虚血性脳卒中のモデルラットの血液脳関門の破壊のIn Vivo評価

サマリー

この手順の全体的な目標は、虚血性脳卒中のモデルラットの血液脳関門の破壊の生体内評価の再現性の高い技術を提供することです。

要約

虚血性脳卒中は、分子病態脳浮腫、血液脳関門 (BBB) の破壊を介するその後原発性脳損傷につながります。誘発虚血性脳卒中ラットは確立され、BBB の機能の整合性を調査するため生体内でモデルとして使用されます。エバンス ブルー (EB) の虚血性損傷脳のサンプルの吸光光度検出は研究と新規治療戦略の開発のための信頼性の高い正当化を提供すること。このメソッドは、再現性のある結果を生成し、特別な装置を必要としない任意の研究室では、適用。ラットにおける虚血性脳卒中の誘導 EB の血管外漏出の検出に関する可視化および技術的なガイドラインを紹介します。

概要

血液脳関門 (BBB) 破壊による分子病態脳浮腫には、虚血性脳卒中の重要な合併症と脳卒中患者^1,2の生存率の主要な決定要因が残っています。脳毛細血管内皮細胞 (BCECs) によって形成される、異なる神経血管コンポーネント (BCECs、ペリサイト、グリア、および神経細胞³間タイトジャンクショなど) で構成される、血液-脳関門 (BBB) を提供します、中枢神経系 (CNS)、末梢血循環^4,5間の専門的かつ動的なインタ フェース。虚血再灌流傷害など侮辱でした BBB の機能の整合性を混乱させるし、最終的に原発性脳腫瘍の怪我や脳の炎症を引き起こす脳実質に白血球の循環のそれに続く侵入につながる^6,7. 脳卒中の発生に続く BBB の機能不全の正確な検出には動物モデルが必要です。このようなモデルは、非常に重要な病態生理学的メカニズムの基礎となる、新しい神経保護戦略を導入することを勉強するためです。BBB の細胞培養技術を用いたモデル体外は高い開発し、BBB 生理病理学^8,9,10の分子生物学研究に使用されます。それにもかかわらず、生体内で動物モデル、人間の臨床条件に類似の BBB の虚血性損傷を作り出す、この点で非常に価値があるも。エバンス ブルー (EB) の血管外漏出の定量的検出は BBB の整合性と神経変性疾患、虚血性脳卒中^11,を含む機能の評価のために使用されているよく受け入れられ、敏感な技術^12,13,14します。 この方法は、実験室でコスト効果の高い、可能、再現性のある、完全に該当します。その実装では、放射性トレーサー¹⁵や磁気共鳴画像 (MRI)¹⁶、他の方法のための前提条件となるなど、高度な機器は必要ありません。この記事で包括的に虚血性脳卒中のモデルラットによる EB 血管外漏出 bbb ランク評価の基本的な技術的なプロセスを示しています。

プロトコル

動物実験を行い、アルダビール大学医療科学研究評議会のガイドラインに従ってすべてのプロシージャを行った (倫理的な ID 番号: 赤外線ARUMS。REC.1394.08). この可視化の研究で牧草研究所 (イラン ・ テヘラン) から得られる男性の大人の Sprague-dawley ラット (300-350 g) を使用しています。

1. 麻酔および血流計

1. 4% イソフルランを使用して麻酔し、手術の間に亜酸化窒素 (70 %v/v) と酸素 (30 %v/v) の混合物にイソフルラン (1 1.5%) とそれを維持します。
2. フィードバック制御暖房毛布にうつ伏せで麻酔動物を置き、この加熱装置に接続された直腸プローブによる 37±0.5 ° C の体温を維持します。
3. 乾燥を防ぐために両方の目に眼軟膏の少量を適用します。
4. 頭蓋骨の左側にある外科の領域を電気バリカンで剃る。ガーゼのパッドと肌の消毒に betadine ソリューションを使用します。この地域の 70% のエタノールを含む滅菌パッドを洗い流し、3 サイクル¹⁷の両方の手順を繰り返します。
5. 鎮痛の外科領域¹⁷に 0.5% ブピバカイン 0.2 mL を皮下注入します。
6. (左耳のベースに左目の眼から延びる) 頭蓋骨 1 cm 長い皮膚切開を行い、頭蓋骨を公開する左の側頭筋を解剖します。作成小さなバリ穴 5 mm 外側 1 mm 後方前¹⁸レーザードップラー血流計ペンシル プローブの先端の配置を容易にします。
7. 仰臥位になりやすいからラットを切り、局所脳血流量 (rCBF) を監視するこれまでにドリル頭蓋骨ブラインド穴にレーザー ペンシル プローブを配置します。
8. それぞれの動物のベースライン rCBF を記録し、これを 100% として考慮します。特に、80% 以上の脳血流量の低下が検出された^19、20中大脳動脈閉塞 (MCAO) が開始されます。

2. 焦点煎じつめて虚血の誘導

1. 頸部領域を剃る、betadine ソリューションと 70% エタノールで皮膚を消毒してください。鎮痛¹⁷外科サイトで皮下 0.5% ブピバカイン 0.2 mL を注入します。
2. 左の総頸動脈 (LCCA) にアクセスする首の腹側表面で 2 cm 長い切開を行います。(ECA) 外頚動脈と内頸動脈 (ICA) の分岐にアクセスする近隣の筋膜や迷走神経から LCCA を分離します。
3. LCCA または 5-0 絹糸を用いた ECA のいずれか完全に結紮そして翼口蓋動脈のレベルは無料 ICA を解剖します。
4. 緩く LCCA、周り 5-0 絹糸のネクタイを配置、その後一時的に ICA を血管のマイクロ クリップをクランプします。
5. 小切開は、以前に配置した緩いネクタイ前 LCCA と ICA の内腔の空間に 4-0 シリコン コーティング ナイロン縫合糸を挿入し、ナイロン縫合糸を保護し、血液の漏れを防ぎます LCCA 周り縫合糸を締めます。
6. ICA から血管のマイクロ クリップを削除します。その後、MCA 起源の閉塞を示す rCBF の顕著な減少を観察までシリコン被覆管腔内のフィラメントを進めます。虚血期間 (90 分) の終わりに、腔内縫合²¹を撤回することによって再灌流を開始します。

3. 頚静脈穿刺とエバンス ブルー (EB) 注射

1. 正中線の左側に首で 1 cm の縦切開を行うそして、にべもなく左頸静脈 (LGV) の外の枝にアクセスする距離浅筋膜を解剖します。その後、5-0 絹糸と LGV の頭蓋の終わり完全に縛る。緩く、静脈周囲の関係を 2 つを配置し、心臓血管のマイクロ クランプと LGV 末一時的に。
2. 小切開は、2 つの縫合線の間の LGV と LGV の内腔の容量に満ちてヘパリン血清カテーテルを挿入し事前にそれ約 10 mm。 その後、カテーテルをセキュリティで保護し、出血を防ぐために静脈周囲の合字を締めます。少量の静脈の崩壊を避けるために血清を注入します。
3. 再灌流期間の初めに、ゆっくりと 5 分にわたって EB 色素 (生理食塩水で 2 %eb 液の 1 mL/kg) を挿入します。その後、0.5 mL 通常生理食塩水の注入カニューレを洗浄し、静脈^12,22から注入カニューレを撤回します。
4. 最後に、首と頭の切開を縫合し、ブプレノルフィン 0.05 mg/kg を腹腔内注入 (IP) 鎮痛手術¹⁷再灌流期間中にすべての 6-8 h 注射を繰り返します。
5. 回復ケージ¹⁷水和を提供するために予め温めておいた saline(IP) の 5 mL を注入します。
6. 温度と空調制御場所特別な回復ケージ内の動物、動物の麻酔からの回復を監視します。

4. 血液脳関門の透過性の評価

1. 再灌流の 24 h 後深くチオペン タール ナトリウムと動物を麻酔します。胸骨の下に小さな穴を開けることで、胸腔内を開きます。
2. 右房内の小さな開口部を作るし、生理食塩水 0.9% に予め温めておいた (37 ° C) 左心室心房から普通の生理食塩水の出口になる無色²³まで循環から EB を洗って 15 分間を通じて 110 mmHg の圧の 250 mL を注入します。
3. すぐに頭蓋骨から脳を取り除くし、脳行列に配置。嗅球や小脳の解剖し、きれいなかみそりの刃を使用して別の脳の右半球正中線に沿って左 (Lesioned) から。
4. 各半球の重量を量るとリン酸緩衝生理食塩水 2.5 mL で個別にそれらを均質化し、渦のマシンを使用して 2 分の 2.5 ml のトリクロロ酸 (60%) のこれをミックスします。
5. 1,322 × g で 30 分間脳サンプルを遠心し、10 分の 4 ° C 冷蔵庫でクールダウンしてサンプルを許可します。
6. 培養上清を使用して、610 nm²³で、分光光度計による EB 吸光度を推定します。
7. 脳組織の μ g/g として標準曲線と結果を表現に対する EB 濃度を計算します。

5. 理事会の標準曲線の生産

1. リン酸緩衝生理食塩水 5 mL に EB の 1-10 μ g の濃度と理事会の 10 のサンプル ソリューションを準備します。
2. 610 の各サンプルの吸光度を測定分光光度計を用いた nm。
3. Y 軸 (図 1) のスプレッドシートと X 軸上の現在の EB 濃度と吸光度の値を使用して散布図を作成します。
4. その方程式と曲線の線形トレンド ラインを定義します。それを使用し、EB サンプル濃度を取得します。
5. 脳組織重量の μ g/g として EB 血管外漏出の最終結果を報告します。

6. 偽操作

1. Sham のグループ (含む作り切開頸部に EB 注入) のラットと同じ手術のプロセスを実行しますが、MCAO を除外します。

結果

Sham ラットの左半球と右半球の EB レベルに差はありませんでした (1.06 ± 0.1 μ g/g と 1.1 ± 0.09 μ g/g、それぞれ)。図 2A 2B、一過性虚血の誘導に示すように (90 分虚血/24 h 再灌流) 理事会レベルの差の原因 (10.41 ± 0.84 μ g/g, p < 0.001) と比較して、それぞれの虚血ラットの左半球のsham ラットの半球。総称して、これらの調査結果を示し通常の条件下で EB が脳実質内に BBB を容易に越えることはできません、脳虚血性の侮辱 (2A および 2B の数字) BBB の高められた透磁率による EB の血管外漏出を誘発します。

ディスカッション

これまで、放射線と放射性トレーサー^24,25, 蛍光顕微鏡^26,27, EB 血管外漏出テクニック^20,の検出などのさまざまな方法²³血液脳関門の損傷を評価するために使用されています。EB 色素が強く血清アルブミンと結合することができると血管漏出を検出し、BBB 内訳^11,28,29の定量化のトレーサーとして使用されます。承認済みで信頼性の高い方法としては、EB 血管外漏出手法は、虚血性脳卒中を含む脳の別の傷害によって影響を受ける BBB の整合性に直接推定を提供します。

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
イソフルラン	ピラマル	AWN 34041100	20 - 25 °C
2,3,5-トリフェニルテトラゾリウムクロリド(TTC)	モレクラ	31216368	4年
スプレイグ–ドーリーラット	パスチャーインスティテュート(イラン、テヘラン)		300-350g
エバンスブルー	シグマ・アルドリッチ	314-13-6
トリクロロ酢酸	シグマ・アルドリッチ	76-03-9	2年間
Bupivacaine HCl (0.5%)	Delpharm Tours		below  25 °C
ブペルノルフィン	エクシール (イラン)
炭酸ナトリウム	Sigma-Aldrich	497-19-8
塩化ナトリウム	シグマ・アルドリッチ	7647-14-5
リン酸水素ナトリウム	EMDミリポア	231-448-7
塩化カリウム	Sigma-Aldrich	7447-40-7
エタノール	シグマ・アルドリッチ	64-17-5
シリコーン(キサントプレン)	ヘレウス	EN ISO 4823
アクティベーター ユニバーサル プラス	ヘレウス	66037445
マイクロ解剖鉗子	ストールティング	52100-41
スプリング シザー	ストールティング	52130-00
操作 はさみ	Roboz	52140-70
脳マトリックス	Stoelting	51390
小動物用麻酔器 |	ケントサイエンティフィック	SS-01
パワーラボシステム	ADインスツルメンツ	ML880
レーザードップラー流量計	ADインスツルメンツ	ML191
加熱フィードバックシステム	ハーバード大学 Appratus	72-7560
血管マイクロクランプ	ファインサイエンスツール	18055-03
シルク5-0縫合糸	エチコン	682G
エチロン4-0縫合糸	エチコン	EH6740G