Przejściowy model niedrożności tętnicy środkowej mózgu
11 sierpnia 2023
Ten protokół opisuje model przejściowego ogniskowego niedokrwienia mózgu u myszy poprzez śródświetlne zamknięcie środkowej tętnicy mózgowej. Dodatkowo przedstawiono przykłady oceny wyników z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego i testów behawioralnych.
Model niedrożności tętnicy środkowej mózgu jest szeroko stosowany do symulacji udaru niedokrwiennego u myszy. Model ten pozwala na zbadanie czasowej progresji uszkodzeń niedokrwiennych, ocenę skuteczności środków neuroprotekcyjnych oraz zbadanie roli określonych genów i szlaków w patologii udaru mózgu, a ostatecznym celem jest znalezienie nowych potencjalnych metod leczenia. Wdrożenie technik neuroobrazowania, takich jak rezonans magnetyczny, pozwala na lepszą diagnozę, poprawę oceny wyników i zmniejszenie liczby zwierząt potrzebnych w każdym badaniu.
Protokół ten po raz pierwszy zawiera jasne i szczegółowe wyjaśnienie najczęściej stosowanej techniki wywoływania przejściowej niedrożności tętnicy środkowej mózgu. Co więcej, wdraża tę technikę poprzez wprowadzenie modyfikacji recesji znieczulenia z czasem okluzji, zmniejszając szkodliwy wpływ wydłużonego czasu znieczulenia. Aby rozpocząć, umieść znieczuloną mysz na stole operacyjnym.
Utrzymuj temperaturę ciała za pomocą sondy doodbytniczej podłączonej do poduszki grzewczej. Wykonaj nacięcie na skórze głowy w kierunku szwu strzałkowego, zaczynając od uszu do obszaru między oczami. Cofnij skórę i usuń okostną po prawej stronie czaszki.
Następnie znajdź współrzędne, 2,5 milimetra w bok od bregma. Nałóż cyjanoakrylan na uchwyt dopplerowski i przymocuj go do laserowego przepływomierza dopplerowskiego. Po wyschnięciu kleju podłącz sondę dopplerowską.
Następnie sprawdź, czy odczyt sygnału jest prawidłowy do oceny przepływu krwi w mózgu. Aby wykonać niedrożność tętnicy, obróć mysz do pozycji leżącej na plecach i przymocuj ją do stołu operacyjnego za pomocą taśmy medycznej. Następnie wykonaj nacięcie w linii środkowej na szyi.
Pociągnij skórę na boki, a następnie odciągnij gruczoły ślinowe za pomocą retraktorów. To odsłania terytorium tętnicy szyjnej. Zidentyfikuj anatomię naczyniową wspólnej tętnicy szyjnej lub CCA, ICA i ECA, a także różne tętnice z nich pochodzące.
Aby ułatwić obsługę, odłącz CCA, a następnie ECA od tkanki łącznej. Następnie kauteryzuj tętnicę tarczycy górną i odłącz ICA od tkanki łącznej. Sprawdź ponownie, aby upewnić się, że główne tętnice są całkowicie odłączone od tkanki łącznej.
Następnie owiń jedwabne szwy 6-0 wokół ECA na rozwidleniu językowym szczęki. Następnie zszyj wokół CCA. Umieść klips naczyniowy przerywający krążenie krwi z ICA.
Wykonaj małe nacięcie w ECA w pobliżu obszaru, w którym znajduje się ciasny węzeł. Wkładaj żyłkę, aż gruba powłoka całkowicie dostanie się do światła tętnicy. Zaciśnij drugi węzeł, aby utrzymać żyłkę wewnątrz tętnicy i zapobiec wypychaniu jej na zewnątrz przez ciśnienie wywierane przez krew.
Przetnij ECA poniżej pierwszego węzła i obróć kikut, aby ustawić go w kierunku ICA. Przesuwaj żyłkę przez ICA aż do punktu, w którym MCA się rozgałęzia. Okluzja znajduje odzwierciedlenie w nagłym spadku przepływu krwi w odczycie LDF.
Po 40 minutach ponownie znieczul mysz i połóż ją z powrotem na stole operacyjnym. Usuń szwy z szyi. Po 45 minutach okluzji poluzuj węzeł przytrzymujący żyłkę na miejscu.
Pociągnij powoli i delikatnie za filament i sprawdź, czy następuje rekanalizacja tkanek. Następnie wyciągnij filament i zaciśnij węzeł, aby zapobiec utracie krwi. Oczyść krew i rozwiąż węzeł CCA.
Upewnij się, że nie ma uszkodzeń ściany tętnicy. Usuń retraktory i zmień położenie mięśni, gruczołów i skóry. Zszyj skórę za pomocą szwu 6-0 i nałóż środek dezynfekujący.
Odłącz sondę dopplerowską i odłącz uchwyt. Na koniec zszyj i zdezynfekuj skórę głowy. Wynik przejściowej procedury niedrożności tętnicy środkowej mózgu oceniano za pomocą neuroobrazowania MRI in vivo, Ewolucja zmiany oceniana w różnych punktach czasowych po reperfuzji wykazała, że progresja objętości zmiany trwa około dwóch dni.
Testy behawioralne, takie jak test siły chwytu, wykazały utratę siły u myszy po 24 godzinach przejściowej niedrożności tętnicy środkowej mózgu Ponadto, po stymulacji w teście narożnym, myszy wykazywały preferencję do obracania się na prawą stronę, która była ipsilateralna w stosunku do zmiany, co wskazuje na udane zamknięcie tętnicy środkowej mózgu po prawej stronie.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
To badanie przedstawia protokół indukowania przejściowej ogniskowej niedokrwienia mózgu u myszy za pomocą zamknięcia środkowej tętnicy mózgu. Podejście jest oceniane poprzez obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego i oceny behawioralne w celu zrozumienia postępu uszkodzeń niedokrwiennego i skuteczności potencjalnych środków neuroprotekcyjnych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Badania nad udarem
- Neuroobrazowanie
Tło
- Model zamknięcia środkowej tętnicy mózgu symuluje udar niedokrwienny u myszy.
- Ten model analizuje przebieg czasowy uszkodzeń niedokrwiennego.
- Testy behawioralne oceniają deficyty motoryczne po uszkodzeniu niedokrwiennym.
- Techniki neuroobrazowania pomagają w ocenie wyników i zmniejszają liczbę użytych zwierząt.
Cel badania
- Dostarczyć szczegółowego protokołu indukowania przejściowego zamknięcia środkowej tętnicy mózgu.
- Ocenić skuteczność środków neuroprotekcyjnych w modelach niedokrwienia.
- Zbadać określone geny i ścieżki zaangażowane w patologię udaru.
Stosowane metody
- Badanie wykorzystuje model mysi do przejściowego ogniskowego niedokrwienia mózgu.
- Wolą w procedury chirurgiczne polegające na zamknięciu środkowej tętnicy mózgu z monitorowaniem przepływu krwi w mózgu.
- Wyniki są oceniane za pomocą MRI i testów behawioralnych w różnych punktach czasowych po zamknięciu.
- Szczegóły obejmują zarządzanie znieczuleniem i koordynację chirurgiczną w celu zminimalizowania stresu i komplikacji.
Główne wyniki
- Pomiar MRI ujawniły progresję zmian w ciągu około dwóch dni po zamknięciu.
- Oceny behawioralne wskazywały na zmniejszoną siłę chwytu i kierunek obrotu w stronę miejsca uszkodzenia.
- Podejście skutecznie demonstruje mechanikę niedokrwienia i potencjalne interwencje terapeutyczne.
Wnioski
- Ten protokół umożliwia kompleksową ocenę uszkodzenia niedokrwiennego i skuteczności leczniczej.
- Wyniki zwiększają zrozumienie mechanizmów niedokrwienia mózgu i wspierają przyszłe prace nad lekami.
- Ogólnie, praca ta przyczynia się do ulepszonych modeli udaru i strategii neuroprotekcyjnych.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
The transient middle cerebral artery occlusion (MCAO) model in mice provides a robust, reproducible platform for evaluating ischemic stroke mechanisms and candidate neuroprotective agents. This model enables quantitative assessment of lesion progression and functional outcomes, supporting predictive confidence in early-stage CNS therapeutic discovery. Its integration of neuroimaging and behavioral endpoints enhances translational continuity from preclinical research to clinical hypothesis generation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of gene and pathway involvement in stroke pathology using genetically modified mice.
- Supports biological de-risking by clarifying mechanistic links between molecular targets and ischemic outcomes.
- Facilitates predictive confidence in target selection for neuroprotective strategies.
Screening & Assay Development
- Provides a validated in vivo system for screening neuroprotective compounds under controlled ischemic conditions.
- Standardizes outcome measurement through MRI and behavioral assays, ensuring reproducibility across studies.
- Generates quantitative data on lesion volume and functional deficits for reliable compound evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical endpoints with clinical imaging and behavioral assessments, supporting translational biomarker development.
- Enables longitudinal tracking of lesion evolution and therapeutic response post-reperfusion.
- Reduces animal use through advanced neuroimaging, optimizing resource allocation in preclinical programs.
Pipeline & Workflow Integration
The MCAO model bridges early discovery, lead identification, and preclinical validation phases in CNS drug development pipelines.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on gene function and pathway relevance in ischemic injury.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative readouts for compound efficacy in a disease-relevant system.
- Analytics: Integrates MRI and behavioral data for robust statistical comparison of experimental groups.
- Translational Research: Provides continuity between preclinical findings and clinical imaging endpoints.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, scalable platform adaptable to diverse genetic and pharmacological studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in CNS target validation.
- Operational Value: Enhances reproducibility and standardization through integrated imaging and behavioral protocols.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and prioritizes assets with translational potential.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted advancement and resource allocation across neurotherapeutic programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgical techniques and neuroimaging analysis.
- Demands access to MRI infrastructure and behavioral testing platforms.
- Necessitates rigorous cross-team standardization of surgical and analytical procedures.
- Adaptable to various genetic backgrounds and pharmacological interventions in mice.
- Potential variability in surgical outcomes requires careful quality control and statistical planning.
