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方法論記事

マウスの中大脳動脈閉塞再灌流誘発性の脳卒中のための外科的アプローチ

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DOI:

10.3791/54302

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2016年10月20日

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この記事について

サマリー

脳卒中の病態生理学を理解するためには、信頼性のあるモデルを使用することが重要です。この論文は、マウスにおいて最も頻繁に使用される脳卒中モデルのいずれかを説明する、中大脳動脈閉塞(MCAO)モデルと呼ばれる再潅流と(また腔内フィラメントまたは縫合モデルと呼ばれます)。

要約

脳卒中は、世界中の主要な死亡原因であり、長期的な成人の障害の主要な原因の一つであり続けています。ストロークの約87%が起源における虚血性であり、中大脳動脈(MCA)の領土で発生します。現在、食品医薬品局(FDA)は、この壊滅的な疾患の治療のための薬物を承認し、組織プラスミノーゲンアクチベーター(tPA)です。しかし、tPAが投与のための小さな治療窓があり(3から6時間)、および実際にそれを受けた患者の4%でのみ有効です。現在の研究は、潜在的な治療標的を見つけるために脳卒中の病態生理を理解することに焦点を当てています。したがって、信頼性のあるモデルが重要であり、MCA閉塞(MCAO)モデルは、虚血性脳卒中の最も臨床的に関連する外科的モデルとみなされる(さらに腔内フィラメントまたは縫合糸モデルと呼ばれる)、およびかなり非侵襲的かつ容易に再現可能です。典型的には、MCAOモデルは、特にによるマウスと、げっ歯類で使用されていますこの種のために利用可能なすべての遺伝的変異に。ここでは、成功し、信頼性と再現性のあるデータを生成するために、マウスでは(再灌流で)MCAOモデルを実行する方法について説明します(とビデオに存在します)。

概要

脳卒中は、病気から4分ごとに死んで一人で、世界的な死因の第5位です。 80万人のアメリカ人は、患者のためだけでなく、その家族のためだけでなく、壊滅的であるストローク毎年、苦しみます。脳卒中は成人の身体障害の主な原因であり、歳出は非常にいくつかの治療オプションが利用可能であるにもかかわらず$ 36.5 10億のオーダーであると推定されます。

組織プラスミノーゲンアクチベーター(tPA)は唯一の食品医薬品局(FDA)は、虚血性脳卒中のための薬のライセンスを取得しています。脳卒中の発症から3~6時間以内に患者に投与し、そしてこれらのケースでは、患者2のわずか4%に利益をもたらす場合は、それだけに有効です。したがって、脳卒中の再現可能な、臨床的に関連する動物モデルは、この疾患の潜在的な治療戦略および治療法の開発を助けるために使用されることが必須です。 in vitroでのことに注意することが重要ですのモデルは、脳機能障害の特定の側面をモデル化するのに有用な一方で、脳卒中後の脳と周辺で発生する複雑な生理学的相互作用を反復することができません。その結果、in vivoでのモデルが不可欠です。

脳卒中の最も一般的なタイプは、全ストロークの87%を占め、原点における虚血性です。他のストロークは脳内出血(9%)とくも膜下出血(4%)であり、中大脳動脈....

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プロトコル

このプロトコルとビデオで報告した実験はLSUHSC-S施設内動物管理使用委員会によって承認され、NIHのガイドラインに準拠しているました。

注:25体重の雄C57BL / 6マウス - 47 gをこの研究で使用しました。マウスは個別換気ケージで12時間の明/暗サイクルの下で、水に自由にアクセスさせて、標準的な固形飼料ペレット食で維持しました。手順は、滅菌技術( 例えば 、滅菌手袋、滅菌器具)を用いて無菌条件下で行われます。

1.手術前の準備

  1. ケタミン(150ミリグラム/ kg)およびキシラジン(10mg / kg)の組み合わせを使用して麻酔を誘導腹腔内(IP)を注射しました。麻酔が達成された後、5分及び10分ごとに - 最初は足のピンチごとに3によって麻酔深度を監視します。動物が麻酔下にある間、乾燥を防ぐために無菌眼軟膏を管理します。ケタミン/キシラジンの初期投与量は、通常、AB持続します30-40分アウト。足のピンチに対する動物の応答により検証され、必要に応じて追加の用量を投与することができます。
  2. 温度調節熱マットの上に仰臥位でマウスを置き、直腸プローブを使用して検証されて36.5±0.1℃、で体温を維持。
  3. 首を剃ると、70%のエチルアルコールで皮膚を消毒します。

MCAの2閉塞(図1)

  1. アイリスストレートはさみを使用して、正中頸部切開を....

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結果

マウスは、(24時間と1週間がここに提示されているが、再灌流の長さを変化させることができる)再灌流の期間に続いて30分にMCAo誘発性脳虚血( 図1)を受けました。 MCAo時の死亡率は、(約2%)最小でした。ポスト虚血、(最初の24時間以内)の死亡率は約26%でした。

レーザードップラー流量測定は、にMCAo /再灌流前後のMCA領域における血流灌流を確認した。 図4は、一時的なCCAタイの発生が30フィラメントを除去するための虚血分の再灌流後に放出されたときに、サージが存在することを明らかに実証します<ベースライン灌流( すなわち 、手術前に)再灌流に5分の100%に達した灌流、インチ

(前の梗塞容積の測定に)脳卒中発症neurol後24.......

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ディスカッション

20年前の概念ので、フィラメントの挿入を含むヒトの脳卒中のMCAOモデルは、研究の膨大な数に使用されています。これは、それが脳卒中( すなわち、虚血性脳卒中)の最も一般的な形で臨床的に何が起こるかを模倣したという事実のために主です。線条体は大脳皮質よりも虚血に対してより敏感であり、そのようなものとして、虚血時間の長さは、線条体と背皮質の両方が影響を受け、または単に線条されるかどうかに翻訳されます。両方梗塞および再灌流時間はそれに応じて変化させることができ、これは研究者にはるかに大きな梗塞に一過性脳虚血発作(TIA)に関連する病理学的効果を研究することができるようにする能力を提供しています。

長年にわたって修正およびにMCAoのフィラメント方法のトラブルシューティングは、感染9の危険性を避けるために無菌状態で実行される手順の重要性を示しています。結果が異なる場合がありますげっ歯動物種間で、歪み10,11、体重、および麻酔薬を使用(解剖学的バリエーションが示されている)が、ここで提示された結果の傾向はにMCAoが行われてい.......

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開示事項

著者らは開示するものは何もない。

謝辞

この作業は、国立衛生研究所、国立心肺血液研究所(NIHおよびNHLBI;HL125572-01A1)とLSUHSC-SはFNEギャビンズに資金を提供します。

....

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
オス C57BL/6 マウスJackson Laboratory, Bar Harbor, ME#000664
Ketamine HydrochlorideMorris &ディクソン、シュリーブポート、ルイジアナ州67457-108-10
XylazineAkorn、Inc、レイクフォレスト、イリノイ州NADA#139-236
DC温度制御システムFHC、Bowdoin、ME40-90-8D
ミニ直腸サーミスタプローブFHC、Bowdoin、ME40-80-5D-02
パッドFHC、Bowdoin、ME40-90-2-06
クリッパーズアマゾン、Bellevue, WA#64800
70% ethanolWorldwide Medical Products, Bristol, PA#51011023
解剖顕微鏡Olympus, Center Valley, PASZ40
Iris はさみ (ストレート)Fine Science Tools, Foster City, CA11251-20
Dumont 鉗子 (45°; 曲がった先端)Fine Science Tools, Foster City, CA11297-00
マイクロベッセルクリップファインサイエンスツール、フォスターシティ、CA18055-05
解剖スプリングはさみ(ストレート)ファインサイエンスツール、フォスターシティ、CA14088-10
リトラクター(鈍器)ファインサイエンスツール、フォスターシティ、CA18200-11(ヘレンは17022-13を使用)
綿チップアプリケーターフィッシャーサイエンティフィック、ウォルサム、マサチューセッツ23-400-100
ガーゼスポンジCovidien、マンスフィールド、MA#9023
7-0シルク編組外科縫合Braintreeサイエンティフィック、ブレインツリー、MASUT-S103
0.9%塩化ナトリウムMorris &Dickson, Lake Forest, IL0409-4888-20
6-0 medium MCAO suture (silicon rubber coated monofilament)Doccol Corporation, Sharon, MA6023PKRe
Sofsilk 6-0 silicone coated braided silkCovidien, Mansfield, MASUT-14-1
CarprofenPfizer, New York, NYNADA# 141-199
PuralubeDechra, Norwich, UKNDC17033-211-38
Physitemp 温度コントローラーハーバード装置、マサチューセッツ州ホリストンTCAT-2AC
ヒートランプハーバード装置、マサチューセッツ州ホリストンHL-1
レーザードップラープローブAD インスツルメンツ、コロラドスプリングス、コロラド州MSP100XP
24 ウェルプレートフィッシャーサイエンティフィック、ウォルサム、マサチューセッツ州#353226
リン酸緩衝液生理食塩水(PBS)Life Technologies、カールスバッド、CA20012-050
シングルエッジカミソリの刃フィッシャーサイエンティフィック、ウォルサム、マサチューセッツ12-640
2,3,5-トリフェニルテトラザリウムクロリド(TTC)シグマアルドリッチ、セントルイス、ミズーリ州T8877-50G
マウス脳マトリックススライサーブレインツリーサイエンティフィック、ブレインツリー、マサチューセッツ州BS-A 5000C
ウォーターバスVWR、ラドナー、ペンシルバニア州#182
10%ホルマリングマAldrich、セントルイス、ミズーリHT501128-4L
ImageJ分析ソフトウェアNIH、ベセスダ、メリーランド州無料ダウンロード
Retractor購入、ニューカッスル、カリフォルニア州MP-740
加熱マイクロ州糸州シ医療機器

参考文献

  1. Go, A. S., et al. Heart disease and stroke statistics-2014 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 129 (3), e28-e292 (2014).
  2. Marks, M. P., et al.

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