Tutaj prezentujemy protokół do ustalenia modelu dystalnej niedrożności tętnicy środkowej mózgu (dMCAO) poprzez przezczaszkową elektrokoagulację u myszy C57BL/6J i oceny późniejszego zachowania neurologicznego i cech histopatologicznych.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Tutaj prezentujemy protokół do ustalenia modelu dystalnej niedrożności tętnicy środkowej mózgu (dMCAO) poprzez przezczaszkową elektrokoagulację u myszy C57BL/6J i oceny późniejszego zachowania neurologicznego i cech histopatologicznych.
Udar niedokrwienny pozostaje główną przyczyną śmiertelności i upośledzenia funkcjonalnego wśród dorosłych populacji na całym świecie. Tylko niewielka liczba pacjentów z udarem niedokrwiennym kwalifikuje się do trombolizy wewnątrznaczyniowej lub trombektomii mechanicznej w optymalnym oknie czasowym. Wśród osób, które przeżyły udar, około dwie trzecie cierpi na dysfunkcje neurologiczne przez dłuższy czas. Ustalenie stabilnego i powtarzalnego eksperymentalnego modelu udaru niedokrwiennego jest niezwykle istotne dla dalszego badania mechanizmów patofizjologicznych i opracowywania skutecznych strategii terapeutycznych udaru niedokrwiennego. Tętnica środkowa mózgu (MCA) stanowi dominującą lokalizację udaru niedokrwiennego u ludzi, przy czym okluzja MCA służy jako często stosowany model ogniskowego niedokrwienia mózgu. W tym protokole opisujemy metodologię ustalania modelu dystalnej okluzji MCA (dMCAO) poprzez przezczaszkową elektrokoagulację u myszy C57BL / 6. Ponieważ miejsce okluzji znajduje się w gałęzi korowej MCA, model ten generuje umiarkowaną zmianę zawałową ograniczoną do kory. Charakterystyka neurologiczna, behawioralna i histopatologiczna wykazała widoczną dysfunkcję motoryczną, zwyrodnienie neuronów oraz wyraźną aktywację mikrogleju i astrocytów w tym modelu. W ten sposób ten model myszy dMCAO stanowi cenne narzędzie do badania udaru niedokrwiennego i jest warte popularyzacji.
Udar mózgu to powszechna ostra choroba naczyniowo-mózgowa charakteryzująca się wysoką częstością niepełnosprawności i śmiertelnością1. Spośród wszystkich przypadków udaru mózgu prawie 80% należy do udaru niedokrwiennego2. Do tej pory tromboliza dożylna pozostaje jednym z niewielu skutecznych podejść w leczeniu ostrego udaru niedokrwiennego. Skuteczność leczenia trombolitycznego jest jednak ograniczona przez wąskie okno czasowe skuteczności oraz występowanie transformacji krwotocznej3. W długotrwałej fazie rehabilitacji po udarze niedokrwiennym znaczna liczba pacjentów może doświadczyć trwałych dysfunkcji neurologicznych4. Pilnie potrzebne są dalsze badania, aby odkryć mechanizmy patofizjologiczne leżące u podstaw udaru niedokrwiennego, a także ułatwić opracowanie nowych strategii terapeutycznych ukierunkowanych na udar niedokrwienny. Stworzenie wiarygodnego i powtarzalnego modelu udaru niedokrwiennego ma kluczowe znaczenie dla badań podstawowych, a także późniejszych badań translacyjnych w dziedzinie udaru niedokrwiennego.
W 1981 roku Tamura i wsp. opracowali model ogniskowego niedokrwienia mózgu, stosując przezczaszkową elektrokoagulację w miejscu bliższym tętnicy środkowej mózgu (MCA)5. Od tego czasu wielu badaczy wykorzystało różne metodologie, takie jak podwiązanie, kompresja lub klipsowanie, w celu wywołania dystalnej okluzji MCA (dMCAO) w celu ustalenia przejściowych lub trwałych modeli udaru niedokrwiennego 6,7,8. W porównaniu z modelem filamentowym, model dMCAO wykazuje znaczące zalety, takie jak mniejszy rozmiar zawału i wyższy wskaźnik przeżycia, co czyni go bardziej odpowiednim do badania długotrwałej poprawy funkcjonalnej po udarze niedokrwiennym9. Ponadto model dMCAO wykazuje wyższy wskaźnik przeżywalności u starszych gryzoni w porównaniu z modelem filamentowym, co czyni go korzystnym narzędziem do badania udaru niedokrwiennego u osób starszych i współistniejących modeli zwierzęcych10. Wykazano, że model udaru fotozakrzepowego (PT) charakteryzuje się mniejszą inwazyjnością chirurgiczną i znacznie niską śmiertelnością. Jednak model PT wykazuje większy stopień martwicy komórkowej i obrzęku tkanek w porównaniu z modelem dMCAO, co prowadzi do braku krążenia obocznego11. Ponadto warto zauważyć, że zmiany niedokrwienne obserwowane w modelu PT wynikają głównie z niedrożności mikronaczyniowej, która różni się znacznie od niedokrwienia mózgu wywołanego zatorowością dużego naczynia w modelu dMCAO12.
W tym artykule prezentujemy metodologię indukowania mysiego modelu dMCAO poprzez koagulację dystalnego MCA za pomocą małego okienka kostnego. Dodatkowo przeprowadziliśmy badania histologiczne i oceny behawioralne, aby kompleksowo scharakteryzować uszkodzenia niedokrwienne i wyniki udaru w tym modelu eksperymentalnym. Naszym celem jest zapoznanie badaczy z tym modelem i ułatwienie dalszych badań nad patologicznymi mechanizmami udaru niedokrwiennego.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół eksperymentalny został zatwierdzony przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Jianghan i został przeprowadzony zgodnie z Wytycznymi Etycznymi Zwierząt Doświadczalnych wydanymi przez Centrum Kontroli Chorób w Chinach. W protokole wykorzystano dorosłe samce myszy C57BL/6J w wieku 10 tygodni, o wadze 24-26 g. Wszystkie myszy trzymano w 12-godzinnym środowisku kontrolowanym przez światło/ciemność z jedzeniem i wodą ad libitum.
1. Przygotowanie przedoperacyjne
UWAGA: Kluczowe instrumenty i sprzęt wymagane dla tego protokołu są pokazane w Rysunek 1.
2. Dystalny model MCAO
3. Fikcyjna operacja
4. Testy behawioralne
UWAGA: Przed wprowadzeniem dMCAO, myszy przechodziły trening behawioralny dwa razy dziennie przez 3 dni. W 3 dniu po dMCAO przenieś myszy do pokoju testów behawioralnych na 2-godzinną adaptację do środowiska przed testem.
5. Perfuzja i przygotowanie próbki
6. Identyfikacja objętości zawału
7. Analiza barwienia histopatologicznego i immunofluorescencyjnego
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Kluczowymi instrumentami wykorzystanymi do przeprowadzenia dMCAO są zestaw instrumentów mikrochirurgicznych, waporyzator izofluranu oraz monopolarne mikrochirurgiczne urządzenie do elektrokoagulacji, przedstawione na Rysunku 1. Procedura eksperymentalna niniejszego badania została zilustrowana na Rysunku 2. W skrócie, zastosowano kraniotomię z niewielkim oknem kostnym w celu odsłonięcia dystalnego odcinka MCA, który następnie poddano koagulacji, aby wywołać trwa...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W obecnym protokole elektrokoagulacji kraniotomii w modelu dMCAO zabiegi chirurgiczne są przeprowadzane z minimalną inwazyjnością, przy czym tylko część mięśnia skroniowego jest oddzielana w celu złagodzenia niekorzystnego wpływu na funkcję żucia. Wszystkie myszy dobrze wyzdrowiały po zabiegu, bez zaobserwowanych przypadków trudności z karmieniem. MCA można łatwo rozpoznać w kości skroniowej myszy, co ułatwia precyzyjną identyfikację odpowiednich miejsc kraniotomii. Ta wywołana modelem dMCAO zmiana niedokrwienna była zlo...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają sprzecznych interesów do ujawnienia.
To badanie było wspierane przez granty z Fundacji Nauk o Przyrodzie prowincji Hubei (2022CFC057).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 2,3,5-trifenylotetrazolium Chlorek (TTC) | Sigma-Aldrich | 108380 | Barwnik do barwienia TTC |
| 24-dołkowa płytka hodowlana | Corning (USA CLS3527 | Naczynie do barwienia TTC | |
| 4% paraformaldehydu | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. | G1101 | Utrwalanie tkanek |
| 5% albuminy surowicy bydlęcej | Wuhan BOSTER Bio Co., Ltd. | AR004 | Niespecyficzny antygen blokujący |
| 5-0 Szew kwasu poliglikolowego | Jinhuan Medical Co., Ltd | KCR531 | Materiał do operacji |
| Maszyna anestezjologiczna | Midmark Corporation | VMR | Znieczulone |
| zwierzę Środek montażowy Antifade | Beyotime Biotech | P0131 | Uszczelka do barwienia IF |
| Automatyzacja-odwadnianie tkanek Maszyna | Leica Biosystems (Niemcy) | TP1020 | tkanek odwadniających |
| Veet (Francja) | 20220328 | Materiał do operacji | |
| Diklofenak sód żel | Wuhan Ma Yinglong Pharmaceutical Co., Ltd. | H10950214 | Analgezja dla zwierząt |
| Końcówka wiertła (0,8 mm) | Rwd Life Science Co., Ltd. | Sprzęt do chirurgii | |
| Roztwór do barwienia Eosin | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. | G1001 | Barwnik do H& Barwienie E |
| Maść do oczu | Guangzhou Pharmaceutical Co., Ltd | H44023098 | Materiał do operacji |
| Mikroskop fluorescencyjny | Olympus (Japonia) | BX51 | Akwizycja obrazu |
| GFAP Mysie przeciwciało monoklonalne | Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) | 3670 | Podstawowe przeciwciało do barwienia IF |
| Kozioł anty-mysz Alexa 488-sprzężona IgG | Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) | 4408 | Drugie przeciwciało do barwienia IF |
| Kozioł anty-królik Alexa 594-sprzężony IgG | Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) | 8889 | Drugie przeciwciało do barwienia IF |
| Miernik siły uchwytu | Shanghai Xinruan Information Technology Co., Ltd. | XR501 | Sprzęt do testów behawioralnych |
| Roztwór do barwienia hematoksyliny | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. | G1004 | Barwnik do H& Barwienie E |
| Iba1 Przeciwciało monoklonalne królika | Abcam | ab178846 | Przeciwciało pierwszorzędowe do barwienia IF |
| Izofluran | Rwd Life Science Co., Ltd. | R510-22-10 | Znieczulony zwierzęcy |
| Laserowy dopplerowski miernik przepływu krwi | Moor Instruments (Wielka Brytania) | moorVMS | Monitorowanie przepływu krwi |
| Meloxicam | Boehringer-Ingelheim | J20160020 | Analgezja dla zwierząt |
| Microdrill | Rwd Life Science Co., Ltd. | 78001 | Sprzęt do chirurgii |
| Zestaw narzędzi mikrochirurgicznych | Rwd Life Science Co., Ltd. | SP0009-R | Sprzęt do chirurgii |
| Microtome | Thermo Fisher Scientific (USA) | HM325 | Produkcja sekcji tkanek |
| Ostrze mikrotomu | Leica Biosystems (Niemcy) | 819 | Produkcja przekrojów tkanek |
| Monopolarny generator elektrokoagulacji | Wiosenna sceneria Instrument medyczny Co., Ltd. | CZ0001 | Sprzęt do operacji |
| Maść mupirocyny | Tianjin Smith Kline & Laboratoria Francuskie Sp. z o.o. | H10930064 | Ochrona przed infekcjami dla zwierząt |
| Przeciwciało monoklonalne królika NeuN | Cell Signaling Technology Inc. (Danvers, MA, USA) | 24307 | Przeciwciało pierwszorzędowe do barwienia IF |
| Neutralny balsam | Absin Bioscience | abs9177 | Pieczęć dla H& E barwienie |
| zatapiania parafiny | Thermo Fisher Scientific (USA) | EC 350 | Wyprodukuj bloki parafinowe |
| Pentobarbital sodu | Sigma-Aldrich | P3761 | Eutanizowane zwierzę |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami | Shanghai Beyotime Biotech Co., Ltd | C0221A | Płukanie sekcji tkanek |
| Golarka | Shenzhen Codos Electrical Appliances Co., Ltd. | CP-9200 | Sprzęt do chirurgii |
| Roztwór cytrynianu sodu | Shanghai Beyotime Biotech Co., Ltd. | P0083 | Pobieranie antygenu do barwienia IF |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.