Een middelste cerebrale slagader occlusie techniek voor het induceren van post-takt depressie bij ratten
22 mei 2019
Hier presenteren we een protocol te induceren post-takt depressie bij ratten door afsluiter het midden cerebrale slagader via de interne halsslagader. We gebruiken de Porsolt geforceerde zwem test en de sacharose voorkeur test om geïnduceerde depressieve stemmingen te bevestigen en te evalueren.
Ons protocol stelt een nieuwe mediale cerebrale slagader occlusie techniek bij ratten om te helpen bij het bestuderen van het mechanisme van post-stroke depressie ontwikkeling en het vinden van een meer efficiënte therapie. Het belangrijkste voordeel van onze techniek is de mogelijkheid om de variabiliteit in gewichtsveranderingen, hersenoedeem en infarctvolume te verminderen en om proceduregerelateerde sterfgevallen te minimaliseren. Na bevestiging van een gebrek aan reactie op staart snuifje in een mannelijke 300 tot 350-gram Sprague Dawley rat, plaats het dier op een 37 graden Celsius verwarmingsplaat en gebruik een rectale sonde voor het toezicht op de kern lichaamstemperatuur.
Breng zalf aan op de ogen van het dier en scheer het haar vanaf de nek. Desinfecteer vervolgens de blootgestelde huid met 70 procent alcoholchlorhexidine en bedek de rat met het steriele chirurgische laken voordat de occlusie volgens de standaardtechnieken wordt uitgevoerd. Om de neurologische ernstscore te verkrijgen, plaatst u een afgesloten rat op een vlak oppervlak en laat u het dier vrij bewegen.
Na een minuut, trek voorzichtig de rat naar achteren door de staart en rang van het dier gang reactie. Om het infarct volume te meten, scan de voorbereide gekleurde hersenen plakjes op een 1, 600 bij 1, 600 stippen per inch resolutie en gewas en standaardiseren van de schaal voor alle beelden. Laad vervolgens de gestandaardiseerde afbeeldingen in een geschikt softwareprogramma voor beeldanalyse en gebruik een traceringstool om het gebied van gemarkeerde bleekheid te meten in zes opeenvolgende segmenten van twee millimeter om de infarctgrootte te bepalen als een percentage van het hele hersensegment.
30 tot 33 dagen na de operatie, breng de dieren naar een gesloten, rustige, lichtgecontroleerde kamer in individuele kooien, en plaats een fles met 100 milliliter van 1%sucrose oplossing in elke kooi gedurende 24 uur. De volgende dag, verwijder de flessen evenals het voedsel en drinkwater voor 12 uur. Plaats aan het einde van de ontberingsperiode één fles met 100 milliliter sacharoseoplossing en één fles met 100 milliliter kraanwater in elke kooi gedurende vier uur.
Vervolgens registreert u het volume van de sacharoseoplossing en het verbruikte water om de affiniteit met sacharosevoorkeur voor elk dier te kunnen berekenen. Voor porsolt's gedwongen zwemtest, 30 tot 33 dagen na de operatie, plaats elke rat eerst in een verticale plexiglascilinder met 80 centimeter Celsius water gedurende 15 minuten. Laat de rat aan het einde van de gewenningsperiode 15 minuten drogen in de verwarmde behuizing bij 32 graden Celsius voordat het dier terugkeert naar zijn thuiskooi.
De volgende dag, de rat terug te keren naar de cilinder voor een laatste vijf minuten, het opnemen van de vijf minuten test om de berekening van de totale duur van de immobiliteit in die periode mogelijk te maken. Histologische analyse onthult een statistisch significant infarct volume als een percentage van het totale hersenvolume post-MCAO in vergelijking met dieren in de sham control groep. Een statistisch significant hersenoedeem wordt ook waargenomen bij de proefdieren in vergelijking met de sham control groep.
MCAO-dieren vertonen lagere neurologische prestaties in vergelijking met door schijnbediende dieren na 50 minuten, 24 uur en zeven dagen na de operatie. MCAO ratten consumeren ook een aanzienlijk lagere hoeveelheid sacharose en vertonen een langere immobiliteit tijdens porsalt's gedwongen zwemmen tests in vergelijking met de sham-operated dieren. Dit is een belangrijk model voor gedragsslagstudies en kan dienen als een instrument voor het beoordelen van toekomstige therapieën of het verstrekken van kritische preklinische gegevens over de werkzaamheid van therapeutische stoffen.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel presenteert een protocol voor het opwekken van post-stroke depressie bij ratten via occlusie van de arteria cerebri media. De studie maakt gebruik van gedragstests om depressieve stemmingen bij de proefpersonen te evalueren.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragswetenschappen
- Beroerteonderzoek
Achtergrond
- Post-stroke depressie is een veelvoorkomende complicatie na een beroerte.
- Inzicht in de mechanismen hiervan kan helpen bij de ontwikkeling van effectieve therapieën.
- Huidige methoden kunnen een hoge variabiliteit in de resultaten vertonen.
- Deze studie heeft tot doel de occlusietechniek te verfijnen om variabiliteit te minimaliseren.
Doel van de studie
- Om een betrouwbaar model vast te stellen voor het bestuderen van post-stroke depressie.
- Om de effecten van de nieuwe occlusietechniek op depressief gedrag te evalueren.
- Om procedure-gerelateerde complicaties in diermodellen te verminderen.
Gebruikte methoden
- Techniek voor occlusie van de middelste cerebrale arterie bij ratten.
- Gedragsbeoordelingen met behulp van de Porsolt forced swim test.
- Sucrosevoorkeurstest om stemmingsveranderingen te evalueren.
- Monitoring van fysiologische parameters tijdens de procedure.
Belangrijkste resultaten
- De nieuwe techniek vertoonde een verminderde variabiliteit in gewichtsveranderingen.
- Er werd een lagere incidentie van hersenoedeem en infarctvolume waargenomen.
- Procedure-gerelateerde sterfgevallen werden geminimaliseerd.
- Gedragstests bevestigden de inductie van depressieve toestanden.
Conclusies
- De verfijnde occlusietechniek is effectief voor het bestuderen van depressie na een beroerte.
- Het biedt een consistenter model voor toekomstig onderzoek.
- Verdere studies zijn nodig om therapeutische interventies te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Leidinggevenden
Het vaststellen van betrouwbare preklinische modellen voor post-stroke depressie is van cruciaal belang voor het verminderen van risico's bij de validatie van neuropsychiatrische targets in therapieën tegen beroertes. Deze MCAO-techniek vermindert de variabiliteit in infarctvolume, hersenoedeem en mortaliteit, waardoor het voorspellend vertrouwen in gedragsfenotypering wordt vergroot. Een verbeterde consistentie van het model ondersteunt go/no-go-beslissingen in de vroege ontdekkingsfase door mechanistische verbanden tussen cerebrale ischemie en depressieve fenotypen te verduidelijken.
Strategische toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk die ischemische schade koppelen aan de pathofysiologie van depressie via gecontroleerde MCAO-inductie.
- Operationele waarde: Vermindert de variabiliteit in uitkomsten met betrekking tot gewichtsveranderingen, infarctvolume en hersenoedeem, waardoor de reproduceerbaarheid van de assay voor studies naar target engagement wordt verbeterd.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt fenotypische screening van verbindingen door een ziekterelevant systeem te bieden met gevalideerde depressie-achtige gedragingen via sucrosevoorkeurstests en forced swim tests.
Screening & Assayontwikkeling
- Klaarheid voor analyse: Produceert gestandaardiseerde biologische systemen met kwantificeerbare neurologische ernstscores en infarctvolumemetingen voor downstream screening van verbindingen.
- Kwantitatieve resultaten: Genereert meetbare eindpunten, waaronder sucrose-voorkeursratio's en immobiliteitsduur, wat dosis-responsanalyse bij therapeutische screening mogelijk maakt.
- Schaalbaarheid: De op ICA gebaseerde occlusietechniek maakt consistente modelgeneratie over cohorten heen mogelijk, wat hergebruik van het platform bij lead-identificatiecampagnes ondersteunt.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Relevantie voor de ziekte: Modelleert post-stroke depressie als een comorbide neuropsychiatrische complicatie, in overeenstemming met de klinische prevalentie van PSD en de onvervulde therapeutische behoefte.
- Translationele continuïteit: Verbindt mechanistische risicoreductie in de ontdekkingsfase met preklinische validatie via gedragsmatige en histologische bevestiging van depressieve toestanden.
- Risico-gecorrigeerde vooruitgang: Levert preklinische gegevens over de therapeutische effectiviteit door het MCAO-geïnduceerde infarctvolume te correleren met gedragsmatige uitkomsten, wat bijdraagt aan go/no-go-beslissingen.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode past binnen het ontdekkingscontinuüm, van targetvalidatie via leadidentificatie tot preklinische werkzaamheidstesten, waardoor iteratieve verfijning van therapeutische hypothesen voor beroerte-neuropsychiatrie mogelijk wordt.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt hypothesetesten van mechanismen bij ischemische beroertes die depressieve fenotypes aansturen via gecontroleerde MCAO en neurologische scoring.
- Screening: Maakt standaardisatie van assays mogelijk door reproduceerbare metingen van het infarctvolume en hersenoedeem, wat cruciaal is voor het screenen van verbindingenbibliotheken.
- Analytica: Levert kwantitatieve afhankelijke variabelen, waaronder sucroseconsumptie en immobiliteitsduur, wat statistische vergelijking tussen behandelingsgroepen faciliteert.
- Translationeel Onderzoek: Koppelt de last van ischemische laesies aan gedragsfenotypes, wat de afstemming van biomarkers tussen infarctvolume en depressie-achtige uitkomsten ondersteunt.
- Bedrijfsmatige Hergebruik: Vestigt een herbruikbaar preklinisch platform voor het evalueren van neuroprotectieve en antidepressieve kandidaten in comorbiditeitsmodellen voor beroertes.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het vertrouwen in targetvalidatie door mechanistische ambiguïteit in comorbiditeitsmodellen voor beroerte-depressie te verminderen.
- Operationele waarde: Verbetert de reproduceerbaarheid en standaardisatie tussen laboratoria door procedure-gerelateerde sterfte en variabiliteit te minimaliseren.
- Strategische waarde: Verbetert de kapitaalefficiëntie door het aantal fout-positieven bij lead-identificatie te verminderen via biologisch gede-riskte modellen.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van therapieën voor beroertes mogelijk die gericht zijn op neuropsychiatrische comorbiditeiten, op basis van consistente fenotypische read-outs.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in stereotaxische chirurgie bij knaagdieren en het scoren van neurologische ernst.
- Afhankelijk van instrumentatie voor de kwantificering van het infarctvolume via beeldanalyse van gekleurde hersencoupes.
- Necessiteert standaardisatie tussen teams van de protocollen voor sucrosevoorkeur en de forced swim test voor gedragsmatige eindpunten.
- Overwegingen bij aanpassing omvatten het schalen van de ICA-occlusietechniek over verschillende ratstammen en leeftijden, terwijl de kerntemperatuur wordt bewaakt.
- Praktische beperkingen omvatten de noodzaak voor postoperatieve monitoring om de ontwikkeling van het infarct en gedragsveranderingen 30–33 dagen na MCAO te bevestigen.
