Met behulp van een Craniale venster om de midden cerebrale slagader Visualiseer Tijdens Endotheline-1 geïnduceerde midden cerebrale slagader occlusie
22 februari 2013
Dit artikel beschrijft een werkwijze voor het visualiseren van rat cerebrale slagaders door een craniaal venster met tijdelijke craniectomie om proximale delen van de middelste cerebrale slagader weergeven ( Figuur 1). Deze veelzijdige methode kan worden gecombineerd met diverse technieken van geneesmiddelafgifte te cerebralis reactiviteit meten In vivo.
In dit videoprotocol gaan we demonstreren hoe we een craniumvenster gebruiken om de middelste hersenslagader te visualiseren tijdens endoteline-één geïnduceerde occlusie van de middelste hersenslagader. Voor deze craniumvenstervoorbereiding wordt een temporale c craniectomie uitgevoerd om proximale delen van de middelste hersenslagader te bekijken. Het creëren van een craniumvenster is een methode die directe visualisatie van structuren op het corticale oppervlak van de hersenen mogelijk maakt.
Deze techniek kan op veel locaties boven de rattenhersenen worden uitgevoerd, maar is het gemakkelijkst uit te voeren door een C-craniectomie te maken boven de gemakkelijk toegankelijke frontale of pariëtale botten. Meestal hebben we deze techniek gebruikt in combinatie met de endoteline-één geïnduceerde occlusie van de middelste hersenslagader of ET-één geïnduceerde MCAO-model van ischemische beroerte. Een craniumvensterprocedure wordt uitgevoerd om de veranderingen in vaatdiameter te kwantificeren die optreden na injectie van ET-één in het hersenparenchym naast de proximale middelste hersenslagader of MCA.
Specifiek gebruiken we een techniek om een craniumvenster te creëren door het temporale bot op de laterale kant van de rattenschedel. De hersenslagaders kunnen vervolgens worden gevisualiseerd met intacte dura of met de dura ingezet en teruggetrokken. Meestal laten we de dura intact tijdens de visualisatie.
Aangezien ET-één geïnduceerde MCAO de aflevering van een vasoconstricterend peptide in het hersenparenchym omvat, is er geen noodzaak om de dura direct boven de gevisualiseerde vaten in te snijden voor medicijnafgifte. In deze video laten we zien hoe we een craniumvenster creëren om hersenslagaders stapsgewijs te visualiseren, evenals hoe we veel van de gebruikelijke potentiële valkuilen bij deze methode kunnen vermijden. Na het plaatsen van de geleidingskatheter, zoals vermeld, kan een craniumvenster worden gemaakt om proximale delen van de middelste hersenslagader tijdens een beroerteprocedure direct te visualiseren. Maak eerst een incisie in de hoofdhuid zoals getoond met een schaar en trek de huid terug om de temporalisspier zichtbaar te maken.
Bisekteer de temporalisspier met behulp van elektrocauterisatie en trek vervolgens terug om het squameuze deel van het temporale bot zichtbaar te maken. Het verkrijgen van voldoende zicht op het temporale bot is cruciaal voor deze procedure. Wees voorzichtig om de baan te vermijden tijdens het cauteriseren.
Gebruik hechtdraad om de bisekteerde temporalisspier terug te trekken om de visualisatie te verbeteren. Teken een vierkant van drie tot vier millimeter op het squameuze deel van het temporale bot naast de baan en superieur aan de basis van de zygomatische processus. Gebruik een boortje om dit botgedeelte uit te snijden.
Wees voorzichtig om niet te veel druk uit te oefenen, omdat het mogelijk is om in de hersenen te boren. Zorg ervoor dat u regelmatig spoelt met steriel zoutoplossing om de visualisatie van het operatieveld te verbeteren en oververhitting van de schedel te voorkomen. Begin bij een losse hoek en verwijder voorzichtig het stuk temporale bot met fijne rattentandtangen, zorg ervoor dat u geen vaten scheurt die zijn verbonden met de dura.
Hier kunt u een tak van de middelste hersenslagader visualiseren op baseline vóór de injectie van endoteline. Binnen enkele minuten na de injectie van endoteline begint de middelste hersenslagader zich te vernauwen. Uiteindelijk worden de takken moeilijk zichtbaar en wordt het hersenweefsel bleek.
Na ongeveer 20 minuten nemen de effecten van endoteline af en beginnen de vaten zich geleidelijk te verwijden. Ze keren terug naar de basislijndiameter na ongeveer 45 minuten Om de vaatdiameter op verschillende tijdstippen vóór en na injectie van endoteline te meten, worden stilstaande beelden van de video met een minuutinterval vastgelegd. Gebruik VLC media player en ga naar gereedschappen, voorkeuren en verander vervolgens de instelling naar alles onder weergave-instellingen.
Uitbreiden van het videomenu in de linker zijbalk en uitbreiden van outputmodules. Selecteer scene filter type scene voor de bestandsnaamprefix. Voeg vervolgens een directorypad toe.
Stel vervolgens de opnameverhouding in voor de vastlegging van stilstaande beelden op basis van de framesnelheid van uw video, zoals uitgelegd in het schriftelijke protocol. Klik ten slotte op opslaan openen. De gewenste video en VLC-speler zullen automatisch elke minuut stilstaande beelden opslaan om de vaatdiameter te meten.
Gebruik deze afbeeldingen om eerst de Image J-software te openen en vervolgens de stilstaande beelden te openen die u wilt meten. Ga naar analyseren, stel metingen in en verwijder alle selectievakjes. Selecteer de rechte lijntool, zoom in als dat nodig is.
Plaats een lijn loodrecht op het vaatpad om de vaatdiameter te meten. Ga naar analyseren, klik vervolgens op meten om de vaatdiameter te verkrijgen. Herhaal dit voor alle gewenste afbeeldingen.
De vaatdiameter op elk tijdstip moet worden genormaliseerd op de basislijnvaatdiameter, zodat vergelijkingen kunnen worden gemaakt met behulp van meerdere ratten. Gebruik hiervoor de formule die hier wordt weergegeven. Kortom, deze techniek voor de voorbereiding van een craniumvenster is zeer veelzijdig omdat deze kan worden aangepast om te voldoen aan de behoeften van veel experimenten met kleine wijzigingen.
We hebben bijvoorbeeld met succes de cerebrale bloedstroom in specifieke MCA-takken gemonitord met behulp van laser doppler flow beeldvorming om direct op een hersenslagader te focussen die zichtbaar is door een craniumvenster. Bovendien kan een vergelijkbare voorbereiding met de dura in grootte worden gebruikt met topische toediening van vasoactieve verbindingen om een in vivo-vaatreactiviteitsbad te creëren. Er moeten verschillende factoren in overweging worden genomen bij het voorbereiden van een craniumvenster om de faalpercentage voor deze techniek te verminderen.
Veel van deze factoren hebben betrekking op het verkrijgen van een goede visualisatie van de hersenslagaders. Bijvoorbeeld, er moet voorzichtig worden gehandeld bij het maken van de C-craniectomie zodat de dura of bloedvaten erboven niet worden verstoord met de boorbed. Dit kan het beste worden bereikt door frequente wasbeurten met steriel zoutoplossing om pu
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel beschrijft een methode voor het visualiseren van cerebrale arteriën bij ratten via een craniële opening met behulp van een temporale craniectomie. Deze techniek maakt het mogelijk om proximale delen van de arteria cerebri media te observeren en kan worden gecombineerd met methoden voor geneesmiddelentoediening om de reactiviteit van cerebrale arteriën in vivo te beoordelen.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Vasculaire Biologie
- Onderzoek naar Ischemische Beroertes
Achtergrond
- De techniek van het craniële venster maakt directe visualisatie van hersenstructuren mogelijk.
- Temporale craniectomie is een methode die wordt gebruikt om toegang te krijgen tot de middelste hersenslagader.
- Deze benadering is bijzonder nuttig bij het bestuderen van ischemische aandoeningen.
- Endotheline-1-geïnduceerde occlusie van de middelste hersenslagader is een gangbaar model voor onderzoek naar beroertes.
Doel van het onderzoek
- Om de techniek van het schedelvenster te demonstreren voor het visualiseren van cerebrale arteriën.
- Om veranderingen in de vatdiameter te kwantificeren na injectie van endotheline-1.
- Om het begrip van de reactiviteit van cerebrale arteriën in vivo te vergroten.
Gebruikte methoden
- Creatie van een craniële window via temporele craniectomie.
- Visualisatie van de arteria cerebri media.
- Inductie van occlusie van de arteria cerebri media met behulp van endotheline-1.
- Meting van veranderingen in de vatdiameter na injectie.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle visualisatie van de proximale middelste hersenslagader.
- Gekwantificeerde veranderingen in de vaten diameter na toediening van endotheline-1.
- Aantoonde de effectiviteit van de techniek van het schedervenster.
- Bood inzichten in de reactiviteit van de hersenslagaders tijdens ischemische gebeurtenissen.
Conclusies
- De methode van het schedervenster is een waardevol instrument voor het bestuderen van cerebrale arteriën.
- Deze techniek kan worden geïntegreerd met verschillende methoden voor geneesmiddelentoediening.
- Het vergroot het inzicht in vasculaire responsen in de hersenen.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de Industrie
Directe visualisatie van de dynamiek van cerebrale arteriën maakt mechanische risicoreductie mogelijk bij de validatie van stroke-doelwitten door vasoconstrictieve responsen in vivo te kwantificeren. Deze aanpak ondersteunt de preklinische beoordeling van vasculaire reactiviteit en de effecten van verbindingen op de cerebrale hemodynamiek, wat bijdraagt aan go/no-go-beslissingen bij de ontdekking van neurovasculaire geneesmiddelen. Integratie met MCAO-modellen geïnduceerd door endotheline-1 verhoogt het voorspellende vertrouwen voor therapieën die zich richten op ischemische pathways.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk door veranderingen in de diameter van de proximale MCA te visualiseren als reactie op endotheline-1.
- Operationele waarde: Biedt een reproduceerbare methode voor functionele target-validatie van vasoconstrictieve pathways in ischemische stroke-modellen.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert kwantitatieve metingen van de vatdiameter die dienen als functionele readout voor compound-screening.
- Operationele waarde: Standaardiseert visualisatie- en meetprotocollen om de reproduceerbaarheid van de assay over verschillende experimentele batches te verbeteren.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt ziekterelevante systeemmodellering door endotheline-1 blootstelling te koppelen aan MCA-dynamiek in een rattenmodel voor ischemische beroerte.
- Operationele waarde: Faciliteert continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie door longitudinale tracking van vasculaire responsen mogelijk te maken.
Integratie van pijplijn en workflow
De techniek van het schedelvenster bevindt zich in de vroege ontdekkingsfase om targetvalidatie en lead-identificatie te ondersteunen door real-time gegevens over de vasculaire reactiviteit te leveren, wat bijdraagt aan het mechanistische begrip voordat verbindingen verder worden ontwikkeld.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetesten en het verduidelijken van signaalpaden door directe observatie van de constrictie- en dilatatiedynamiek van de MCA mogelijk te maken.
- Screening: Levert kwantitatieve resultaten (veranderingen in vaatdiameter) die een vergelijking van de effecten van verbindingen op de tonus van cerebrale arteriën mogelijk maken.
- Analytics: Biedt genormaliseerde metingen van de vaatdiameter over de tijd, wat statistische vergelijkingen tussen behandelingsgroepen vergemakkelijkt.
- Translationeel onderzoek: Legt een connectie met preklinische continuïteit door het modelleren van endotheline-1-geïnduceerde MCAO, een ziekterelevant systeem voor de pathofysiologie van beroertes.
- Enterprise Reuse: Vormt een herbruikbaar chirurgisch platform dat aanpasbaar is voor meerdere neurovasculaire studies buiten de endotheline-1-challenge.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen in doelwitvalidatie door ambiguïteit in het vasculaire werkingsmechanisme te verminderen.
- Operationele waarde: Verbetert de standaardisatie en reproduceerbaarheid via gedefinieerde craniectomie- en visualisatieprotocollen.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen door vroege hemodynamische gegevens te leveren die vasculaire doelwitten minder risicovol maken.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van verbindingen mogelijk op basis van reactiviteitsprofielen van de cerebrale arteriën.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in microschirurgie bij knaagdieren en het prepareren van craniële vensters.
- Afhankelijk van stereotaxische instrumentatie, boorgereedschappen en zoutoplossing-irrigatiesystemen voor de botpreparatie.
- Vereist standaardisatie van chirurgische, beeldvormings- en beeldanalyse-workflows tussen teams.
- Omvat overwegingen voor aanpassing bij het toepassen van de techniek op verschillende hersengebieden of ziektemodellen.
- Beperkt door de noodzaak voor een precieze botverwijdering om vasculaire of durale schade tijdens de temporale craniectomie te voorkomen.
