Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Измерение зоны инфаркта и отека мозга в головном мозге крысы после окклюзии средней мозговой артерии

883 просмотров

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Источник: Frank, D., et al. Измерение постинсультного отека головного мозга, зоны инфаркта и разрушения гематоэнцефалического барьера в одном наборе образцов мозга грызунов. J. Vis. Exp. (2020).

В этом видео показана оценка зоны инфаркта и отека мозга в срезах мозга крыс, подвергшихся окклюзии средней мозговой артерии. Участки инфаркта идентифицируются с помощью окислительно-восстановительного окрашивания, в то время как синий фильтр и пороговая функция в программном обеспечении для анализа изображений количественно определяют зону инфаркта и отек в пораженном полушарии.

Протокол

Все процедуры, связанные с образцами животных, были рассмотрены и одобрены соответствующим комитетом по этической экспертизе животных.

1. Определение зоны инфаркта

  1. Измерьте зону инфаркта (ИЗ) через 24 ч после окклюзии средней мозговой артерии (MCAO).
    заметка: Крысы, которые потеряли более 20% своего веса или у которых развились судороги или гемиплегия, исключаются из эксперимента.
  2. Усыпьте крысу, заменив вдыхаемую газовую смесь на 20% кислорода и 80% углекислого газа до тех пор, пока крыса не перестанет самопроизвольно дышать.
  3. Вскройте грудную клетку с боковым разрезом на 5-6 см через брюшную стенку под грудной клеткой с помощью ножниц и хирургических щипцов.
  4. Выполнить диафрагмальный разрез по всей длине грудной клетки ножницами и хирургическими щипцами.
  5. Аккуратно смещая легкие, прорежьте грудную клетку вверх до ключиц с правой и левой стороны.
  6. Перфузируйте 200 мл нормального физиологического раствора через левый желудочек сердца.
  7. Проколите или надрежьте ножницами правое предсердие сердца.
  8. Проведите обезглавливание с помощью гильотины и соберите мозговую ткань.
  9. С помощью ножниц для радужной оболочки глаза разрежьте от большого затылочного отверстия до дистального края задней поверхности черепа с обеих сторон.
  10. Отделяют от мозга обонятельные луковицы, нервные связи вдоль вентральной поверхности и дорсальной поверхности черепа.
  11. Удалите мозг из головы.
  12. Изготовьте 6 срезов мозга, создав горизонтальные срезы толщиной 2 мм с помощью лезвия бритвы из нержавеющей стали .009 дюйма без покрытия.
  13. Инкубировать в течение 30 минут при 37 °C при 0,05% TTC.
  14. Поместите мозговую ткань на предметные стекла микроскопа и выполните оптическое сканирование этих 6 срезов мозга с разрешением 1600x1600 точек на дюйм (см. рис. 1 для примера).
  15. Добавьте синий фильтр с помощью фоторедактора (например, Adobe Photoshop CS2) с помощью функции Микшер каналов (Image > Adjustments > Channel Mixer) и сохраните изображение в формате JPEG.
    >заметка: После применения синего фильтра изображение будет выглядеть в оттенках серого.
  16. Откройте сохраненное изображение в ImageJ 1.37v.
    заметка: Эта компьютерная программа использует пороговую функцию для выделения и вычисления пикселей, которые являются черными или белыми (см. рис. 2).
  17. Для каждого из 6 срезов мозга на изображении выберите и сохраните каждое полушарие (правое поврежденное ипсилатеральное и левое неповрежденное контралатеральное) в виде отдельного файла изображения с помощью инструмента «выделение полигона» в главном меню.
  18. Установите пороговое значение для определения IZ с помощью функции автоматического порога в главном меню программного обеспечения ImageJ, выбрав Image > Adjust > Threshold, и измерьте количество пикселей в каждом полушарии одного набора мозга.
    >заметка: Для этого шага в программном обеспечении ImageJ можно использовать макросы (код см. в дополнительном документе 1). Отсечка является критическим параметром для определения того, какие пиксели следует преобразовать в белый, а какие — в черный в зависимости от оттенка серого (см. Рисунок 3 и Рисунок 4 в качестве примера). Затем ImageJ сравнивает белые и черные пиксели для определения IZ. Исходя из протокола окрашивания и настроек сканера, мы использовали постоянное пороговое значение 0,220.
  19. Выполните измерение коррекции IZ при отеке тканей с помощью метода соотношений ипсилатеральных и контралатеральных полушарий головного мозга (RICH) (см. пример на рисунке 5).
    figure-protocol-1
    заметка: Размер инфаркта оценивается в процентах от контралатерального полушария.

2. Определение отека мозга

ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте ImageJ 1.37v для измерения отека мозга (БЭ).

  1. Измерьте BE через 24 ч после MCAO. Для расчета БЭ используются данные об объеме левого и правого полушария (в единицах).
  2. Выполните оптическое сканирование с разрешением 1600x1600 точек на дюйм (см. Рисунок 1 для примера).
  3. Выделите полушария мозга и установите порог для определения ПБ с помощью ImageJ 1.37v, как описано выше в разделах 1.17-1.19.
  4. Выразите площадь BE в процентах от стандартных площадей непораженного контралатерального полушария, рассчитанного методом RICH с использованием следующего уравнения (см. пример на рисунке 5).
    figure-protocol-2
    заметка: Степень ПБ оценивается в процентах от контралатерального полушария.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

figure-results-1
Рисунок 1: Пример сканирования срезов мозга.

figure-results-2
Рисунок 2: Репрезентативные срезы мозга фиктивных крыс и крыс MCAO.

(А-Б) Исходное отсканированное изображение. (К-Д) Преобразование в оттенки серого. (Э-Г) Пороговая функция. (...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Матрицы мозга и тканейСигма-Олдрич15013
Оптический сканерКанонСканер Cano 4200FРазрешение 3200 x 6400 dpi
Чашки ПетриСигма-ОлдричP5606
Лезвия скальпеля #11Сигма-ОлдричС2771
Программное обеспечение
Adobe Photoshop CS2 для WindowsAdobe
ImageJ 1.37vNIHИсходный код находится в свободном доступе. Автор, Уэйн Расбанд (wayne@codon.nih.gov), работает в отделе исследовательских услуг Национального института психического здоровья, Бетесда, штат Мэриленд, США
Office 365 профессиональный плюсМайкрософт-Microsoft Office Excel
Windows 10Майкрософт
Реагенты
2,3,5-Трифенилтетразолия хлоридСигма-Олдрич298-96-4
Эванс синий 2%Сигма-Олдрич314-13-6

Теги