Om ischemische condities die effectief na te bootsen menselijke ischemische beroerte veroorzaken, worden diverse dierlijke takt modellen op grote schaal toegepast, met wisselende volumes infarct als gevolg. In de fototrombotisch model, de hersenen bestraald door de intacte schedel met laser belichting na intraveneuze injectie van een lichtgevoelige stof (zoals rose-bengal), resulterend in fotochemische coagulatie, verstopping van de bestraalde schepen en ischemie in het omringende weefsel 6, 7. Photothrombosis kunnen zeer kleine, geïsoleerde gebieden van infarct en wordt typisch als een modelmatig "mini-beroerte" of "micro-slagen".
De meer algemeen aanvaarde methode voor het induceren van ischemische beroerte, in het bijzonder middelste cerebrale slagader (MCA), is de intraluminale monofilament model 8, waarin een filament wordt operatief ingebracht in de uitwendige halsslagader en voortbewogen totdat het uiteinde afsluit basis van MCA. Een primary uitdaging van intraluminale filament occlusie is het hoge sterftecijfer (70% bij MCA wordt afgesloten voor 3 uur, een relevante tijdstip voor slagonderzoek) 9. Andere problemen met de methode opgenomen mogelijke subarachnoïdale bloeding, onvolledige occlusie, en variabele infarctvolume 10,11. Dit model resulteert in een uitgebreide mate van infarct zowel in de cortex en Subcortically 12, en modellen een enorme menselijke beroerte.
Hoewel zowel micro-en zware beroerte modellen zijn belangrijk, menselijk slagen zijn meestal ergens tussenin. In grote klinische studies, beroerte infarct varieert in grootte 28-80 cm 3, wat zich vertaalt naar 4,5-14% van de ipsi-ishemic halfrond 9. In vergelijking, onze rat pMCAO infarct grootte varieert van ongeveer 9-35 mm 3, die 3 tot 12% van de ipsi-ishemic halfrond vormt. Onze pMCAO model, dus sterk lijkt op de menselijke ischemische beroerte infarct volumes op percentage van de hersenenvolume.
Naast het modelleren van de structurele beschadiging van beroerte, pMCAO resulteert in functionele en afwijkend gedrag vergelijkbaar met de menselijke conditie. Op minimum, een effectief model van een beroerte leidt tot tekorten beweging contralateraal aan slagschade 13-15, verlies of verstoring van motorische en sensorische functie 16,17, verlies of verstoring van opgewekte neuronale activiteit 16,18, vermindering van de cerebrale bloeddoorstroming 19, 20, en infarct 21,22. Dienovereenkomstig, onze pMCAO modellen een ernstige occlusie van de MCA resulteert in lichamelijke handicap, verlies van functie binnen de sensorische cortex (en naburige cortex), verstoring van de neuronale activiteit, een ernstige vermindering van de MCA bloedstroom, en infarct-keurmerk attributen van ischemische beroerte 23 -25 daarom dienen als een effectief model van menselijke beroerte.
Procedureel pMCAO gaat om een kleine craniotomie waarin wij verwijder voorzichtig de schedel en dura uiteen 2 x 2 mm "chirurgische venster" via eerste (M1) segment van MCA, net voor de primaire splitsing van MCA in de anterieure en posterieure corticale takken (Figuren 1A en 1B). We passeren een half-bocht achteruit snijden hechtdraad naald en draad (6-0 zijde) door de pial laag van de hersenvliezen, onder MCA en boven de corticale oppervlak (zie Tabel van specifieke reagentia en apparatuur voor de chirurgische leveringen nodig voor het uitvoeren van pMCAO ). We binden dan een dubbele ligatuur, draai de twee knopen rond MCA, en doorsnijden het schip tussen de twee knopen. De dubbele ligatuur en doorsnijding door M1 komt net distaal van de vertakking lenticulostriate, zodanig dat alleen de corticale takken van MCA zijn getroffen-dus alleen corticale infarct (geen subcorticale schade) ontstaat 26,27 (figuur 2). Hoewel de menselijke beroerte gaat vaak gepaard met subcorticale infarct, het modelleren van deze bij knaagdieren vereist meer invasieve (afsluitende cerebrale bloedvaten vóór corticale Branching vereist toegang slagaders via de halsslagader in de nek en vereist extra afsluitingen) in techniek en verhoogde variabiliteit in infarctgrootte. Het hier beschreven model kan niet meer proximaal worden uitgevoerd als de toegang tot eerdere takken van MCA is niet mogelijk via een eenvoudige craniotomie. Terwijl het chirurgisch mogelijk is om een subcorticale infarct via pMCAO induceren, zou occlusie een zeer invasieve procedure omvat en dus niet ideaal.
Effectiviteit van occlusie kan worden bevestigd via laser Doppler of laser speckle imaging 12,24,25 (figuur 3), of post-mortem histologisch (Figuur 2). Opgemerkt moet worden dat het vorige onderzoek heeft aangetoond dat sensorische stimulatie een belangrijke rol kan spelen in de evolutie en de uitkomst van infarct; verlening van bescherming tegen beschadiging bij toediening binnen 2 uur van pMCAO en het veroorzaken van een toename van de beroerte schade wanneer toegediend op 3 uur na pMCAO 24,25,28. Wij hebben bevestigd dat ten 5 uur na pMCAO, stimulatie niet langer invloed heeft op resultaat (ongepubliceerde gegevens). Daarom moet sensorische stimulatie van de proefpersonen worden geminimaliseerd voor 5 uur na pMCAO aan infarct volumes te verkrijgen met minimale variabiliteit. Dienovereenkomstig onze groep heeft "onbehandelde" van dit type door hem ratten verdoofd gedurende 5 uur na pMCAO, in het donker, met minimale sensorische stimulatie en uitdrukkelijk geen whisker stimulatie.
Voorts zij opgemerkt dat af variatie in MCA structuur, waaronder overmatige vertakking, verschillende primaire segmenten, of de afwezigheid van communicatie slagaders optreden met een frequentie van 10 tot 30% in volwassen mannelijke Sprague Dawley ratten 29,30. Als abnormaliteiten in MCA worden waargenomen, is het raadzaam dat niet specifiek als toevoeging dieren zoals vasculaire abnormaliteiten infarct variabiliteit toenemen.
Daarnaast zijn er verschillende praktische aspecten van our procedure die deze occlusie methode voordelig voor beroerte onderzoek te maken. Ten eerste kunnen hechtingen rond de slagader worden geplaatst zonder aangescherpt om een nulmeting, gevolgd door post-ischemische beoordeling na ligatuur en doorsnijding verzamelen. Op deze wijze wordt chirurgisch preparaat zodat het occlusie effectief gecontroleerd binnen onderwerpen. Omdat patiënten stationair kan blijven of in een stereotaxisch frame in occlusie, is het mogelijk experimentele beoordeling van elk onderwerp voor voeren, tijdens en na occlusie zonder bewegende objecten of experimentele apparatuur storen gebruikt 25,28. Bovendien, deze procedure resulteert in een zeer lage sterfte, zelfs in oude knaagdier onderwerpen 21-24 maanden (overeenkomend met een oudere mens) 31, en wordt gebruikt om een beroerte behandelingen bij ratten te evalueren die beter voorspellen van de meest voorkomende leeftijdscategorie van CVA-patiënten 25,28. Schip transection dient ook een aantal praktische doeleinden. De afwezigheid van bloeden na doorsnijding bevestigt dat het vaartuig volledig werd afgesloten aan beide ligatuur sites. Daarnaast doorsnijding staat doorlopend verstoring van de bloedstroom. Tot slot, doorsnijding zorgt ervoor dat elke bloedstroom gedetecteerd in de distale delen van het afgesloten bloedvat moet komen van een alternatieve bron.
Tenslotte, hoewel wij specifiek beschrijven occlusie techniek MCA in dit manuscript en video, dezelfde dubbele ligatuur doorsnijding techniek kan worden toegepast op elke cerebrale schip dat toegankelijk via craniotomie. Ons laboratorium, bijvoorbeeld pMCAO gebruikt in combinatie met verscheidene bijkomende permanente occlusie van de MCA distale takken om zowel primaire en collaterale bloedstroom 24 blokkeren op een wijze die vergelijkbaar technieken om selectief ischemie induceren in de primaire somatosensorische cortex 32.
Concluderend, tzijn methode voor permanente occlusie zoals toegepast op MCA nauw modellen drie primaire facetten van het menselijk herseninfarct: de meest voorkomende locatie (MCA), type (ischemie), en de mate van beschadiging (infarct) in verband met de menselijke klinische literatuur van een beroerte. Verder kan deze werkwijze occlusie toegepast op een of meerdere occlusie locaties in de hersenen en kan worden uitgevoerd in oude patiënten met een hoge mate van overleving. Gezien de dynamische, permanente en relatief niet-invasieve karakter van deze occlusie, deze techniek vormt een extra instrument voor preklinische onderzoekers evalueren van nieuwe benaderingen voor de bescherming van en de behandeling van een beroerte.