このプロトコルは、げっ歯類の脳サンプルの同じセット上の虚血性脳損傷の3つの最も重要なパラメータを測定する新しい技術を記述する。1つの脳サンプルのみを使用することは、倫理的および経済的コストの面で非常に有利である。
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方法論記事
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このプロトコルは、げっ歯類の脳サンプルの同じセット上の虚血性脳損傷の3つの最も重要なパラメータを測定する新しい技術を記述する。1つの脳サンプルのみを使用することは、倫理的および経済的コストの面で非常に有利である。
世界的に罹患率と死亡率の最も一般的な原因の1つは虚血性脳卒中である。歴史的に、虚血性脳卒中を刺激するために使用される動物モデルは、中大脳動脈閉塞(MCAO)を含む。梗塞領域、脳浮腫および血液脳関門(BBB)の内訳は、MCAO後の脳損傷の程度を反映するパラメータとして測定される。この方法の重要な制限は、これらの測定は通常、異なるラットの脳サンプルで得られ、適切なサンプルサイズのために安楽死させられる必要がある多数のラットのために倫理的および財政的負担を引き起こします。ここでは、同じラット脳の中で梗塞領域、脳浮腫およびBBB透過性を測定することによってMCAOに続く脳損傷を正確に評価する方法を提示する。この新しい技術は、脳卒中の病態生理を評価するより効率的な方法を提供する。
世界的に罹患率と死亡率の最も一般的な原因の1つは脳卒中です。世界的に、虚血性脳卒中は全脳卒中症例の68%を占め、米国では虚血性脳卒中が脳卒中症例1,2の87%を占める。脳卒中の経済的負担は、米国では240億ドル、欧州連合(EU)では450億ユーロに達すると推定されています。脳卒中の動物モデルは、その病態生理学を研究し、評価のための新しい方法を開発し、新しい治療オプションを提案するために必要です4.
虚血性脳卒中は、大脳動脈の閉塞で起こり、通常は中大脳動脈またはその枝の1つである5。したがって、虚血性脳卒中のモデルは、歴史的に中大脳動脈閉塞(MCAO)6、7、8、9、10、11、12を含む。MCAOに続いて、 神経損傷は、2,3,5トリフェニルテトラゾリウムクロリド(TTC)染色法13、脳浮腫(BE)を乾燥または半球量14、15、16、および血液脳関門(BBB)透過性を、エバンスブルー17を用いた透過性を測定することによって最も一般的に評価される。
従来のMCAO法は、3つの脳の測定のそれぞれのために別々の脳のセットを使用しています。サンプルサイズが大きい場合、これは、倫理的および財政的な考慮事項を追加して、安楽死させた動物のかなりの数になります。これらのコストを軽減する別の方法は、MCAO後げっ歯類の脳の単一のセットで3つのパラメータすべての測定を含むであろう。
以前の試みは、同じ脳サンプル内のパラメータの組み合わせを測定するために行われています.同時免疫蛍光染色法20 は、他の分子及び生化学的分析21 と同様に、同じ脳試料中でTTC染色後に記載されている。我々は以前に脳浮腫を評価するために脳半球の体積を計算し、同じ脳セット15で梗塞領域を計算するためにTTC染色を行った。
本プロトコルでは、同じ齧歯類脳の中でIZ、BE、BBB透過性を判定することで虚血性脳損傷を測定する改変MCAO技術を提示する。IZはTTC染色法により測定され、BEは半球体積を算出して求められ、BBB透過性は分光法19により得られる。このプロトコルでは、内部頸動脈(ICA)へのモノフィラメントカテーテルの直接挿入および固定に基づく改変MCAOモデルを用いた、および中大脳動脈(MCA)22への血流のさらなる遮断を用いた。この修飾方法は、従来のMCAO法16,22と比較して死亡率および罹患率の低下率を示す。
この新しいアプローチは、MCAO後の神経損傷を測定するための財政的に健全で倫理的なモデルを提供します。虚血性脳損傷の主なパラメータのこの評価は、その病態生理学を包括的に調査するのに役立ちます。
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以下の手順は、ヘルシンキ宣言及び東京宣言及び欧州共同体の実験動物使用に関するガイドラインに従って行われた。実験はまた、ネゲブのベングリオン大学で動物ケア委員会によって承認されました.
実験手順のための1.ラットの準備
2. 手術用のラットの準備
3. 右側中大脳動脈閉塞
注:MCAOは、以前に説明した16、22、23のように、マクガリーら24およびUluçら.25によって記述された楽器を使用して、修正された技術によって行われる。
4. 梗塞領域の決定

5. 脳浮腫の測定31
注意:BE32、33の測定にはImageJ1.37vを使用してください。

6. BBBの中断の決定
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梗塞ゾーン測定
独立サンプルt-テストでは、永久的MCAOを受けた19匹のラットが、3.57ラット対シャム=0.31%± ±1.9、t(28.49)=7.56、p<0.01(図2)と比較して脳梗塞容積が有意に増加したことを示した(図2A)。データは、SDの反側半球±平均パーセントとして表されます。
脳浮腫測定
独立サンプルt検定は、永久的なMCAOを受けた19匹のラットが16匹のシャム作動ラットと比較して24時間後に脳浮腫の程度の有意な増加を示したことを示した(MCAO=12.31%± 8.6対シャム=0.64%±10.2、t(29.37)=3.61、p=0.011、2Bを参照)。 データ...
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本プロトコルの主な目標は、虚血性損傷の3つの主要なパラメータの一貫した測定を実証することであった:IZ、BEおよびBBB透過性。この分野の以前の研究は、同じサンプルでこれらのパラメータの1つまたは2つを一緒に実行する可能性を実証しました。この3部構成の方法が提供するコスト削減に加えて、手術とその後の安楽死化しなければならない動物の数を制限するより望ましい生物倫理モデルも提供します。すべての組織学的手法と同様に、この方法は虚血性傷害を動的に観察できないことによって制限される。
画像分析では、イメージ解析に 4 つのコンピュータ プログラムが使用されました: イメージ J 1.37v、アドビフォトショップ CS2、マイクロソフト Excel 365、および IBM SPSS 統計 22.ImageJは梗塞帯と脳浮腫の拡張を測定するために使用された。アドビフォトショップは、青色がBBBの内訳を示すため、脳組織に対するエバンスブルーの影響を制限するために使用されました。梗塞領域を計算する前に、画像から青色を除去する必要があるが、その色は梗塞帯の正確な測定を認めないので(
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著者らは開示するものは何もない。
マリナ・クシェリアヴァ、マクシム・クリヴォノソフ、ダリーナ・ヤクメンコ、エフゲニア・ゴンチャリク生物学・生態学・医学部、オレス・ホンチャリク、ドニプロ大学、ドニプロ、ウクライナの皆様のご支援、そして私たちの議論への貢献に感謝します。得られたデータは、ルスラン・クッツ博士課程の一部です。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 2 mL シリンジ | ブラウン | 4606027V | |
| 2% クロルヘキシジン 70% アルコール溶液 | シグマ・アルドリッチ | 500 cc | 手術室で皮膚の一般的な消毒を提供します |
| 27 G シリンジ付き針 | ブラウン | 305620 | |
| 3-0 シルク縫合糸 | ヘンリー・シャイン | 1007842 | |
| 4-0 ナイロン縫合糸 | 4-00 | ||
| ブレイン&ティッシュマトリックス | Sigma-Aldrich | 15013 | |
| カニューレ ベンフロン 22 G | KD-FIX | ||
| 遠心分離機 Sigma 2-16P | Sigma-Aldrich | Sigma 2-16P | |
| コンパクト分析天びん | Sigma-Aldrich | HR-AZ/HR-A | |
| デジタル体重計 | Sigma-Aldrich | Rs 4,000 | |
| 解剖ハサミ | Sigma-Aldrich | Z265969 | |
| Eppendorfピペット | Sigma-Aldrich | Z683884 | |
| Eppendorf tube | Sigma-Aldrich | EP0030119460 | |
| 蛍光検出器 | Tecan, Männedorfスイス | モデル:Infinite 200 PROマルチモードリーダー | オプション。 |
| 蛍光検出器 | Molecular Devices LLC | VWR cat. # 10822 512 SpectraMax Paradigm マルチモードマイクロプレートリーダー ベース機器 | オプション。 |
| ガーゼスポンジ | フィッシャー | 22-362-178 | |
| ヒーター(温度計付き) | Heatingpad-1 | モデル:HEATINGPAD-1/2 | |
| 止血マイクロクリップ | Sigma-Aldrich | ||
| Horizon-XL | Mennen Medical Ltd | ||
| 輸液カフ | ABN | IC-500 | |
| マイクロ鉗子 | Sigma-Aldrich | ||
| マイクロハサミ | Sigma-Aldrich | ||
| マルチセット | Teva Medical | の998702 | |
| オリンパスBX 40顕微鏡 | オリンパス | ||
| 手術用鉗子 | Sigma-Aldrich | ||
| 手術用ハサミ | Sigma-Aldrich | ||
| 光学スキャナー | キヤノン | カノスキャン 4200F | 解像度3200 x 6400 dpi |
| ペトリ皿 | Sigma-Aldrich | P5606 | |
| Purina Chow | Purina | 5001 | ラット、マウス、ハムスターに与えられるげっ歯類の実験室用チャウは、50年以上にわたって生物医学研究で使用されてきたライフサイクル栄養です。この実験では、ラットに自由自在に提供されます。 |
| ラットケージ | Techniplast | 2000P | げっ歯類用の従来のハウジング。実験全体を通してラットを収容するためにケージが使用されました |
| メスの刃 #11 | Sigma-Aldrich | S2771 | |
| Software | |||
| Adobe Photoshop CS2 for Windows | Adobe | ||
| ImageJ 1.37v | NIH | ソースコードは無料で入手できます。著者のウェイン・ラズバンド(wayne@codon.nih.gov)は、米国メリーランド州ベセスダにある国立精神衛生研究所の研究サービス部門にいます | |
| SPSS Statistics 22 | IBM | ||
| Office 365 ProPlus | Microsoft-Microsoft | Office Excel | |
| Windows 10 | Microsoft | ||
| Reagents | |||
| 2,3,5-トリフェニルテトラゾリウム塩化 | Sigma-Aldrich | 298-96-4 | |
| 50% トリクロロ酢酸 | Sigma-Aldrich | 76-03-9 | |
| エタノール 96 % | ロミカル | 可燃性液体 | |
| エバンス ブルー 2% | Sigma-Aldrich | 314-13-6 | |
| イソフルラン、USP 100% | Piramamal Critical Care, Inc | NDC 66794-017 |
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