Selektywne i trwałe zatorowanie środkowej tętnicy mózgowej u szczurów: eksperymentalne podejście do badania niedoborów motorycznych i przestrzennej pamięci
20 marca 2026
Celem niniejszej pracy było ustalenie reprodukowalnej metody wykonywania kraniektomii z późniejszym trwałym, selektywnym zamknięciem tętnicy mózgowej środkowej u szczurów dla zastosowania w badaniach eksperymentalnych nad deficytami ruchowymi i przestrzenną pamięcią.
W celu zbadania deficytów pamięci ruchowej i przestrzennej opracowano model szczura z selektywną, trwałą okluzją tętnicy środkowej mózgu (MCA). Wiele modeli udaru jest mniej selektywnych, dlatego niniejszy protokół umożliwia bezpośrednią wizualizację naczynia i precyzyjną okluzję dystalnego odcinka MCA. Na początek należy przygotować czyste, sterylne instrumenty chirurgiczne wokół stolika mikroskopu przykrytego sterylną ściereczką.
Odsłoń lewą stronę boku zanarkotyzowanego szczura rasy Worcester, umieszczonego w pozycji bocznej pod kątem 180 stopni na wyłożonym podkładkami stole mikroskopowym, z głową podpartą miękkim wałkiem. Unieruchom głowę za pomocą taśmy klejącej. Zastosuj lubrykujące krople do oczu.
Zaklej powieki. Ponownie sprawdź temperaturę rektalną, aby upewnić się, że pozostaje ona w optymalnym zakresie około 37 °C. W razie potrzeby dostosuj źródło ciepła.
Wykonaj trichotomię obszaru o wymiarach 1,6 na 0,5 centymetra pomiędzy kącikiem zewnętrznym oka a tragusem, używając mini-trychotomizera lub żyletki. Zdezynfekuj ogoloną okolicę za pomocą 2% roztworu chlorheksydyny w formie scrubu, a następnie 0,2% wodnego roztworu chlorheksydyny. Za pomocą sterylnego ostrza skalpela wykonaj jedno centymetrowe nacięcie skóry i tkanki podskórnej, zachowując 0,3 centymetra marginesu za kącikiem zewnętrznym oka i przed tragusem.
Użyj kleszczyków hemostatycznych do odsunięcia skóry i warstwy podskórnej. Po zidentyfikowaniu gałęzi skroniowej środkowej naczyń skroniowych powierzchownych, koaguluj naczynie za pomocą elektrokoagulatora. Używając windy Freera, zbadaj palpacyjnie łuk jarzmowy.
Nacinamy wzdłużnie powięź mięśnia skroniowego. Odsuwamy mięsień skroniowy w kierunku kranialnym i kaudalnym, aby odsłonić kość skroniową, kość czołową oraz część mięśnia żwacza. Izolujemy wzdłużnie łuk jagłowy.
Usuń odcinek łuku jarzmowego o długości około 0,5 centymetra. Podczas wykonywania procedury zachowaj odpowiednie środki ostrożności. Używając okrągłego wiertła z diamentową powłoką, wywierć otwór w bocznej części kości skroniowej bezpośrednio za miejscem usunięcia łuku jarzmowego, stosując przerywane nawadnianie 0,9% roztworem soli fizjologicznej.
Podczas wiercenia pozostaw cienką warstwę kostną przytwierdzoną do opony twardej. Za pomocą kleszczyków Halsteda delikatnie usuń pozostałe przytwierdzone fragmenty. Użyj ultracienkiej igły, aby otworzyć oponę twardą.
Zidentyfikuj dolną żyłę mózgową, środkową tętnicę mózgową (MCA) oraz jej podstawową i najgrubszą gałąź w centrum. Za pomocą precyzyjnego uchwytu do igieł przeprowadź niewchłanialną nić polipropylenową 8.0 wokół MCA i zamknij naczynie, zawiązując trzy węzły. Po potwierdzeniu braku przepływu krwi w odcinku dystalnym, użyj ultraprecyzyjnej igły, aby sprawdzić, czy istnieją dodatkowe gałęzie MCA wymagające podwiązania.
Przepłucz jamę solą fizjologiczną. Wykonaj hemostazę za pomocą elektrokoagulacji lub delikatnego ucisku. Po zamknięciu tętnicy środkowej mózgu (MCA) i zamknięciu twardówki, przybliż głęboką warstwę mięśniową i zaszyj powięź mięśnia skroniowego, używając wchłanialnej nici 4-O.
Do zszycia warstwy podskórnej oraz skóry w szwie ciągłym należy użyć wchłanialnych nici z poliglaktyny 910 4-0. Ocenę pooperacyjną należy przeprowadzać w określonych dniach. Wyniki funkcji motorycznych w teście postawy w siódmej dobie po operacji były znacznie wyższe u zwierząt z zamknięciem tętnicy środkowej mózgu (MCA) w porównaniu do zwierząt z grupy pozorowanej.
Zwierzęta z zamknięciem tętnicy środkowej mózgu (MCA) wykazały zmniejszoną eksplorację przeniesionego obiektu w ósmym dniu po operacji w porównaniu ze zwierzętami z grupy kontrolnej (sham). Niniejszy protokół pomaga badaczom studiować selektywne niedokrwienie kory mózgowej oraz jego wpływ na funkcje motoryczne i pamięć przestrzenną. Głównym wyzwaniem jest bezpieczne wykonanie kraniektomii oraz prawidłowa identyfikacja tętnicy środkowej mózgu.
W przyszłych badaniach można wykorzystać ten model do testowania metod leczenia oraz badania długoterminowych wyników funkcjonalnych i histologicznych.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia powtarzalny i skuteczny protokół indukowania selektywnego, trwałego zamknięcia tętnicy środkowej mózgu (MCA) u szczurów poprzez kraniotomię. Metoda ta ma na celu wierne odwzorowanie warunków ludzkiego udaru niedokrwiennego (IS), co ułatwia badanie deficytów motorycznych oraz zaburzeń pamięci przestrzennej i wspiera opracowywanie nowych terapii wspomagających.
Kluczowe komponenty badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Badania nad udarem
- Neurologia eksperymentalna
Wstęp
- Udar niedokrwienny stanowi istotny problem kliniczny, który wymaga udoskonalenia modeli eksperymentalnych.
- Szczury są powszechnie wykorzystywane ze względu na podobieństwo anatomii naczyń mózgowych do ludzkiej.
- Istniejące modele często charakteryzują się brakiem selektywności w zamykaniu tętnic, co ogranicza ich znaczenie translacyjne.
- Konieczne jest opracowanie zestandaryzowanych i powtarzalnych metod w celu wiarygodnej oceny deficytów wywołanych udarem.
Cel badania
- Ustanowienie powtarzalnego szczurzego modelu selektywnej okluzji MCA poprzez kraniektomię.
- Standaryzacja procedury w celu szerszego zastosowania w badaniach nad udarem.
- Ocena skuteczności modelu w wywoływaniu deficytów motorycznych i pamięci przestrzennej.
Zastosowane metody
- Szczury szczepu Wistar podzielone na grupę SHAM (wyłącznie kraniektomia) i grupę MCAO (kraniektomia oraz okluzja tętnicy środkowej mózgu).
- Szczegółowy protokół chirurgiczny obejmujący przygotowanie przedoperacyjne, znieczulenie, pozycjonowanie, kraniektomię, selektywną okluzję MCA oraz zamknięcie rany.
- Ocena behawioralna z wykorzystaniem testów postawy oraz testów rozpoznawania lokalizacji obiektów w 7. i 8. dobie po operacji.
- Analiza histologiczna tkanki mózgowej z barwieniem Nissla w celu potwierdzenia selektywności uszkodzenia.
Główne wyniki
- Grupa MCAO wykazała istotne deficyty w testach postawy (p = 0,015) oraz pamięci (p < 0,001) w porównaniu z grupą SHAM.
- Badania histologiczne potwierdziły selektywne uszkodzenie obszarów kory związanych z hipokampem (kory perirhinalnej, entorhinalnej, piriform oraz torebki zewnętrznej).
- Głębsze struktury mózgu pozostały nienaruszone, co potwierdza selektywność zamknięcia naczynia.
- Protokół był powtarzalny i dostępny pod względem technicznym.
Wnioski
- Opisana metoda niezawodnie indukuje selektywną niedokrwienność MCA u szczurów.
- Stanowi ona wiarygodne i dostępne narzędzie do eksperymentalnych badań nad udarem niedokrwiennym.
- Model ten umożliwia badanie mechanizmów patofizjologicznych i terapeutycznych istotnych w kontekście udaru u ludzi.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Selektywne i trwałe zamknięcie tętnicy środkowej mózgu (MCA) u szczurów stanowi standaryzowany model przedkliniczny udaru niedokrwiennego, umożliwiający rzetelną ocenę deficytów motorycznych i pamięci przestrzennej. To powtarzalne podejście zwiększa wiarygodność predykcyjną w badaniach translacyjnych poprzez ścisłe naśladowanie patologii udaru u ludzi. Model ten wspiera optymalizację ryzyka w rozwoju kandydatów na leki neuroterapeutyczne oraz dostarcza podstaw do wczesnych decyzji o kontynuacji lub przerwaniu prac w procesie odkrywania leków.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych ukierunkowanych na mechanizmy uszkodzeń niedokrwiennych.
- Wspiera walidację funkcjonalną celów neuroprotekcyjnych w systemie istotnym dla przebiegu choroby.
- Ułatwia ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez izolację uszkodzenia kory przy jednoczesnym zachowaniu głębszych struktur.
- Zapewnia platformę do selekcji projektów z portfela w oparciu o punkty końcowe istotne z punktu widzenia translacyjnego.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Standaryzuje indukcję selektywnego uszkodzenia niedokrwiennego dla późniejszych analiz behawioralnych i histologicznych.
- Zapewnia powtarzalność i ilościową ocenę deficytów motorycznych i pamięciowych.
- Umożliwia wiarygodną ewaluację związków kandydujących w zwalidowanym kontekście przedklinicznym.
- Wspiera skalowalność i porównywalność międzybadawczą w procesach przesiewowych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodny z patologią udaru u ludzi, co usprawnia opracowywanie translacyjnych biomarkerów.
- Zapewnia ciągłość od wczesnej fazy odkryć po przedkliniczną walidację skuteczności.
- Zmniejsza ryzyko biologiczne, zapewniając spójne i selektywne wzorce uszkodzeń do testów terapeutycznych.
- Umożliwia podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o solidne wyniki funkcjonalne i histologiczne.
Integracja potoku i przepływu pracy
Ten selektywny model okluzji MCA wpisuje się w kontinuum od odkrywania do badań przedklinicznych, wspierając walidację celów, identyfikację wiodących związków oraz badania translacyjne nad udarem niedokrwiennym.
- Biologia odkrywcza: Ułatwia testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków w mechanizmach udaru.
- Przesiewanie: Zapewnia powtarzalne, ilościowe odczyty behawioralne i histologiczne do oceny związków.
- Analityka: Umożliwia statystyczne porównanie wyników motorycznych i pamięciowych w grupach eksperymentalnych.
- Badania translacyjne: Pozwala na dopasowanie wyników przedklinicznych do wzorców urazów i punktów końcowych istotnych dla ludzi.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje zestandaryzowaną, wielokrotnego użytku platformę dla różnorodnych inicjatyw badawczych w zakresie neuroterapii.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwa
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w badaniach nad udarem mózgu.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzowane, reprodukowalne i skalowalne przepływy pracy w badaniach przedklinicznych.
- Wartość strategiczna: Wspiera podejmowanie decyzji typu go/no-go i zwiększa efektywność kapitałową w rozwoju neuroterapii.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój zasobów związanych z leczeniem udaru.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia chirurgicznego w zakresie kraniektomii i technik okluzji naczyniowej.
- Wymaga dostępu do infrastruktury służącej do testów behawioralnych i analiz histologicznych.
- Wymaga standaryzacji międzyzespołowej w celu zapewnienia powtarzalności i porównywalności danych.
- Metoda jest możliwa do adaptacji dla różnych szczepów szczurów, lecz może wymagać optymalizacji protokołu dla innych modeli.
- Ograniczenia techniczne obejmują konieczność precyzyjnego celowania w tętnicę w celu zapewnienia selektywności.
