Name: Een rattenmodel van middelste cerebrale arteriële occlusie/reperfusie zonder de anatomische structuur van cerebrale vaten te beschadigen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-05-17T14:40:00.000+00:00
Duration: 6 min 10 s
Description: Leer een rattenmodel voor middelste cerebrale arteriële occlusie/reperfusie zonder de anatomische structuur van cerebrale vaten te beschadigen. Deze microchirurgische methode behoudt de vaatintegriteit en biedt een betrouwbaarder model voor ischemische beroerteonderzoek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd ondersteund door het Hebei Province Introducing Foreign Intelligence Project in 2023. We danken Lisa Kreiner, PhD, van Liwen Bianji, (Edanz) (www.liwenbianji.cn), voor het redigeren van de Engelse tekst van een versie van dit manuscript.

De experimentele procedure kreeg goedkeuring van het Institutional Animal Care and Use Committee van de Yantai University (Goedkeuringsnummer: YTDX20230410) en hield zich aan de richtlijnen van de National Institutes of Health voor de zorg en het gebruik van laboratoriumdieren. Voor dit onderzoek werden mannelijke Sprague-Dawley-ratten gebruikt met een gewicht tussen de 300-350 g. Een volledige lijst van de gebruikte dieren, reagentia en apparatuur is te vinden in de Tabelle der Materien.
1. Diervoorbereiding
<ol>
	<li>Houd de dieren in een omgeving met een 12 uur licht/duisterniscyclus, gecontroleerde temperatuur en vochtigheid. Zorg ervoor dat ze onbeperkte toegang hebben tot voedsel en water.</li>
</ol>
2. Anesthesie
<ol>
	<li>Anesthesieer de ratten via intraperitoneale injectie met een mengsel dat ketamine (80 mg/kg) en xylazine (20 mg/kg) bevat. 
	OPMERKING: Kantel het hoofd en lichaam van de ratten naar beneden. De injectieplaats bevindt zich in de onderste rechterkwadrant van de buik. Trek de plunjer terug voordat u injecteert. Het gemiddelde injectievolume is 0,4 ml.</li>
	<li>Bevestig de inductie van anesthesie door de onttrekkingsreflex van de achterpoot en de knipperreflex te beoordelen. Als de adequate diepte van anesthesie niet wordt bereikt, voeg dan isofluraan toe tijdens de chirurgische procedure.</li>
</ol>
3. Ischemische modelleringsprocedure
<ol>
	<li>Steriliseer de chirurgische hulpmiddelen met behulp van een autoclaaf. Desinfecteer de operatietafels en aanverwante apparatuur met 70% ethanol.</li>
	<li>Bereid de chirurgische plaats voor door de vacht rond de verwachte incisieplaats te scheren. Desinfecteer de huid op de chirurgische plaats driemaal met betadine en 70% ethanol.</li>
	<li>Maak een middenincisie op de ventrale zijde, ongeveer 1,5 cm lang, en open de oppervlakkige fascia.</li>
	<li>Voer een scherpe en stompe dissectie uit om de externe halsslagader (ECA), interne halsslagader (ICA) en gemeenschappelijke halsslagader (CCA) bloot te leggen volgens de eerder beschreven methode7.</li>
	<li>Plaats drie 4-0 zijden hechtingen rond de CCA en nog een zijden hechting door de ECA nabij de ICA-bifurcatie. Knoop een los te maken glijdende knoop op de proximale CCA. Draai de hechting op de distale CCA strak met behulp van een hemostaat om de bloedstroom te blokkeren. Bind los een andere glijdende knoop rond de CCA tijdens het hechten om ervoor te zorgen dat het vat niet gesloten is. 
	OPMERKING: Zorg ervoor dat de glijdende knoop niet te strak is, alleen voldoende om de bloedstroom te blokkeren, aangezien deze tijdens het vasculaire hechten moet worden losgemaakt.</li>
	<li>Maak een 0,5 mm incisie tussen de proximale zijden hechting en de middelste hechting op de CCA met behulp van een schaar. 
	OPMERKING: Zorg ervoor dat de incisie toestaat dat het filament (silicoombeklede punt) het CCA kan binnendringen.</li>
	<li>Breng een 3 cm lang 4-0 filament (silicoombeklede punt) in het CCA. Draai de zijden hechtingen rond de CCA strak om het intraluminale filament vast te zetten en bloeding te voorkomen; verwijder vervolgens de hechting van de distale CCA.</li>
	<li>Breng het filament verder in het lumen van de MCA in, terwijl de hechtingen rond de ECA worden gecontroleerd om ervoor te zorgen dat het filament de ECA niet binnendringt. De inbrenglengte is typisch 18 mm tot 20 mm.</li>
	<li>Start een timer en noteer het tijdstip waarop de occlusie begint. Hecht de neksnede met 3-0 zijden hechtingen en plaats het dier voorzichtig in een herstelkooi. Dien 0,5 ml fysiologische zoutoplossing intraperitoneaal toe.</li>
</ol>
4. Microchirurgische hechting van de CCA
<ol>
	<li>Anesthesieer de rat 1,5 uur na ischemie opnieuw. Desinfecteer de incisieplaats driemaal met 70% ethanol en open de incisie opnieuw.</li>
	<li>Trek voorzichtig het occluderende filament terug totdat de witte punt duidelijk zichtbaar is nabij de CCA-incisie. Plaats een microklem horizontaal dicht bij het bevestigde intraluminale hechtingsknooppunt nabij de CCA-bifurcatie. 
	OPMERKING: Vermijd het klemmen van de witte filamentpunt om siliconenloslating en daaropvolgende trombose te voorkomen.</li>
	<li>Los het bevestigde intraluminale hechtingsknooppunt en verwijder het filament volledig.</li>
	<li>Plaats een andere microklem dicht bij de hartzijde van de proximale CCA-knoop. Verwijder vervolgens de hechtingsknoop rond de proximale CCA. 
	OPMERKING: De juiste plaatsing van klemmen is cruciaal voor het verhogen van vaste vaten in latere stappen om microvasculaire hechting te vergemakkelijken. Plaats klemmen horizontaal op de omliggende spieren om glijderigheid te voorkomen.</li>
	<li>Spuit de incisieplaats met fysiologische zoutoplossing en droog het gebied met een steriele katoenen bal om het bloed te verwijderen en een duidelijk chirurgisch veld te verkrijgen.</li>
	<li>Onder een microscoop (4x vergroting), hecht de CCA-incisie met 11-0 microchirurgische hechtingen in een onderbroken patroon, meestal twee steken vereist, afhankelijk van de incisiegrootte.</li>
	<li>Verwijder na het hechten de microklemmen van beide uiteinden van de CCA om de bloedstroom te herstellen.</li>
	<li>Oefen druk uit met een steriele katoenen bal op de CCA-hechtingsplaats gedurende 30 s. Observeer de CCA gedurende 2 min om ervoor te zorgen dat er geen bloeding optreedt. Hecht de neksnede van de rat en plaats het dier in een zorgdoos van 35 °C voor anesthesieherstel voordat het wordt teruggeplaatst in de kooi.

Middle Cerebral Artery Occlusion in Rats with Preserved Vascular Anatomy

<ol><li>Tu, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((China+stroke+surveillance+report+2021%5BTitle%5D)+AND+%22Mil+Med+Res%22%5BJournal%5D)">China stroke surveillance report 2021.</a> Mil Med Res. 10 (1), 33(2023).</li>
<li>Wu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+oxidative+stress+and+inflammation+to+prevent+ischemia-reperfusion+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Front+in+Mol+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Targeting oxidative stress and inflammation to prevent ischemia-reperfusion injury.</a> Front in Mol Neurosci. 13, 28(2020).</li>
<li>Ringelstein, E. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Type+and+extent+of+hemispheric+brain+infarctions+and+clinical+outcome+in+early+and+delayed+middle+cerebral+artery+recanalization%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Type and extent of hemispheric brain infarctions and clinical outcome in early and delayed middle cerebral artery recanalization.</a> Neurology. 42 (2), 289-298 (1992).</li>
<li>Koizumi, J., Yoshida, Y., Nakazawa, T., Ooneda, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+studies+of+ischemic+brain+edema%3A+A+new+experimental+model+of+cerebral+embolism+in+rats+in+which+recirculation+can+be+introduced+in+the+ischemic+area%5BTitle%5D)+AND+%22Jap+J+Stroke%22%5BJournal%5D)">Experimental studies of ischemic brain edema: A new experimental model of cerebral embolism in rats in which recirculation can be introduced in the ischemic area.</a> Jap J Stroke. 8, 1-8 (1986).</li>
<li>Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+middle+cerebral+artery+occlusion+without+craniectomy+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats.</a> Stroke. 20 (1), 84-91 (1989).</li>
<li>Trueman, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+critical+re-examination+of+the+intraluminal+filament+MCAO+model%3A+Impact+of+external+carotid+artery+transection%5BTitle%5D)+AND+%22Transl+Stroke+Res%22%5BJournal%5D)">A critical re-examination of the intraluminal filament MCAO model: Impact of external carotid artery transection.</a> Transl Stroke Res. 2 (4), 651-661 (2011).</li>
<li>Ansari, S., Azari, H., McConnell, D. J., Afzal, A., Mocco, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraluminal+middle+cerebral+artery+occlusion+%28MCAO%29+model+for+ischemic+stroke+with+laser+Doppler+flowmetry+guidance+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model for ischemic stroke with laser Doppler flowmetry guidance in mice.</a> J Vis Exp. (51), e2879(2011).</li>
<li>Yu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Icaritin+inhibits+neuroinflammation+in+a+rat+cerebral+ischemia+model+by+regulating+microglial+polarization+through+the+GPER-ERK-NF-%CE%BAB+signaling+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Med%22%5BJournal%5D)">Icaritin inhibits neuroinflammation in a rat cerebral ischemia model by regulating microglial polarization through the GPER-ERK-NF-κB signaling pathway.</a> Mol Med. 28 (1), 142(2022).</li>
<li>Garcia, J. H., Wagner, S., Liu, K. F., Hu, X. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurological+Deficit+and+extent+of+neuronal+necrosis+attributable+to+middle+cerebral+artery+occlusion+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Neurological Deficit and extent of neuronal necrosis attributable to middle cerebral artery occlusion in rats.</a> Stroke. 26 (4), 627-634 (1995).</li>
<li>Bracko, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3-Nitropropionic+acid-induced+ischemia+tolerance+in+the+rat+brain+is+mediated+by+reduced+metabolic+activity+and+cerebral+blood+flow%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cereb+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">3-Nitropropionic acid-induced ischemia tolerance in the rat brain is mediated by reduced metabolic activity and cerebral blood flow.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 34 (9), 1522-1530 (2014).</li>
<li>Goldmacher, G. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+transplanted+bone+marrow+stem+cells+and+their+effects+in+the+rat+MCAO+stroke+model%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Tracking transplanted bone marrow stem cells and their effects in the rat MCAO stroke model.</a> PLoS One. 8 (3), e60049(2013).</li>
<li>Lee, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+therapeutic+potential+of+human+umbilical+cord+blood-derived+mesenchymal+stem+cells+in+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Lett%22%5BJournal%5D)">The therapeutic potential of human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells in Alzheimer's disease.</a> Neurosci Lett. 481 (1), 30-35 (2010).</li>
<li>Connolly, E. S., Winfree, C. J., Solomon, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Procedural+and+strain-related+variables+significantly+affect+outcome+in+a+murine+model+of+focal+cerebral+ischemia%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Procedural and strain-related variables significantly affect outcome in a murine model of focal cerebral ischemia.</a> Neurosurgery. 38 (3), 523-531 (1996).</li>
<li>Barone, F. C., Knudsen, D. J., Nelson, A. H., Feuerstein, G. Z., Willette, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+strain+differences+in+susceptibility+to+cerebral+ischemia+are+related+to+cerebral+vascular+anatomy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cereb+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Mouse strain differences in susceptibility to cerebral ischemia are related to cerebral vascular anatomy.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 13 (4), 683-692 (1993).</li>
<li>Dittmar, M., Spruss, T., Schuierer, G., Horn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((External+carotid+artery+territory+ischemia+impairs+outcome+in+the+endovascular+filament+model+of+middle+cerebral+artery+occlusion+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">External carotid artery territory ischemia impairs outcome in the endovascular filament model of middle cerebral artery occlusion in rats.</a> Stroke. 34 (9), 2252-2257 (2003).</li>
<li>Virtanen, T., Jolkkonen, J., Sivenius, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((External+carotid+artery+territory+ischemia+impairs+outcome+in+the+endovascular+filament+model+of+middle+cerebral+artery+occlusion+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">External carotid artery territory ischemia impairs outcome in the endovascular filament model of middle cerebral artery occlusion in rats.</a> Stroke. 34 (9), 2252-2257 (2004).</li>
</ol>

De auteurs hebben geen enkele potentiële belangenconflicten om openbaar te maken.

MCAo is een veelgebruikte methode om diermodellen van beroerte te creëren, waardoor het beroerteproces dat bij patiënten wordt waargenomen effectief wordt gerepliceerd door de bloedstroom na ischemie te herstellen10,11,12. Ons laboratorium heeft een ischemiek beroertemodel ontwikkeld dat reperfusion van de CCA mogelijk maakt zonder schade aan de ECA te veroorzaken. Na het induceren van ischemie wordt microchirurgische reparatie van de CCA uitgevoerd. Hoewel directe meting van de CCA-bloedstroom niet werd uitgevoerd, observeerden experimenteerders vasculaire pulsatie in de CCA voordat ze met reperfusion begonnen. Deze techniek behoudt de anatomische integriteit van de nekvaten terwijl het het beroerteproces bij patiënten nauw nabootst. Verder hebben evaluaties van neurologische functie en het gebied van hersenischemie de validiteit van het beroerte bevestigd dat door deze chirurgische aanpak is geïnduceerd.
De eerder beschreven ischemiek beroertemodellen kunnen door verschillende factoren worden beïnvloed. In de methode van Koizumi et al.4 is bloedreperfusion sterk afhankelijk van de cirkel van Willis vanwege de ligatie van de CCA. Echter, variaties in de cerebrale vaatstructuur kunnen het uiteindelijke volume van herseninfarct beïnvloeden, wat mogelijk de sterfte van het beroertemodel verhoogt als gevolg van lage bloedperfusie13,14. Bovendien kan ischemie van de ECA de functie van gezichtsspieren en -zenuwen beïnvloeden, wat de beoordeling van verschillende neurologische functies kan beïnvloeden15,16.
De huidige methode gaat deze uitdagingen aan door middel van drie sleutelstappen: (1) Het klein mogelijk houden van de CCA-incisie, slechts groot genoeg voor het inbrengen van het filament, waardoor de tijd en schade geassocieerd met vaatnaadwerk worden verminderd. (2) Het plaatsen van microvasculaire klemmen zo dicht mogelijk bij de CCA-bifurcatie wanneer de distale CCA wordt geklemd om te voorkomen dat de witte filamenttip wordt geklemd, wat zou kunnen leiden tot siliconenloslating en trombose. (3) Het observeren van de CCA op hervatting van pulsatie en gebrek aan substantieel bloeden voordat de middenlijnneksnede wordt gehecht na vaatreparatie.
De huidige methode heeft echter enkele beperkingen. Ten eerste bestaat er een mogelijkheid van het vormen van emboli op de hechtplaats, wat kan leiden tot verdere hersenischemie als ze losraken. Dit risico moet zorgvuldig worden overwogen en beheerst in toekomstige experimenten. Ten tweede heeft de studie het lichaamsgewicht van de ratten niet gemonitord, wat het moeilijk maakt om te bepalen of de methode hun voedselinname heeft beïnvloed. Voedselinname is een directe indicator van de voordelen van de methode, en de beoordeling ervan zou waardevolle inzichten kunnen opleveren. Ten slotte vereist de huidige methode technische bekwaamheid in microchirurgische operaties, wat het brede gebruik ervan kan beperken zonder de juiste training en expertise.
Kortom, hoewel de MCAo-modelleringsmethode een hoge fysiologische relevantie en structurele integriteit biedt, komt deze met beperkingen die moeten worden aangepakt voor robuustere experimenten. Het behoud van de anatomische integriteit van de nekvaten en het nauw simuleren van beroerteprocessen bij patiënten zijn belangrijke sterke punten van de methode. Deze aanpak zal ongetwijfeld een belangrijke bijdrage leveren aan ischemiek beroerteonderzoek, waardoor de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van experimentele modellen worden verbeterd. Uiteindelijk kan dit leiden tot minder experimentele groepen die nodig zijn om therapeutische effecten te testen, wat resulteert in betrouwbaardere experimentele uitkomsten.

Beroerte, de belangrijkste doodsoorzaak en oorzaak van langdurige neurologische disfunctie bij volwassenen wereldwijd, omvat verschillende typen, waarbij ischemische beroerte ongeveer 81,9% van de gevallen uitmaakt, terwijl hersenzelfhemoragie en subarachnoïdale bloeding respectievelijk 14,9% en 3,1% uitmaken1. Ischemische beroerte ontstaat vaak door atherosclerose of occlusie van de arteria cerebri media (MCA), wat leidt tot lokale vermindering van de hersenbloedstroom en daaropvolgende hersenbeschadiging. Deze vermindering van de voedingstoevoer naar ischemische cellen veroorzaakt energiedepletie, wat leidt tot verlies van membraanintegriteit, celzwelling en uiteindelijke lysering. Bovendien dragen factoren zoals verhoogde intracellulaire calcium, vrijlating van prikkelende aminozuren, verhoogde productie van vrije radicalen en activering van ontstekingscellen bij aan schade aan hersenweefsel na een beroerte2.
De behandelingsdoelen voor ischemische beroerte zijn veelzijdig: vermindering van aanhoudende neurologische schade en vermindering van mortaliteit en langdurige invaliditeit; voorkomen van complicaties die voortvloeien uit immobiliteit en neurologische disfunctie; en minimaliseren van het risico op recidief van beroerte. Gezien de complexiteit van de pathofysiologie van ischemische beroerte, is een robuust beroertemodel essentieel voor het onderzoek en de ontwikkeling van behandelingen die gericht zijn op ischemische beroerte.
Momenteel is occlusie van de arteria cerebri media (MCAo) een veelgebruikt diermodel voor ischemische beroerte3. MCAo wordt meestal uitgevoerd door een monofiliment met een siliconentip of vlamgebluste punt door de cervicale vaten te steken totdat het de oorsprong van de arteria cerebri media (MCA) bereikt. In 1986 ontwikkelden Koizumi en collega's een techniek waarbij een monofiliment met een siliconentip werd ingebracht via een incisie in de arteria carotis communis (CCA), waardoor het de ingang van de MCA bereikte en de bloedstroom blokkeerde4. In 1989 rapporteerde Longa's groep een andere MCAo-methode waarbij een monofiliment werd ingebracht via een incisie in de arteria carotis externa (ECA). Het monofiliment passeert vervolgens de bifurcatie van de arteria carotis interna (ICA) en ECA voordat het het startpunt van de MCA bereikt5.
De beperkingen van de twee bestaande methoden voor het induceren van MCAo zijn duidelijk. De methode van Koizumi vereist de permanente blokkering van de ipsilaterale CCA, wat leidt tot verminderde MCA-perfusie aangezien reperfusion uitsluitend afhankelijk is van de cirkel van Willis4. Daarentegen omvat Longa's methode het doorsnijden van de ECA, wat resulteert in schade aan het ECA-systeem en daaropvolgende beperking van de functie van de gezichtsspieren5. Deze schade kan invloed hebben op voedsel- en wateropname, evenals zintuiglijke disfunctie van het gezicht, wat de revalidatie en de beoordeling van neurologische functie na ischemische beroerte beïnvloedt6.
Het huidige protocol probeert deze beperkingen aan te pakken door een nieuwe methode te ontwikkelen om een ischemische beroertemodel te induceren zonder de anatomische structuur van de hersenvaten te beschadigen. Deze nieuwe aanpak maakt gebruik van microchirurgische technieken om de CCA te repareren, waardoor de nadelen van eerdere methoden worden vermeden.

<table><tbody><tr><td>10% formalin</td><td>Beijing Labgic Technology Co.,Ltd.</td><td>BL913A</td><td></td></tr><tr><td>11-0 microsurgical sutures</td><td>Ningbo Medical Suture Needle Co., Ltd.</td><td>3/8 1&times;5</td><td></td></tr><tr><td>2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC)</td><td>SIGMA</td><td>T8877</td><td></td></tr><tr><td>3-0 silk suture</td><td>Ningbo Medical Suture Needle Co., Ltd.</td><td>3-0</td><td></td></tr><tr><td>4% isoflurane&nbsp;&nbsp;</td><td>Tianjin Ringpu Bio-Technology Co., Ltd.</td><td>20221102</td><td></td></tr><tr><td>6-0 silk suture</td><td>Ningbo Medical Suture Needle Co., Ltd.</td><td>6-0</td><td></td></tr><tr><td>70% ethanol</td><td>Shandong Lierkang Medical Technology Co., Ltd.</td><td>20230408</td><td></td></tr><tr><td>Filament</td><td>Xinong Technologies Co Ltd.</td><td>2838-A5</td><td></td></tr><tr><td>Ketamine&nbsp;&nbsp;</td><td>Jiangsu Hengrui Pharmaceutical Co., Ltd.</td><td>230613BL</td><td></td></tr><tr><td>Male Sprague Dawley rats</td><td>Jinan Pengyue Experimental Animal Breeding Co., Ltd.</td><td>SCXK (Lu) 20190003</td><td></td></tr><tr><td>Microclips</td><td>Shanghai Jinzhong Medical Device Factory</td><td>W40150</td><td></td></tr><tr><td>Microscope</td><td>ZEISS</td><td>S100 OPMI pico</td><td></td></tr><tr><td>Nursing box</td><td>Beijing Fuyi Electrical Appliance Co., Ltd.</td><td>FYL-YS-100L</td><td></td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>SIGMA</td><td>PHR3263</td><td></td></tr></tbody></table>

een rattenmodel van middelste cerebrale arteriële occlusie/reperfusie zonder de anatomische structuur van cerebrale vaten te beschadigen

A Rat Model of Middle Cerebral Artery Occlusion/Reperfusion Without Damaging the Anatomical Structure of Cerebral Vessels

Ischemische beroerte is wereldwijd de belangrijkste oorzaak van langdurige invaliditeit en sterfte bij volwassenen. Diermodellen van ischemische beroerte hebben aanzienlijk bijgedragen aan ons begrip van de pathologische mechanismen en de ontwikkeling van mogelijke behandelingen. Momenteel zijn er twee veelgebruikte methoden met filament (endovasculaire naald) technieken om diermodellen van cerebrale ischemie te induceren. Deze methoden hebben echter inherente beperkingen, zoals verminderde bloedperfusie naar de hersenen, schade aan het externe sleutelbeenslagader systeem, verminderde voedsel- en/of waterinname, en sensorische disfunctie van het gezicht. Dit artikel introduceert een nieuwe methode om een ischemische beroerte bij ratten te induceren zonder de vasculaire anatomie van de hersenen te compromitteren. In deze studie werd de halsslagader (CCA) van Sprague-Dawley ratten blootgelegd en er werd een incisie gemaakt. Vervolgens werd een filament door de incisie in de halsslagader ingebracht om de middelste hersenslagader te occluderen. Na 1,5 uur van geïnduceerde ischemie werd het occluderende filament volledig verwijderd uit zowel de halsslagader als de CCA. De incisie in de CCA werd vervolgens genaaid met 11-0 microchirurgische hechtingen onder een microscoop (vergroting 4x). Door het gebruik van microchirurgische technieken om de CCA te repareren, ontwikkelde deze studie met succes een unieke methode om een ischemische beroerte model bij ratten te induceren terwijl de anatomische integriteit van de hersenvaten behouden bleef.

Het proces van microsutureren 
De filament werd teruggetrokken nabij de incisie van de CCA totdat de witte filamentpunt zichtbaar was (Figuur 1A). Vervolgens werden microklemmen op de CCA geplaatst (Figuur 1B). Onder een microscoop bij een 4x vergroting werd de incisie van de CCA gehecht met microsurgische hechtingen in een onderbroken patroon (Figuur 1C). Daarna werden de microklemmen van de CCA verwijderd, waardoor de anatomische structuur en de bloedstroom werden hersteld (Figuur 1D).
TTC-kleuring en mortaliteitspercentage 
In totaal werden 12 volwassen mannelijke ratten willekeurig verdeeld over twee groepen: sham en model (n = 6 per groep). Helaas stierf één dier in de sham-groep door een overdosis anestheticum en één dier in de modelgroep stierf binnen 24 u. De infarcten als gevolg van cerebrale ischemie werden waargenomen in zowel het striatum als de cortex (Figuur 2A). Op 3 dagen na de ischemische beroerte werd het totale infarctpercentage gemeten op 29,3% ± 1,6% van de hemisfeer (Figuur 2B), met een mortaliteitspercentage van 16,7% na de operatie.
Evaluatie van de neurologische functie 
Op 1 en 3 dagen na de ischemische beroerte waren de scores van de modelgroepen significant lager vergeleken met die van de shamgroepen (17,8 ± 0,4 vs. 8,2 ± 1,5, Figuur 3A; 17,6 ± 0,9 vs. 9,6 ± 1,3, Figuur 3B, respectievelijk).
<img alt="Diagram van chirurgische hechtingstechniek; pincet dat weefsel vasthoudt; stappen: naaldinbrenging, knopen leggen." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66635/66635fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figuur 1"> 
Figuur 1: Het proces van microsutuur. (A) De filament wordt uit de CCA getrokken. Blauwe pijlen geven de microvasculaire klemmen aan. (B) Zwarte pijl geeft de incisie aan nadat de filament volledig is verwijderd. Blauwe pijlen geven de microvasculaire klemmen aan. (C) Onder een microscoop (4x vergroting) werd de incisie van de CCA gehecht met 11-0 microsurgical hechtingen in een onderbroken patroon. Blauwe pijlen geven de microvasculaire klemmen aan. Zwarte pijl geeft de gehechte incisie aan. (D) De microklemmen worden verwijderd en de bloedstroom van de CCA wordt hersteld. Zwarte pijl geeft de gehechte plaats van de CCA aan. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66635/66635fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Ischemische hersenweefselsneden, staafdiagram, vergelijking percentage ischemisch gebied, experimentresultaten." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66635/66635fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figuur 2"> 
Figuur 2: TTC-kleuringsresultaten van het ischemische model. (A) Representatieve beelden van met 2,3,5-trifenyltetrazoliumchloride (TTC) gekleurde hersensneden na cerebrale ischemie. In levend weefsel wordt TTC enzymatisch gereduceerd door dehydrogenasen tot 1,3,5-trifenylformazan, wat een rode kleur heeft. Het weefsel in necrotische gebieden blijft wit vanwege de afwezigheid van deze enzymatische activiteit. (B) Percentage ischemisch gebied bij ratten 3 dagen na cerebrale ischemie. Vergeleken met de Sham-groep, **P &lt; 0,01. Gegevens zijn uitgedrukt als het gemiddelde ± standaarddeviatie. Er waren vijf ratten in elke groep. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66635/66635fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Staafdiagram dat de Garcia-scores vergelijkt in Sham versus Model, waarbij een significant verschil (** ) wordt getoond." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66635/66635fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figuur 3"> 
Figuur 3: Evaluatie van de neurologische functie. (A) Garcia-scores 1 dag na cerebrale ischemie. (B) Garcia-scores 3 dagen na cerebrale ischemie. Vergeleken met de Sham-groep, **P &lt; 0,01. Gegevens worden uitgedrukt als gemiddelde ± standaarddeviatie. Er waren vijf ratten in elke groep. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66635/66635fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

Het huidige protocol beschrijft een ratmodel van occlusie/reperfusie van de middelste hersenslagader dat de anatomische structuur van hersenvaten behoudt zonder schade te veroorzaken.

Een rattenmodel van middelste cerebrale arteriële occlusie/reperfusie zonder de anatomische structuur van cerebrale vaten te beschadigen

Ischemic stroke stands as the primary cause of long-term disability and mortality among adults worldwide. Animal models of ischemic stroke have ...

Deze studie ontwikkelt een rattenmodel voor occlusie of reperfusie van de middenhersenslagader dat de integriteit van de cerebrale vaten behoudt. Het richt zich op het introduceren van een nieuwe methode voor het induceren van een rattenmodel voor ischemische beroerte zonder de cerebrale vaattomografie te schaden. Het project maakt gebruik van microchirurgische technieken en de door filament geïnduceerde ischemie.Het introduceert een methode om ischemie te induceren zonder de gemeenschappelijke halsslagader of het externe halsslagadersysteem te beschadigen. In tegenstelling tot technieken die de bloedstroom permanent kunnen beïnvloeden of de cerebrale vaattomografie kunnen beschadigen, handhaaft dit protocol de anatomische integriteit van verschillende vaten. Het biedt een nauwkeurigere, minder schadelijke benadering voor het bestuderen van ischemische beroertes.Om te beginnen, plaatst u de anesthetiseerde rat op een operatieplatform. Na het scheren van de vacht rond de keel en het linkernekgebied, desinfecteert u de chirurgische plek drie keer met Betadine en 70%ethanol. Maak een 1,5 centimeter lange middenlijnsnede aan de buikzijde van de nek en open de oppervlakkige fascia.Voer een stompe dissectie uit om de externe halsslagader, interne halsslagader en gemeenschappelijke halsslagader bloot te leggen. Plaats drie 4-0 zijden hechtingen rond de gemeenschappelijke halsslagader en nog een zijdedraad door de externe halsslagader nabij de bifurcatie van de interne halsslagader. Maak een los te maken schuifknoop aan de proximale gemeenschappelijke halsslagader.Trek de hechting op de distale gemeenschappelijke halsslagader aan met een hemostaat om de bloedstroom te blokkeren. Bind los een andere schuifknoop rond de gemeenschappelijke halsslagader tijdens het hechten om ervoor te zorgen dat het vat niet gesloten is. Maak nu met een schaar een 0,5 millimeter incisie tussen de proximale zijdedraad en de middelste hechting op de gemeenschappelijke halsslagader.Breng een 4-0 draad van drie centimeter lang in de gemeenschappelijke halsslagader. Trek de zijden hechtingen rond de gemeenschappelijke halsslagader aan om de intraluminale draad vast te zetten en bloeding te voorkomen. Verwijder vervolgens de hechting van de distale gemeenschappelijke halsslagader.Ga door met het inbrengen van de draad in het lumen van de middenhersenslagader terwijl u de hechtingen rond de externe halsslagader beheerst. Start een timer en noteer het tijdstip waarop de occlusie begint. Hecht de neksnede met 3-0 zijden hechtingen.Leg het dier voorzichtig in een herstelkooi. Na ischemische modellering, heropen de neksnede van de anesthetiseerde rat. Onder een dissecteermicroscoop, trekt u voorzichtig het occluderende filament terug terwijl u de microklem horizontaal plaatst nabij de intraluminale hechtingsknoop.Ga door met terugtrekken tot de witte punt duidelijk zichtbaar is nabij de incisie van de gemeenschappelijke halsslagader. Verwijder vervolgens volledig het filament en los de bevestigde intraluminale hechtingsknoop. Plaats een andere microklem nabij de hartuiteindekant van de proximale gemeenschappelijke halsslagaderknoop.Verwijder vervolgens de hechtingsknoop rond de proximale gemeenschappelijke halsslagader. Spoel de incisieplaats met zoutoplossing. Droog het gebied met een steriele wattenbolletje om het bloed te verwijderen en een helder chirurgisch veld te bereiken.Nu bij 4x vergroting, hecht u de incisie van de gemeenschappelijke halsslagader met 11-0 microchirurgische hechtingen in een ononderbroken patroon. Na het hechten, verwijdert u de microklemmen van beide uiteinden van de gemeenschappelijke halsslagader om de bloedstroom te herstellen. Breng druk aan op de hechtingsplaats van de gemeenschappelijke halsslagader met een steriele wattenbolletje gedurende 30 seconden.Observeer de gemeenschappelijke halsslagader gedurende twee minuten om er zeker van te zijn dat er geen bloeding optreedt. Hecht de neksnede en plaats de rat in een zorgdoos van 35 graden Celsius voor herstel van de anesthesie. Drie dagen na ischemie-reperfusie, verwijdert u de hersenen van de geëuthaniseerde rat.Bevriest u de hersenen gedurende 20 minuten op min 20 graden Celsius. Na het bevriezen, snijdt u de hersenen met een scalpel in twee millimeter dikke coronale secties. Incubeer de hersensecties met 2%TTC gedurende 20 minuten bij 37 graden Celsius.Na incubatie, brengt u de hersensecties over in een kleine petrischaal en gooit u 2%TTC weg. Bevestig vervolgens de hersensecties met 10%formaline gedurende 30 minuten op kamertemperatuur. Gooi de formaline weg en spoel de hersensecties af met PBS.Neem digitale foto's van opeenvolgende plakjes. Gebruik ImageJ-software om de infarctreeksen kwantitatief te meten. Na TTC-kleuring, werden de infarcten die het gevolg waren van cerebrale ischemie waargenomen in zowel het striatum als de cortex.Op drie dagen na een ischemische beroerte, werd het totale percentage infarcten gemeten op ongeveer 30% van de hemisfeer met een sterftepercentage van 16,7% na de operatie.

a-rat-model-middle-cerebral-artery-occlusionreperfusion-without

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Chirurgische inductie van ischemische hersenschade in de rat is een veel gebruikt model voor een beroerte onderzoek. Hier laten we zien de inductie van focale cerebrale ischemie door occlusie van de midden cerebrale slagader. Visualisatie van de resulterende infarct door histologische kleuring en magnetische resonantie beeldvorming wordt ook getoond.

Focus cerebrale ischemie Model door Endovasculaire Suture Occlusie van de midden cerebrale slagader in de Rat

We zien in de video een methode voor het produceren van een midden cerebrale slagader occlusie bij volwassen muizen met behulp van een intraluminale monofilament. We laten ook zien hoe de omvang van herseninfarct beoordelen door 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) kleuring.

Muis model van de midden cerebrale slagader Occlusion

This video demonstrates the procedure of performing permanent distal middle cerebral artery occlusion, or MCAO, with the common carotid artery, or CCA ligation, in aged rats to model ischemic stroke. This blocks blood flow to the brain, leading to neuronal death and generating a model to study stroke mechanisms and potential treatments.

Inducing Ischemia via Middle Cerebral and Common Carotid Artery Occlusion in a Rat Model

Source: Larpthaveesarp, A., et. al. Transient Middle Cerebral Artery Occlusion Model of Neonatal Stroke in P10 Rats. J. Vis. Exp. (2017)This video demonstrates the establishment of the Middle Cerebral Artery Occlusion model in a rat pup. The internal carotid artery (ICA) is exposed, and a ligature is secured to restrict blood flood. An occlude is inserted through the ICA to reach the Middle Cerebral Artery. The pup is then allowed to recover before further analysis.

Generating a Middle Cerebral Artery Occlusion in a Rat Pup to Induce Local Brain Ischemia

We beschrijven een zeer reproduceerbare werkwijze voor de permanente occlusie van een knaagdier grote cerebrale bloedvat. Deze techniek kan worden bereikt met zeer weinig perifere schade minimaal bloedverlies, een hoog percentage overleving op lange termijn en consistente infarct volume evenredig met de klinische populatie.

Permanente Cerebrale vatocclusie<em&gt; Via</em&gt; Dubbele Ligatuur en doorsnijding

Neonatale beroerte is een belangrijke oorzaak van vroege hersenbeschadiging die een translationeel model vereist met consistente focale letselpatronen en hoge reproduceerbaarheid om onderzoek mogelijk te maken. Dit onderzoek beschrijft de gedetailleerde chirurgische procedure voor het creëren van een niet-hemorragische, unilaterale focale ischemie-reperfusieletsel bij full-term-equivalente knaagdieren.

Transient midden cerebrale slagader occlusie Model van Neonatale Stroke in P10 Rats

Intraluminale gloeidraad occlusie van de middelste cerebrale slagader is het meest gebruikte in vivo model van experimentele beroerte in knaagdieren. Een alternatieve chirurgische benadering om gemeenschappelijke halsslagader reparatie gebeurt hier, waardoor de reperfusie van de gemeenschappelijke halsslagader en een volledige reperfusie naar het grondgebied van de middelste cerebrale slagader.

Occlusie van de middelste cerebrale slagader waardoor reperfusie via gemeenschappelijke halsslagader reparatie in muizen

Een muismodel van cerebrale ischemie-reperfusie is gevestigd te onderzoeken de pathofysiologie van een beroerte. We distally de rechts midden cerebrale slagader en rechts gemeenschappelijke halsslagader afbinden en bloedstroom herstellen na 10 of 40 min van ischemie.

Muismodel van twee-schip occlusie van cerebrale ischemie-reperfusie

Dit protocol beschrijft het proces van voorbereiding op reperfusie van occlusie van de middelste hersenslagader via de gemeenschappelijke halsslagader.

Een gemodificeerd modelpreparaat voor reperfusie van occlusie van de middelste cerebrale slagader

Het doel van deze studie was het vaststellen van een reproduceerbare methode voor het uitvoeren van een craniectomie, gevolgd door permanente, selectieve midden-cerebrale arterie-occlusie bij ratten voor toepassing in experimentele studies naar motorische en ruimtelijke geheugentekorten.

Selectieve en permanente occlusie van de middenarterie cerebrale arterie bij ratten: een experimentele benadering voor het bestuderen van motorische en ruimtelijke geheugentekorten

Leer een rattenmodel voor middelste cerebrale arteriële occlusie/reperfusie zonder de anatomische structuur van cerebrale vaten te beschadigen. Deze microchirurgische methode behoudt de vaatintegriteit en biedt een betrouwbaarder model voor ischemische beroerteonderzoek.

Een rattenmodel van middelste cerebrale arteriële occlusie/reperfusie zonder de anatomische structuur van cerebrale vaten te beschadigen (Video) | JoVE Journal

Een rattenmodel van middelste cerebrale arteriële occlusie/reperfusie zonder de anatomische structuur van cerebrale vaten te beschadigen

Meer video's verkennen