳に浸透し、光学濃度withiの測定を可能にする、620 nmで蛍光を発しますnは灌流が実質を負傷。22光学密度はEBは経心臓灌流によって死後皮質血管系から洗い流されたBBBの透過性に正比例します。 EBを投与した動物におけるTTC染色脳の即時処理により、梗塞容積及びBBB破壊の両方を効果的に定量することができます。これは、神経損傷およびBBBの破壊は、脳卒中後の脳の同時処理ではないことに留意すべきである、23,24ので屠殺時の選択は重要な考慮事項です。
詳細RHP方法、そのモデルヒト患者において、中大脳動脈閉塞、神経および血管脳卒中損傷エンドポイントを決定するための二重の組織学的方法を、一時的な動脈閉塞を誘導するためのtMCAo方法を以下のプロトコル。 TTCは、全体の梗塞体積の定量化を可能にする、細胞死および累積的組織損傷を測定します梅、EBはBBB損傷の半球定量化を提供します。
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注:このプロトコルは、実験動物の使用のための健康のための国立研究所(NIH)のポリシーを遵守していUTサウスウェスタン医療センターの施設内動物管理使用委員会(IACUC)によって承認されました。
1.繰り返し低酸素プレコンディショニング
2.過渡中大脳動脈閉塞(tMCAo)
3.エバンスブルー(EB)注射
4. 2,3,5-トリフェニル塩化(TTC)染色
5.梗塞体積の定量化
6.血液脳関門(BBB)の整合性の定量化
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本研究では、10週齢がRHPに無作為化の開始時であった(N = 10)25の雄Swiss Websterマウスまたは21%のO 2(N = 15)のグループが含まれていました。二週間最終RHP曝露後、外科的処置は盲検基により行い、日の間相殺します。 tMCAoに続いて、1マウスは、術後の回復中に死亡し、再灌流CBF基準を満たしていなかったので、1マウスは研究から除外しました。両方除外マウスは、21%O 2群からのものでした。ガイドラインに到着によると、28表2は、外科的なパラメータを示しています。間接梗塞体積、半球腫脹( すなわち 、浮腫)、およびエバンスブルー(EB)extravasations全てのデータは、不対t検定(平均値、標準偏差が示されている)を用いて分析した。 図2に示されており、外れ値が偽発見率で検出しますEBデータセットからの1%未満(RHPから21%から2、2)4外れ値を削除(グラフパッドプリズム)、。
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全身低酸素症マウスでの( すなわち、2時間11%O 2の)への単回暴露は「一過性」 -短い持続である低酸素プレコンディショニングの課題へのエピジェネティックな応答を意味tMCAo、29から脳を保護し、ベースラインの表現型は、内に復元され、日。低酸素プレコンディショニング刺激の繰り返しプレゼンテーションは劇的に神経保護表現型の持続時間を延ばす。6多くの研究は、反復刺激列の周波数、大きさおよび持続時間は、この応答の重要な決定因子であることが示されています。例えば、単純に2週間にわたって低酸素状態の同じ強度と持続時間(11%の酸素の2時間)週3回(MWF)を繰り返すことは、tMCAoから神経血管保護のための治療ウインドウを拡張6が、長期を誘導するのに十分であったしませんでした網膜における用語虚血耐性。30興味深いことに、全身低酸素(8%O 2の5時間を<5エクスポージャーが、/サブ>)は5低酸素曝露は3日おきに配置した場合に、神経保護が失われた、6日間隔で3日、...
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著者らは開示するものは何もない。
RHPプロトコルの開発に携わってくださったGidday研究室と、tMCAo手術を支援してくださったNeuro-Models Facility(UTSW)に感謝します。この研究は、米国心臓協会(AMS)、ハガティ脳損傷修復センター(UTSW;AMS)、および国際キワニス(JMG)のイリノイ州東部アイオワ地区の痙性麻痺研究財団。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 流量計、レギュレーター | VetEquip, Inc | 専門注文 | 6.0mmのフレキシブルPVCチューブには、プラスチック製のメスコネクタで各誘導室の入口ポートに接続する4つの流量計が取り付けられています。これらの流量計は、6.5インチ x 1インチ x 1インチの金属棒にボルトで固定されています。この金属棒は、DISSアウトレットを備えたMI-246-P圧力計にボルトで固定されています。この圧力計・流量計は、新品のガスボンベごとにレンチで取り付けることができます。 |
| 21% O2タンク | AirGas | OX USP200 | |
| 11% O2 tank | AirGas | Specialty order | |
| 8% O2 tank | AirGas | スペシャルティオーダー15L | |
| 誘導チャンバーVetEquip | 941454 | ||
| ムーアレイバードーパーフロー | ムーア・インスツルメンツ | moorVMS-LDF1-HP | 0.8 mm 径プローブ |
| 高輝度イルミネーター | ニコン | NI-150 | |
| ズーム実体顕微鏡 | NIkon | SMZ800 | 他の手術用顕微鏡も使用可能です。 |
| ケント・サイエンティフィック Right Temperature CODA | ケント・サイエンティフィック・コーポレーション | 販売終了 | 推奨される代替品は、RightTemp Temperature MonitoringおよびHomeothermic Control(Kent Scientific、#PS-RT)を備えたPhysioSuiteです。 |
| Hovabator Incubator | Stromberg's | 2362-E | 私たちのモデルは2362Nです。2362Eは後のモデルで、電子サーモスタットが含まれています。 |
| V010 麻酔システム | VetEquip | 901807 | 含まれるもの:10フィートの高圧酸素ホース、フレーム、流量計、酸素フラッシュアセンブリ、気化器、呼吸回路、チャンバー、ノーズコーン、廃ガス排出チューブ、2つのVapoGuard |
| フィルター250mlイソフルラン | バトラーシャイン | NDC-11695 | |
| D-6獣医トリム動物コードレストリマー | アンディス | #23905 | 交換用ブレードは Andis (#23995) |
| Betadine | フィッシャーサイエンティフィック | 19-898-867 | |
| Q-tips | 複数の販売者 | カタログ番号はご利用いただけません | |
| ガーゼパッド | フィッシャーサイエンティフィック | 67622 | |
| サージカルドレープ | フィッシャーサイエンティフィック | GM300 | |
| シルク縫合糸 | Look/Div Surgical Specialties | SP115 | |
| Nylon Sutures | Look/Div Surgical Specialties | SP185 | |
| Durmont #5 鉗子 (2) | ファインサイエンスツール | 11251-35 | 角度45° |
| 外科用ハサミ | ファインサイエンスツール | 14028-10 | |
| 3 mm Vannas | Kent Scientific Corporation | INS600177 | ストレートブレード |
| ハートマン止血剤 | ファインサイエンティフィックツール | 13002-10 | |
| 閉塞フィラメント | ワシントン大学 | 専門注文 | フィラメントは、ワシントン大学でシリコーンコーティングされ、UTSWの施設に有料で提供されています。 |
| エバンス ブルー | シグマ オルドリッチ | E2129-10G | |
| 濾紙 | シグマ オルドリッチ | WHA1001150 | 150 mm、円、グレード 1 |
| 重量を量るボート | フィッシャーサイエンティフィック | 02-202-101 | 2.5 "直径 |
| 0.9%塩化ナトリウム注射USP | バクスターファーマシューティクス | 2B1321 | |
| 0.3 ccインスリンシリンジ、29ゲージ針ベ | クトンディキンソン実験器具 | 309301 | |
| 平底拘束具付き | ブレインツリー・サイエンティフィック | FB M | 2.0" 直径 |
| TTC | シグマ | T8877 | |
| 10x PBS、pH 7.4 | フィッシャー サイエンティフィック | BP399-20 | |
| ウォーターバス | 複数の販売者 | カタログ番号はご利用いただけません | TTC付きシンチレーションチューブは、ウォーターバスの代わりに流水で手動で保持することができます。 |
| 発泡スチロールボード | 複数販売者 | カタログ番号はご利用いただけません | |
| 大型シリンジキット | PumpSystems Inc | P-SYRKIT-LG | |
| 灌流ポンプ | NE-300 | ||
| 60 ccシリンジ | フィッシャーサイエンティフィック | NC9203256 | |
| 27ゲージ翼付き輸液セット | 川澄研究所 | D3K1-25G 1 | |
| 20 mlシンチレーションバイアル | フィッシャーサイエンティフィック | 50-367-126 | |
| ステンレス製ヘラ | フィッシャーサイエンティフィック | 14-373-25A | |
| アルトアクリル 1.0 mm マウス脳、冠状 | セルポイントサイエンティフィック | カタログ番号はご利用いただけません | |
| 0.21 mmステンレス製ブレード、25個入り | CellPoint Scientific | カタログ番号はご利用いただけません | 再利用可能なクライオスタットブレードは、安価な代替品です。 |
| 4%パラホルムアルデヒド | Santa Cruz Biotechnology | SC-281692 | |
| スーパーフロスト顕微鏡スライド | フィッシャーサイエンティフィック | 12-550-15 | |
| HP Scanjet G4050 | 複数の売り手 | カタログ番号はご利用いただけません | 他の市販のスキャナーは、プロトコルのこの手順に適しています。 |
| イメージJ | 国立衛生研究所の | カタログ番号はありません | |
| 分析天びん | メトラー・トレド | XSE 205U | |
| 精密コンパクトオーブン | サーモサイエンティフィック | ||
| 1.7 ml微量遠心チューブ(エッペンドルフ) | デンビルサイエンティフィック | C2170 | |
| ホルムアミド | フィッシャー・サイエンティフィック | BP228-100 | |
| 96ウェルプレート | フィッシャー・サイエンティフィック | 07-200-9 | |
| エポック マイクロプレート分光光度計 | ビオテック | カタログ番号はご利用いただけません |
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