Przedstawiamy tutaj metodę wtórnego zamknięcia tętnicy środkowej u myszy, aby zbadać postęp nawracającego udaru niedokrwiennego. Opisano zabiegi chirurgiczne, opiekę pooperacyjną, zmiany patologiczne neuronów oraz wskaźnik przeżywalności.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Przedstawiamy tutaj metodę wtórnego zamknięcia tętnicy środkowej u myszy, aby zbadać postęp nawracającego udaru niedokrwiennego. Opisano zabiegi chirurgiczne, opiekę pooperacyjną, zmiany patologiczne neuronów oraz wskaźnik przeżywalności.
Udar jest drugą najczęstszą na świecie przyczyną śmiertelności i niepełnosprawności, a nawracające udary znacząco przyczyniają się do złych wyników i wzrostu obciążenia neurologicznym. Pomimo postępów w leczeniu ostrego udaru klinicznego, eksperymentalne modele nawracającego udaru niedokrwiennego pozostają ograniczone ze względu na złożoność proceduralną i wysoką śmiertelność. W tym badaniu dążyliśmy do ustalenia nawracającego udaru niedokrwiennego w modelu myszy oraz oceny zmian patologicznych mózgu i deficytów funkcjonalnych za pomocą dwustopniowego protokołu okluzji środkowej tętnicy mózgowej (MCAO). Dorosłe samce myszy C57BL/6J przeszły przejściowe MCAO pod laserowym monitorowaniem przepływu krwi Laserem Dopplera. Wtórne badanie MCAO wykonano 14 dni po początkowej operacji, aby zasymulować nawrót udaru. Oceny pooperacyjne obejmowały analizę aktywności lokoruchowej, ocenę deficytów neurobehawioralnych za pomocą systemu punktacji sześciopunktowej, markery zapalne, w tym czynnik indukujący hipoksję-1α (HIF-1α) oraz czynnik martwicy nowotworów-α (TNF-α), a także ocenę histopatologiczną z użyciem barwienia hematoksyliny i eozyny (H&E). Po nawracającym podaniu MCAO myszy wykazywały istotnie zmniejszoną aktywność lokomotoryczną, spowolnioną prędkość ruchu oraz obniżone wyniki neurobehawioralne oraz wzrost wskaźników zapalnych w porównaniu z grupami kontrolnymi. Wykrywanie histopatologiczne wykazało umiarkowaną do ciężkiej martwicy komórek neuronalnych, wakuolację neuropilową oraz miejscowe krwotok w korze i hipokampie u myszy nawracających MCAO. Markery zapalne zostały również wywołane podczas tego nawracającego zabiegu MCAO. Ten dwustopniowy model myszy MCAO po raz pierwszy przedstawia metodę, która skutecznie symuluje nawracający udar niedokrwienny z konsekwentnymi wynikami neurologicznymi i patologicznymi oraz poprawia przeżycie pooperacyjne. Model ten może stanowić wiarygodną platformę dla badań mechanistycznych i może być stosowany w przyszłej ocenie terapii neuroprotekcyjnych w przypadku nawracających udarów.
Udar pozostaje jedną z głównych przyczyn zgonów i długotrwałej niepełnosprawności na całym świecie, stanowiąc znaczące obciążenie kliniczne i społeczno-ekonomiczne. Ponad 30 milionów osób na całym świecie cierpi na udar i jego konsekwencje, w tym utratę ruchu, zaburzenia poznawcze oraz zwiększone ryzyko chorób naczyń 1,2. Pomimo postępów w leczeniu ostrym, takim jak tromboliza i endowaskularna trombektomia, wielu ocalałych pozostaje w wysokim ryzyku nawrotu udaru, co wiąże się z pogorszeniem rokowania, większą niepełnosprawnością i wzrostem śmiertelności. Nawracające udary występują u około 10-20% pacjentów w ciągu 90 dni od zdarzenia pierwotnego, z najwyższym ryzykiem podczas przejściowego ataku niedokrwiennego lub drobnego udaru3. Co ważniejsze, nawracający udar często dotyka obszary naczyniowe i prowadzi do bardziej rozległego zawału i poważnych urazów, takich jak zaburzenia hemodynamiczne mózgu4, ostra i przewlekła dysregulacja odporności oraz martwica neuronu podkorowego5, co sugeruje, że mózg może stać się bardziej podatny i powodować więcej powikłań po początkowym niedokrwiennym ataku.
Niektóre ostatnie badania przeprowadzały modele udaru niedokrwiennego lub krwotocznego na zwierzętach eksperymentalnych i ujawniły specyficzne dla regionu wzorce urazów, zakłócone odpowiedzi nerwowo-naczyniowe oraz różne endogenne mechanizmy naprawy dopasowane do ludzkich warunków klinicznych 6,7. Jednak modele badawcze dotyczące nawracających udarów pozostają mniej ugruntowane ze względu na skomplikowane procedury i wysoką śmiertelność. Niektóre wcześniejsze badania wykazały model fototrombotyczny myszy, który okazał się cennym narzędziem do badania nawracających udarów niedokrwiennych 8,9,10. Wykazali nasilone uszkodzenie neuronów, przedłużoną odpowiedź zapalną oraz spadek funkcji poznawczych u myszy z nawracającym udarem, a także badali mechanizmy leżące u podstaw, w tym demencję wielozawałową i zapalne priming 8,9,10.
Inne badanie wykazało nowatorski, starzejący się model myszy z nawracającym krwokiem śródmózgowym w obustronnym prążkowiu, który był dwukrotnie wstrzyknięty kolagenazą, co skutkowało opóźnieniem w funkcjonowaniu lokomotorycznym oraz powodowało utratę funkcji poznawczych i uszkodzenia neurologiczne u nawracających myszy11. Warto zauważyć, że modele myszy fototrombotycznego i krwotocznego udaru często wywołują zmiany w określonych obszarach anatomicznych podczas nawracających udarów, co odzwierciedla wrodzone różnice metodologiczne. Takie wariacje generują heterogeniczne wzorce uszkodzeń neuronów, zakłócają dynamikę mikrokrążenia i wywierają różniące się efekty na obwodowe odpowiedzi immunologiczne11,12. Dla porównania, model MCAO, powszechnie uznawany za najbardziej reprezentatywny paradygmat udaru niedokrwiennego u gryzoni, oferuje zaletę stabilności proceduralnej i pozwala na precyzyjną kontrolę zarówno miejsca, jak i czasu trwania zamknięcia mózgu. Niemniej jednak MCAO i nawracające MCAO wykazały również znacznie wysokie ryzyko śmiertelności13,14, co nakłada istotne ograniczenia na ich szersze zastosowanie w badaniach eksperymentalnych. W tym badaniu dążyliśmy do stworzenia stabilnego i powtarzalnego dwustopniowego modelu myszy MCAO, który naśladuje nawracający udar. Oceniliśmy związane z tym uszkodzenia neuronów, zaburzenia funkcjonalne oraz zmiany histopatologiczne. Model ten wykazał również stabilny wskaźnik przeżycia, co sugeruje jego zastosowanie w przyszłych badaniach nad patofizjologią nawracających udarów oraz strategiami terapii neuroprotekcyjnych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały przeanalizowane i zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt Instytucjonalnych (IACUC) Narodowego Uniwersytetu Tajwańskiego (Plan Badawczy ID20230335) i przeprowadzono je zgodnie z ustalonymi wytycznymi etycznymi dotyczącymi opieki i wykorzystania zwierząt laboratoryjnych.
1. Przygotowanie zwierząt
2. Pierwsze chirurgiczne podanie MCAO
3. Druga administracja MCAO
4. Opieka pooperacyjna
5. Ocena ruchu ruchu zwierząt i urazów neurobiologicznych
6. Protokół barwienia hematoksyliną i eozyną
7. Protokół Western blotting
8. Analiza statystyczna
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ocena aktywności lokomotorycznej i uszkodzenia neuronów u pierwszych i nawracających myszy MCAO
W pierwszych procedurach MCAO wprowadzano nylonowy monofilament pokryty silikonową gumą z ECA, ICA do MCA na 40 minut. Przepływ krwi mózgowej (CBF) mógł być wyraźnie wykryty (spadki <30% wartości wyjściowej) dzięki laserowemu Dopplerowi, gdy włókno pozostawało w obszarze MCA. W tej procedurze wszystkie myszy stabilnie osiągnęły ten próg i przeżyły. Niektóre wcześniejsze badania wskazywały, że zmiany masy ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Udar pozostaje drugą najczęstszą przyczyną śmiertelności i niepełnosprawności na świecie, z wysokim ryzykiem nawracających udarów. Obecnie, pomimo postępów w rozwoju technologii medycznych i strategii, zapobieganie udarowi i jego nawrotom pozostaje niewystarczające do poprawy. W ostatnich dekadach różne modele badań udaru były szeroko wykorzystywane w badaniach nad urazami i mechanizmami udaru niedokrwiennego. Wśród nich metoda chirurgiczna MCAO jest uważana za najbliższą ludzkim zaburzeniom udaru niedokrwiennego i powik...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają żadnych konfliktów interesów do zgłoszenia.
Prace te były technicznie wspierane przez zespoły National Laboratory Animal Center oraz finansowane przez granty od National Taiwan University Hospital Foundation na Tajwanie (112-S0074), China Medical University Hospital na Tajwanie (CMU113-S-06) oraz National Science and Technology Council w Tajpej na Tajwanie (112-2314-B-002-219). Prace te były technicznie wspierane przez National Center for Biomodels, Narodowe Instytuty Badań Stosowanych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 6-0 jedwabny szew | Shin-Teh Inc. TW. | ST1N-ST6 | |
| 1-milimetrowy koronalny rozcinač mózgu myszy | Thermo Fisher Scientific Inc., USA | V11335 | |
| Obcinarka do włosów zwierzęcych | URBANER. Uwaga do Inc. | MB033 | |
| Koronalny rozcinač mózgu myszy koronnej | Instrument Zivica. Inc USA | BSMAS001-1 | |
| Cyfrowy system fotoobrazowy | Azure Biosystem, Inc., Dublin, CA, USA | Azure -300 | |
| Elektroniczny kauteryzator dwubiegunowy | Indiamart | AARON 940 | |
| Elektroniczna płyta grzewcza | Reptizoo | AHM23 | |
| Maść do oczu | Lodi Veterinary Care. NAM | 17033-21-38 | |
| Detektor laserowy Dopplera | Moor instruments UK | moorVMS-LDF1-HP | |
| Adapter sondy laserowej Dopplera | Thermo Fisher Scientific Inc. | 05-700-76 | |
| Detektor aktywności lokoruchowej | Orchid scientific Inc. | Całe oprogramowanie do śledzenia Maze. | |
| (System All Maze) | Orchid scientific Inc. | Trackezi. wersja 7.39 | |
| Zacisk naczyniowy mikronaczyniowy | Shin-Teh Inc. TW. | ST-M104 | |
| Nożyce do naczyń mikrochirurgicznych | Shin-Teh Inc. TW. | ST-V108 | |
| Monitor tempa oddechu | SDR scientific Ltd. USA | SAR-830/AP | |
| Nylonowy monofilament pokryty gumą silikonową | Fisher Scientific | NC1773962 | |
| Kleszcze skórne | Shin-Teh Inc. TW. | ST-H212 | |
| Nożyczki do skóry | Shin-Teh Inc. TW. | ST-S014PK | |
| Sterylny patyczek watowy | Zwycięzca Medical | 401 003 | |
| System transferowy | System półsuchy. Laboratorium Bio-rad, USA) | 1703940 | |
| chemikalia | |||
| 10% povidone– Roztwór jodu | Yoshida Pharmaceutical Co., Ltd | PVP– I 10% | |
| 75% roztwór etanolu | Sigma-Aldrich. USA | 111727 | |
| Amoksycylina | Sigma-Aldrich, USA | A5955 | |
| Albumina surowicy bydła | Sigma-Aldrich, USA. | A2153 | |
| Karprofen | Plexx Inc. UK | MD150-2 | |
| Przeciwciało GAPDH | Santa Cruz Biotechnology, Kalifornia, USA | SC-32233 | |
| H& E rozwiązanie | BioPioneer Tech. CO. TW | G1005 | |
| Przeciwciało indukowane przez hipoksję na czynnik alfa 1 | Technologia Sygnalizacji Komórkowej, MA, USA | #36169 | |
| Izofluran (znieczulenie) | Nauki o życiu | R510-22-10 | |
| Bezpłodna sól fizjologiczna | Nova-Tech Inc. USA | 1760RX | |
| Czynnik martwicy nowotworów alfa | Technologia Sygnalizacji Komórkowej, MA, USA | #3707 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
This corrects the article 10.3791/68806
Ten artykuł został opublikowany
Film wkrótce dostępny