Modellering Stroke in Muizen - midden cerebrale slagader occlusie met de gloeidraad Model
January 6th, 2011
Filamenteuze occlusie van het Midden-cerebrale slagader is een gemeenschappelijk model voor het bestuderen van ischemische beroerte in muizen.
Het algemene doel van deze procedure is om een muismodel van focale cerebrale ischemie te produceren door de middelste hersenslagader te blokkeren met een intraluminale draad. Dit wordt bereikt door een midline-halsincisie te maken en de gewone halsslagader te visualiseren. De volgende stap is om ligaturen rond de gewone halsslagader te binden en externe halsslagaderklemmen worden gebruikt om ze op hun plaats te houden en bloeden te voorkomen.
De laatste stap van de procedure is het introduceren van het filament in de cirkel van Willis. Dit blokkeert de tak van de middelste hersenslagader en leidt uiteindelijk tot neurologische tekorten. Als gevolg hiervan kan occlusie worden geïdentificeerd door het observeren van gedragsveranderingen.
Een van de belangrijkste voordelen van proximale MCA-occlusie via de filamenttechniek is dat deze zeer reproduceerbare laesies biedt in het stratum en in de cortex. Ischemie kan permanent en tijdelijk worden toegepast en bovendien, omdat het geen craniectomie vereist, kan filamenteuze MCA-occlusie als min of meer niet-invasief worden beschouwd. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn in deze methode worstelen vanwege de delicate aard van microchirurgische technieken. Voorafgaand aan de procedure, bereidt u het filament voor door een 8,0 nylonfilament onder de microscoop in lengtes van 11 millimeter te snijden.
De draaddip moet volledig en gelijkmatig over een lengte van acht millimeter worden gecoat met een siliconenmengsel, het gebruik van standaard werkprocedures wordt aanbevolen voor optimale resultaten. Het type muis dat wordt gebruikt, hangt af van het doel van het onderzoek. Over het algemeen moeten muizen ouder zijn dan 10 weken.
Gebruik geschikte verdovingsmiddelen in overleg met veterinair personeel. De lichaamstemperatuur van de muizen wordt tijdens de operatie op ongeveer 36,5 graden Celsius gehouden met een verwarmingsplaat, bereid de operatieplaats, desinfecteer de huid en de omringende vacht en laat deze drogen. Maak een midline-incisie langs de nek en trek voorzichtig de zachte weefsels uit elkaar.
De linkergewone halsslagader wordt zorgvuldig gedissecteerd, vrij van de omringende zenuwen zonder de nervus vagus te beschadigen, en een ligatuur wordt gemaakt met een 5,0 tot 7,0 naald. Vervolgens wordt de linkerexterne halsslagader geïsoleerd en wordt een tweede knoop gemaakt. Na het isoleren van de linkerinterne halsslagader, wordt er losjes een knoop omheen gemaakt.
Met behulp van een 6,0 filament, zal de knoop later in de procedure worden aangehaald. Nadat een goed zicht op de linkerinterne halsslagader en de linkertego palatine slagader is verkregen, worden beide slagaders, EC geklemd ter voorbereiding op filamentinbrenging. Er wordt een klein gaatje in de gewone halsslagader gesneden voordat deze zich splitst.
Het monofilament dat eerder is voorbereid, wordt vervolgens in de slagader geïntroduceerd. De geklemde slagaders worden geopend terwijl het filament in de interne halsslagader wordt geïnsert. Om de middelste hersenslagader te blokkeren, wordt de derde knoop op de interne halsslagader gesloten.
Om het filament in positie te fixeren, wordt vervolgens lidocaine-gel topisch op de wond aangebracht voor pijnverlichting. Voor schijnoperaties wordt het filament direct ingebracht en onmiddellijk teruggetrokken om onmiddellijke reperfusion toe te staan en onmiddellijk teruggetrokken om onmiddellijke reperfusion toe te staan, 0,5 milliliter zoutoplossing subcutaan toegediend als volumeaanvulling. Om de effecten van reperfusion te bestuderen, opent u de derde knoop en verwijdert u het filament.
Een vaste tijdsperiode na ischemie, meestal na 30 tot 60 minuten. In dit voorbeeld wordt reperfusion 60 minuten na occlusie-illusie toegestaan, een tweede volume-aanvullingsinjectie van zoutoplossing toegediend. Ten slotte verkort u de resterende hechtingen en sluit u de huid met een chirurgische hechting.
Plaats de dieren gedurende twee uur in een verwarmde kooi om na de operatie te herstellen, controleer de dieren dagelijks op tekenen van ongemak. Na de operatie kan gewichtsverlies optreden en moeten muizen worden voorzien van papperige voeding geplaatst in een petrischaaltje op de vloer. Om het eten te stimuleren.
Het voedsel wordt gedurende zeven dagen dagelijks vervangen. De duur van de bloedstroomrestrictie kan leiden tot verschillen in motorische en gedragsdeficienten. Na 30 of 60 minuten van cerebrale ischemie vertoont de meeste dieren verminderde weerstand.
S later duwen en cirkelen vanwege een verstoring in de voortbeweging, mildere laesies manifesteren zich als een flexorstand in de voorste ledematen. Deze gemakkelijk waarneembare tekenen kunnen worden gebruikt als een basisscore voor het succes van de operatie. De resulterende laesie kan worden beoordeeld met behulp van histologie of magnetische resonantie beeldvorming.
Zoals hier te zien is, produceert een 60 minuten occlusie van de middelste hersenslagader weefselpannecrose in een gebied dat zowel het striatum als de omvat, terwijl 30 minuten ischemie voornamelijk neuronale celdood veroorzaakt, beperkt tot de stri aum. Goed getrainde MCAO-chirurgen kunnen deze techniek in 10 minuten beheersen. Tijdens het uitvoeren van deze procedure, is het belangrijk om te onthouden om standaard werkprocedures te volgen om reproduceerbare resultaten te garanderen en confounders te beheersen.
Overzicht
Dit artikel beschrijft een procedure voor het creëren van een muismodel van focale cerebrale ischemie door het occluderen van de middelste cerebrale slagader met behulp van een intraluminale draad. Dit model wordt veel gebruikt om ischemische beroerte en de effecten ervan op de neurologische functie te bestuderen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijke discipline
- Neurowetenschappen
- Beroerteonderzoek
- Diermodellen
Achtergrond
- Filamenteuze occlusie van de middelste cerebrale slagader is een veel gebruikte methode om ischemische beroerte bij muizen te induceren.
- De procedure maakt zowel permanente als tijdelijke ischemie mogelijk.
- Het wordt beschouwd als minder invasief in vergelijking met andere technieken, zoals craniektomie.
- Gedragsveranderingen bij muizen kunnen worden waargenomen om de impact van de occlusie te beoordelen.
Doel van het onderzoek
- Om een betrouwbaar muismodel te ontwikkelen voor het bestuderen van ischemische beroerte.
- Om de effecten van verschillende duur van ischemie op neurologische deficiënties te evalueren.
- Om een gedetailleerde methodologie te bieden voor onderzoekers die nieuw zijn met deze techniek.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding van een 8,0 nylon draad voor occlusie.
- Middenlijn halssnede om toegang te krijgen tot de gemeenschappelijke halsslagader.
- Gebruik van ligaturen en klemmen om slagaders te beveiligen en bloeden te voorkomen.
- Draadinbrengen in de interne halsslagader om de middelste cerebrale slagader te occluderen.
Belangrijkste resultaten
- Gedragsdeficiënten die na de occlusie worden waargenomen, omvatten verminderde weerstand en ronddraaiend gedrag.
- Histologische analyse toont weefselnecrose na 60 minuten occlusie.
- Korter occlusietijd resulteert in beperkte neuronale celdood.
- Goed getrainde chirurgen kunnen de procedure efficiënt uitvoeren.
Conclusies
- De filamenteuze MCA-occlusietechniek is effectief voor het bestuderen van ischemische beroerte.
- Standaard werkprocedures zijn cruciaal voor reproduceerbaarheid.
- Gedragsbeoordelingen bieden waardevolle inzichten in de effecten van ischemie.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
The filament-based middle cerebral artery occlusion (MCAO) model enables reproducible induction of focal cerebral ischemia in mice, supporting preclinical evaluation of neuroprotective and thrombolytic candidates. By allowing controlled transient or permanent ischemia, the model facilitates mechanistic de-risking of stroke therapeutics prior to clinical translation. Its non-invasive nature and behavioral readouts enhance translational continuity and predictive confidence in early discovery pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in ischemic pathways through reproducible cortical and striatal lesion induction.
- Operational Value: Supports functional target validation by linking molecular targets to observable neurological deficits and infarct volume.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage by modeling dose- and time-dependent ischemic injury severity.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Provides a standardized, surgically controlled platform for compound screening with quantifiable behavioral and histological endpoints.
- Reproducibility: Silicon-coated filament technique ensures consistent MCA territory occlusion, reducing inter-animal variability in infarct size.
- Scalability: Minimally invasive approach allows for cohort expansion without craniectomy-related morbidity, supporting medium-throughput efficacy testing.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models proximal MCA occlusion, which mirrors the most common site of arterial thromboembolism in human ischemic stroke.
- Translational Continuity: Reperfusion via filament removal recapitulates spontaneous or tPA-mediated clot lysis, enabling evaluation of recanalization therapies.
- Risk-Adjusted Advancement: Lesion severity gradients (30 vs 60 min ischemia) allow stratification of therapeutic efficacy across mild to severe injury models.
Pipeline & Workflow Integration
The MCAO filament model integrates into the stroke discovery continuum from target validation through lead optimization to preclinical efficacy testing, enabling go/no-go decisions based on neurological and histopathological outcomes.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification by isolating the effect of MCA territory ischemia on motor and behavioral phenotypes.
- Screening: Enables quantitative assessment of neuroprotection via neurological deficit scores and infarct volume reduction.
- Analytics: Generates measurable dependent variables including behavioral circling, limb flexor posture, and histological necrosis for comparative condition analysis.
- Translational Research: Connects early efficacy findings to preclinical validation through reperfusion modeling and delayed treatment paradigms.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable surgical platform for iterative testing of multiple candidates across ischemic durations.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity by providing a controlled, reproducible model of focal ischemia with defined anatomical specificity.
- Operational Value: Standardized filament preparation and insertion protocol enhance inter-laboratory consistency and reduce procedural failure rates.
- Strategic Value: Enables earlier go/no-go decisions by quantifying infarct progression and functional recovery, reducing late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of stroke candidates based on efficacy across transient and permanent ischemia paradigms.
Implementation Considerations
- Requires microsurgical expertise in vascular dissection and filament handling to avoid vessel trauma or incomplete occlusion.
- Dependence on precision instrumentation including microsutures, clips, and heating platforms to maintain physiological conditions.
- Necessitates cross-team standardization of anesthesia, temperature monitoring, and postoperative care to minimize welfare-related variability.
- Adaptation considerations include filament length and coating consistency across mouse strains and ages to ensure reproducible MCA territory targeting.
- Practical limitations include operator-dependent variability in filament placement and the need for sham controls to isolate surgical effects from ischemic injury.
