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방법 논문

흰쥐의 동종 혈액 혈전과 허혈성 뇌졸중에 대한 전성 중간 대뇌 동맥 폐색 (MCAO)

27.1K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/51956

⸱

2014년 9월 17일

 ,  , 
1Vascular Biology and Stroke Research Laboratory, Department of Neurosurgery, Louisiana State University Health Science Center, Shreveport

이 논문에서

정오 공지

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

요약

이 논문에서는 성체 쥐에서 상동 혈전(피브린이 풍부한)을 동반한 색전성 중대뇌동맥 폐색을 생성하는 표준 방법을 보여줍니다. 이 모델은 인간 허혈성 뇌졸중을 밀접하게 모방하며 허혈성 뇌졸중에 대한 혈전용해 요법의 전임상 연구에 적합합니다.

초록

재조합 조직 플라스 미노 겐 활성제 (TPA)의 사용과 임상, 혈전 용해 치료는 급성 허혈성 뇌졸중의 가장 효과적인 치료 남아있다. 그러나, tPA의 사용은 좁은 치료 윈도우 의해 출혈성 변형의 위험 증가에 의해 제한된다. 허혈성 뇌졸중의 치료를위한 새로운 혈전 용해제 및 전략을 연구하기 적합한 뇌졸중 모델을 개발하기위한 시급한 필요성이있다. 관내 봉합 MCAO 및 색전 MCAO : 현재, 허혈성 뇌졸중 모델의 두 가지 주요 유형은 쥐와 생쥐에서 개발되었다. 관내 봉합 MCAO 기법을 통해 모델 널리기구 구동 스트로크 연구에 사용되어 왔지만, 이러한 봉합 모델 임상 상황을 모방하지 혈전 및 연구에 적합하지 않는다. 이러한 모델 중 전성 MCAO 모델은 밀접하게 인간의 허혈성 뇌졸중을 모방하고 혈전 용해 치료의 임상 연구에 적합하다. 이 전성 모델은 첫째 OV에 의해 쥐에서 개발 된1992 년. 등 1 ergaard 또한 장 등이 특징. 1,997 2. 전성 MCAO가 관심을 증가 얻고있다하더라도, 많은 실험실에서 직면 기술적 인 문제가 있습니다. 혈전 용해 연구에 대한 증가하는 요구를 충족하기 위해, 우리는 MCA 영토 내에서 예측 경색 볼륨을 개발할 수 쥐에 전성 MCAO의 높은 재현성 모델을 제시한다. 요컨대, 변성 PE-50 튜브 부드럽게 MCA의 원점에 도달 카테터의 팁까지 내 경동맥 (ICA)의 내강에 외부 경동맥 (ECA)에서 전진된다. 카테터를 통해 하나의 동종 혈액 응고는 MCA의 기원에 배치됩니다. MCA 폐색의 성공을 식별하는 지역 뇌 혈류량을 모니터링하고, 신경 학적 결손 및 경색 부피를 측정 하였다. 이 논문에서 제시 한 기술은 뇌졸중 연구를위한 모델을 구축하기위한 기술적 인 문제를 극복하기 위해 수사관을 도움이 될 것이다. </ P>

서론

뇌졸중은 미국에서 사망의 세 번째 주요 원인이지만, 급성 뇌졸중의 치료 옵션이 제한 남아있다. 현재, 혈전을 용해하는 재조합 조직 플라스 미노 겐 활성제 (TPA)의 정맥 주입은 급성 허혈성 뇌졸중에 대한 가장 효과적인 치료법이다. 그러나, tPA의 사용은 좁은 치료 창이과 뇌출혈의 위험 증가에 의해 제한됩니다. 따라서 혈전 용해 연구에 적합한 행정의 모델을 긴급하게 필요합니다.

중대 뇌동맥 (MCA)는 가장 자주 인간 스트로크에 가려 동맥이다. 이 동맥에 초점을 맞춘, 허혈성 뇌졸중의 여러 동물 모델이 설정되어있는 것. 현재, MCA를 폐색에 의해 쥐 초점 허혈 모델의 두 가지 주요 유형이 개발되어 있습니다 : 봉합 MCAO 모델과 전성 MCAO 모델. 관내 봉합 MCAO 기법을 통해 모델 널리기구 구동 스트로크 연구에 사용되어 왔지만, 이러한 봉합 모델 몰라인간의 스트로크의 80 %까지로 모방 인간의 스트로크는, 혈전이나 색전에 의해 발생합니다. 그러나, 혈액 응고를 사용하여 색 전성 뇌졸중 모델은 밀접하게 인간의 스트로크를 모방하고 혈전 용해 연구에 적합한 것으로 간주됩니다. 이 전성 모델은 1992 년에 처음 Overgaard 등. 1 쥐에서 개발 및 추가 장 등을 특징으로했다. 1,997 두와 디 나폴리 등에 의해. 2,006 3. 전성 MCAO 증가 주목을 받았다 있지만, 직면 한 기술적 문제가 많은 실험실에 의해.

이 문서에서는, 우리는 MCA 영토 내에서 예측 경색을 개발할 수 있습니다 성인 쥐에서 동종 혈액 응고와 색전 MCAO을 생산하기위한 표준 방법을 보여줍니다. 이 문서에 제시된 기술은 연구자 뇌졸중 연구를위한이 모델을 설정하기위한 기술적 인 문제를 극복하는 데 도움이됩니다.

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프로토콜

윤리 선언문 : (330~380g 무게) 남성 성인 흰쥐이 프로토콜에 사용되었다. 이 프로토콜은 LSU 건강 과학 센터 - 슈 리브 포트에서 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의 승인 (제 8 판, 국립 과학 아카데미 2011 '실험실 동물의 관리 및 사용을위한 설명서'을 준수하였습니다 ).

수정 된 PE-50 튜브의 1 준비

  1. 점차적으로 튜브를 부드럽게, 손에 의해 가스 불 위의 30cm 긴 PE-50 튜브를 잡습니다. 부드럽게 튜브를 스트레칭.
  2. 디지털 캘리퍼스 (그림 1)를 사용하여 연신 튜브에 지점을 선택하고, 그것을 표시하고 (외경 : 0.30-0.34 mm) 1cm 길이 끝이 25cm 긴 세그먼트로 수정 된 PE-50 튜브를 잘라.

동종 혈액 응고 2 준비

  1. 70 % N 2 O 30 % O의 이소 플루 란 (유도 5 %, 유지 보수를 위해 2 ~ 3 %)로 쥐를 마취 <채혈하기 전에 얼굴에 마스크에 의해 서브> 2. 발가락 핀치에 의해 마취를 확인합니다.
  2. 발행 방법 4 기증자 쥐의 대퇴 동맥 삽관을 수행하고 20cm 긴 PE-50 튜브에 직접 대퇴 동맥의 혈액을 전송합니다. 혈전이 혈액을 실온에서 2 시간 동안 튜브를 놓은 다음 4 ℃에서 22 시간 동안 튜브를 유지합니다. 참고 : 삽관 단계 3.1에 ​​설명 된대로 무균 기술을 사용하여 수행됩니다. 기증자 쥐 더욱 샘플링 회수한다.
  3. 50mm 세그먼트로 PE-50 튜브를 잘라 생리 식염수가 들어있는 멸균 페트리 접시에 관에서 혈전을 세척하십시오.
  4. 60mm 긴 PE-10 튜브에 50mm에게 긴 혈전을 전송하고 23 G 바늘을 생리 식염수를 포함하는 1 ML의 주사기에 연결된 20cm 긴 PE-50 관에 PE-10 튜브의 각 끝을 연결합니다 (그림 2) .
  5. 혈액 세포를 제거 할 수있는, 5 분 동안 다른 하나의 주사기로부터의 연속 교호 이동에 의해 응고 시프트응고와 섬유소 코어를 방해하지 않고, 혈관 외 응고 된 혈전의 허약을 최소화 할 수 있습니다.
  6. 40mm 긴 세그먼트로 혈전을 자르고 무균 조건 하에서 단계 1.2에 설명 된대로 수정 된 PE-50 카테터로 혈전 세그먼트를 전송합니다. 참고 : 모든 PE 튜브가 산화 에틸렌 살균된다.

3 색전 중간 대뇌 동맥 폐색 (그림 3A, B)

  1. (최소 121 ° C, 15 분 15 PSI를) 고압 증기 멸균하여 모든 수술 도구를 소독. 70 % 에탄올을 사용하여 수술 테이블과 연관된 수술 장비를 살균.
  2. 2.1 단계에 설명 된대로 이소 플루 란과 함께 쥐를 마취. 모두 뒤 발에 발가락 핀치를 수행하여 마취의 깊이를 테스트하고 (발을 인출) 모든 관찰 운동은 동물이 수술을 할 충분히 마취가 아님을 나타냅니다. 마취 동안 건조를 방지하기 위해 두 눈에 수의사 연고의 작은 금액을 적용합니다. 복부 목과 머리 재에 털을 면도전기 면도기와 gions은 피부 영역을 노출시킨다.
  3. 가열 패드에 누운 자세에서 쥐를 놓습니다. 직장 프로브, 컨트롤을 삽입하고 homeothermic 담요 제어 장치를 사용하여 36.5-37.5 ° C 사이의 체온을 유지한다.
  4. 70 % 에탄올이어서 10 % 포비돈 - 요오드와 면도 피부와 주변 모피 소독.
  5. 해부 현미경 목에 2 cm 길이의 중간 선 절개를합니다. 수술 부위를 노출하고 오른쪽 경동맥 (CCA), 외부 경동맥 (ECA), 내 경동맥 (ICA) 및 pterygopalatine 동맥 (PPA) 주변 신경 및 근막 (그림 3A)에서 무료 해부 견인기를 사용합니다. 참고 : 길잡이 동물을 준비하는 데 도움이없는 경우 수술 전에 멸균 장갑을 변경합니다.
  6. (미주 신경에 손상을주지 않고) 주변 신경에서 CCA 무료 해부 및 동맥에서 멸균 5-0 실크 봉합사를 배치합니다. 슬립 매듭 (# 1)을 묶어 작은 HEMOS을 사용하여 봉합을 파악문신과는 몸으로 가르쳐 당깁니다.
  7. ECA와 그 두 가지, 후두 동맥 (OA) 및 갑상선 동맥 (STA)을 해부하다. 수의학 전기 수술 장치를 사용하여 두 가지를 응고. ECA에서 멸균 6-0 실크 봉합사의 두 조각을 놓습니다.
  8. 동맥, 머리를 향해 한 조각 (선단) 몸으로 다른 아래에 위치이 실크를 분리합니다. (2 #) 머리에 가장 가까운 측면에 작은 지혈제와 실크를 잡고 머리를 향해 가르쳐 당겨 꽉 합자 타이. 나중에 사용하기 위해 다른 실크 느슨한 매듭 (# 3)를 준비합니다.
  9. (미주 신경에 손상을주지 않고) 주변 신경에서 ICA와 PPA를 해부하다. 6-0 봉합사 (# 4)와 PPA를 묶어. ICA (# 5) 약 6-0 봉합과 슬립 매듭을합니다. 다르게는, 미세 혈관 클립을 사용하여 ICA 클립.
  10. Vannas 스타일의 봄 가위로 꽉 (# 2) 느슨한 (# 3) 합자 사이의 ECA에 작은 구멍 (를 통해 2)를 잘라. 수정 된 PE-50 욕조를 삽입CCA의 분기점에 절개를 사전에 혈전이 포함 된 전자. (3 #) 충분한 루멘 주변에 거주하는 튜브의 이동성을 보존 확보하기 위해 느슨한 합자를 조입니다.
  11. 그루터기를 해제하고 ECA와 ICA의 분기점 아래의 그루터기를 배치하는 작은 구멍의 사이트에서 ECA를 잘라; 이 개질 관 쉽게 ICA로 밀어 허용 할 것이다. ICA를 열고 카테터의 끝이 MCA의 근원에 도달 할 때까지 부드럽게 (~ 분기점에서 17mm를) ICA에 ECA의 루멘에서 튜브를 진행합니다. 참고 : 전에 ECA, 70 % 에탄올로 튜브의 멸균 외부 표면에 튜브의 끝 부분을 삽입 한 다음 멸균 생리 식염수로 씻어.
  12. 100 μL 해밀턴 주사기 (그림 3B)를 사용하여 10 초 이상 생리 식염수 10 ㎕를 함께 수정 된 PE-50 카테터를 통해 혈전을 주입한다.
  13. 5 분 후에 ECA에서 카테터를 철회. ECA를 묶어 CCA를 다시 엽니 다. 목에 절개를 봉합.

(4) 모니터링 지역 대뇌 혈류 (rCBF)

  1. 이전 MCA 폐색으로, 두개골의 뼈를 노출 두피에 1.2 cm 긴 중간 선 절개를합니다. 치과 스크레이퍼 및 멸균면 스왑과 두개골 뼈의 조직을 제거합니다. 참고 : 수술 전에 노출 된 두피 지역 및 주변 모피는 70 % 에탄올 다음 10 % 포비돈 요오드로 소독한다.
  2. 2mm 후방 및 0.7 mm 구형 스테인레스 버어 (도 4)를 이용하여 5mm 브레 그마 측방에 위치한 직경 1.5 mm 버 홀을 뚫는다.
    주 : 그대로 두라을 유지합니다.
  3. 프로브에게 경질 표면 위의 0.5 mm를 놓습니다. 0 (베이스 라인)에서 rCBF, 5, 15, 30, 60, 90을 모니터링하고 색전술 후 및 120 분에서 계속 5, 15, 30, 45, 및 tPA의 정맥 내 투여 후 60 분. rCBF의 마지막 측정 후, 두피 절개는 봉합에 의해 폐쇄된다. 참고 : 목 절개를하기 전에 우리가 MCA의 occlus 전 기준으로 rCBF을 측정이온. 포스트 MCA 폐색 우리는 목 절개 봉합 폐쇄 후 rCBF을 측정한다. 따라서, 목 절개 무균 유지된다.

(5) 수술 후 케어

  1. 탈수를 방지하고 즉시 수술과 통증 완화에 필요한 모든 6 ~ 12 시간 후 Buprenex (0.05 ㎎ / ㎏, SC)를 주입하는 식염수를 피하의 2.5 ml에 주입한다.
  2. 이소 플루 란 마취를 중지합니다. 37 ° C 수의학 회수 챔버에 쥐를 놓고 (동물을 따뜻하게 유지) 관찰을 유지합니다. 쥐가 마취에서 회복하는 것은 일반적으로 10 분입니다. 그런 다음, 멸균 케이지에 동물을 넣어 장에 페트리 접시에 약간 젖은 음식을 놓고 동물 살균 방에 케이지를 반환합니다.
  3. 뇌졸중 후 24 시간이 나트륨 펜토 바르 비탈 (100 ㎎ / ㎏ 체중, IP)의 과다로 래트를 안락사.

(6) 신경 적자 점수

  1. 전 색전술 후 2 시간에서 Bederson 점수를 수행합니다. 등급의를 사용하여0-3의 케일이 아니라 이전에 5 설명 : 꼬리 쥐를 올리는 공을 바닥에 두 앞발을 확장하고 다른 적자를 나타내지 않는 동물 (정상 동작); 한, 꼬리 쥐를 제기 반대측 앞다리 플렉스; 도 2는 선회하지 않고 횡 푸시 (및 앞다리 굴곡)에 대한 내성을 감소; 3, 돌고와 등급이 동일한 동작.
    참고 : 색전술 후 2 시간에서 Bederson 점수 = 0 (적자)을 보여주는 쥐가 더 많은 연구에서 제외됩니다.

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결과

레이저 도플러 flowmetry (LDF)는 뇌허혈 6,7의 유도시 rCBF를 모니터링하는 데 사용 하였다. 우리 연구실을 포함한 많은 실험실이 성공 MCA 폐색 동물을 식별 할 수 rCBF를 사용하고 있지만,베이스 라인의 임계 값은 측정 사이트에 관련된 실험실 사이에서 변화. LDF의 프로브는 2mm의 후방에 배치되고, 이전에 설명한 바와 같이 6 5mm는 브레 그마 측방. rCBF 0에서 모니터 된 5, 15, 30, 60, 90, 및 120 분의 주사 후 혈전. 이 데이터를 기초로, rCBF의 감소를 나타내지 만 동물> 기준선의 70 % MCA 폐색의 성공적인 색전 (도 5)로 간주된다. 혈전의 주입 후 2 시간에, tPA의 (10 밀리그램 / kg) 7,8의 표준 래트 도즈는 시린지 주입 펌프 7,8 정보를 사용하여 30 분에 걸쳐 정맥 내 10 % 러스 90 % 연속 주입으로 투여 하였다. 우리는 rCBF...

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토론

본 연구에서 우리는 MCA의 원점이 풍부한 피브린 응고에 의해 폐색 된 쥐에서 색 전성 뇌졸중 MCAO 모델을 수행하기위한 표준 방법을 설명했다. 이 모델의 주요 장점은 : 피브린 풍부한 혈병과 MCA의 줄기의 폐색은 인간에서 혈전 색 전성 뇌졸중 유사 색 전성 뇌졸중 모델 혈전 용해 요법의 전임상 연구를 수행하기에 적합하고,이 모델을 개발할 수 있음 MCA에 의해 공급 영토 내에서 재현하고 예측 경색 볼륨.

색전 MCAO 모델을 행하는, 혈전 도입, 안정성 및 거점은 경색 크기에서의 변화의 영향과 2,3 뇌 영역에 이르게하는, 관리하기가 어렵다. 이전의 연구는 방해 혈전이 MCA 2,3의 줄기에 박혀 때 MCA 영토에서 재현 허혈성 병변 만 달성 될 수 있다는 점을 보여 주었다. 정확하게 응고를 제출하고,재현 색 전성 뇌졸중 모델을 생산하고,이 연구에서, 우리는 수정 된 PE-50 튜브 및 방법 MCA의 기원과 방법을 MCA에 섬유소가...

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공개 사항

우리는 공개할 잠재적인 상충되는 이해관계가 없습니다.

감사의 글

이 작업은 미국 국립보건원(National Institutes of Health)의 보조금 HL087990(G.L.)의 지원을 받았습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
rh-tPA화학Genentech
2,3,5-triphenyltetrazolium chloride화학SigmaT8877
마취 기화기장비Soma TechnologyDrager Vapor 19.1   
충전식 고속 마이크로 드릴장비정밀 과학 도구18000-17
곡선 가위장비정밀 과학 도구14117-14
Dumont 집게 (의료 # 7)장비정밀 과학 도구11270-20
Dumont 집게 (의료 # 5)장비정밀 과학 도구11251-35
Vannas 스타일 스프링 가위장비Fine Science Tools15000-03
수의학 회복 챔버 장비 페코 서비스 V1200   
Genie plus 주사기 펌프장비Kent Scientific Corporation
쥐 뇌 매트릭스장비Kent Scientific CorporationRBMA-310C
디지털 캘리퍼스 장비World Precision Instruments
501601 해부 현미경장비World Precision InstrumentsPZMTIII-BS-LWD
해밀턴 주사기장비해밀턴모델 710
Homeothermic 담요 제어 장치장비하버드 장치
전기 클리퍼장비Braintree ScientificCLP-9931
수의학 전기 수술 장치장비MACAN Manufacturing CompanyMV-9
혈액 유량계장비Adinstruments
PowerLab 4/30장비Adinstruments
LabChart 7.2소프트웨어Adinstruments
1 ml 주사기소모품Becton, Dickinson and Company309659
23G 바늘소모품Becton, Dickinson and Company305143
30G 바늘소모품Becton, Dickinson and Company305106
PE-50 튜빙소모품Becton, Dickinson and Company427517
PE-10 튜빙소모품Becton, Dickinson and Company427400
6-0 실크 봉합소모품하버드 기구723287
5-0 실크 봉합소모품하버드 기구517607
사 사

참고문헌

  1. Overgaard, K., Sereghy, T., Boysen, G., Pedersen, H., Høyer, S., Diemer, N. H. A rat model of reproducible cerebral infarction using thrombotic blood clot emboli. J Cereb Blood Flow Metab. 12 (3), 484-490 (1992).
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  3. Dinapoli, V. A., Rosen, C. L., Nagamine, T., Crocco, T. Selective MCA occlusion: a precise embolic stroke model. J. Neurosci. Methods. 154 (1-2), 233-238 (2006).
  4. Jespersen, B., Knupp, L., Northcott, C. A. Femoral arterial and venous catheterization for blood sampling, drug administration and conscious blood pressure and heart rate measurements. J Vis Exp. 59 (3496), (2012).
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  10. Sicard, K. M., Fisher, M. Animal models of focal brain ischemia. Exp Transl Stroke Med. 1 (7), (2009).
  11. Florian, B., et al. Long-term hypothermia reduces infarct volume in aged rats after focal ischemia. Neurosci Lett. 438 (2), 180-185 (2008).
  12. Noor, R., Wang, C. X., Shuaib, A. Effects of hyperthermia on infarct volume in focal embolic model of cerebral ischemia in rats. Neurosci Lett. 349 (2), 130-132 (2003).
  13. Westendorp, W. F., Nederkoorn, P. J., Vermeij, J. D., Dijkgraaf, M. G., van de Beek, D. Post-stroke infection: a systematic review and meta-analysis. BMC Neurol. 11 (110), (2011).

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재인쇄 및 허가

정오


Formal Correction: Erratum: Embolic Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) for Ischemic Stroke with Homologous Blood Clots in Rats
Posted by JoVE Editors on 11/01/2014. Citeable Link.

A correction was made to Embolic Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) for Ischemic Stroke with Homologous Blood Clots in Rats. The institution information was updated.

The institution "Louisiana State University Health Science Center" was changed to "Louisiana State University Health Science Center, Shreveport".

태그

MCAOTTCPE 50
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