Крысиная модель окклюзии/реперфузии средней мозговой артерии без повреждения анатомической структуры сосудов головного мозга
17 мая 2024 г.
Текущий протокол описывает крысиную модель окклюзии/реперфузии средней мозговой артерии, которая сохраняет анатомическую структуру сосудов головного мозга, не вызывая повреждений.
В этом исследовании разрабатывается модель окклюзии или реперфузии средней мозговой артерии на крысах, которая поддерживает интеграцию церебральных сосудов. Основное внимание уделяется внедрению нового метода индуцирования модели ишемического инсульта крыс без нарушения анатомии сосудов головного мозга. В проекте используются микрохирургические методы и ишемия, индуцированная нитями.
Он представляет собой метод индуцирования ишемии без повреждения общей сонной артерии или наружной сонной системы. В отличие от методов, которые могут необратимо нарушить кровоток или повредить анатомию сосудов головного мозга, этот протокол поддерживает анатомическую целостность нескольких сосудов. Это обеспечивает более точный, менее вредный подход к изучению ишемического инсульта.
Для начала поместите крысу под наркозом на операционную платформу. После сбривания шерсти вокруг горла и левой области шеи трижды продезинфицируйте место операции бетадином и 70% этанолом. Сделайте разрез по средней линии длиной 1,5 сантиметра на вентральной стороне шеи и вскройте поверхностную фасцию.
Выполните тупое рассечение, чтобы обнажить наружную сонную артерию, внутреннюю сонную артерию и общую сонную артерию. Наложите три шелковых швов 4-0 вокруг общей сонной артерии и еще один шелковый шов через наружную сонную артерию рядом с внутренней бифуркацией сонной артерии. Завяжите свободный скользящий узел на проксимальном отделе общей сонной артерии.
Затяните шов на дистальной части общей сонной артерии с помощью кровоостанавливающего средства для блокировки кровотока. Во время наложения швов свободно завяжите еще один скользящий узел вокруг общей сонной артерии, чтобы убедиться, что сосуд не закупорен. Теперь с помощью ножниц сделайте разрез 0,5 миллиметра между проксимальным шелковым швом и средним швом на общей сонной артерии.
Введите трехсантиметровую нить длиной 4-0 в общую сонную артерию. Затяните шелковые швы вокруг общей сонной артерии, чтобы закрепить внутрипросветную нить и предотвратить кровотечение. Затем снимите шов с дистального отдела общей сонной артерии.
Продолжайте вводить филамент в просвет средней мозговой артерии, контролируя швы вокруг наружной сонной артерии. Запустите таймер и запишите время, когда начинается окклюзия. Зашить разрез на шее шелковыми швами 3-0
.Осторожно поместите животное в клетку для восстановления. После ишемического моделирования вновь откройте разрез на шее у крысы, находящейся под наркозом. Под препарирующим микроскопом аккуратно извлеките окклюзионную нить, расположив микрозажим горизонтально рядом с внутрипросветным шовным узлом.
Продолжайте отвод до тех пор, пока белый кончик не станет хорошо виден рядом с разрезом общей сонной артерии. Затем полностью снимите нить и отпустите закрепленный внутрипросветный шовный узел. Поместите еще один микрозажим рядом со стороной сердечного конца проксимального узла общей сонной артерии.
Впоследствии снимите шовный узел вокруг проксимального отдела общей сонной артерии. Промойте место разреза солевым раствором. Вытрите эту область стерильным ватным тампоном, чтобы удалить кровь и получить чистое операционное поле.
Теперь при 4-кратном увеличении зашить разрез общей сонной артерии с помощью микрохирургических швов 11-0 в прерывистой схеме. После наложения швов снимите микрозажимы с обоих концов общей сонной артерии, чтобы восстановить кровоток. Надавите стерильным ватным тампоном на место наложения шва общей сонной артерии на 30 секунд.
Наблюдайте за общей сонной артерией в течение двух минут, чтобы убедиться, что кровотечение не происходит. Зашить разрез на шее и поместить крысу в бокс с температурой 35 градусов Цельсия для восстановления после анестезии. Через три дня после ишемической реперфузии удалите мозг у усыпленной крысы.
Заморозьте мозг при температуре минус 20 градусов по Цельсию на 20 минут. После заморозки с помощью скальпеля разрежьте мозг на корональные срезы толщиной два миллиметра. Инкубируйте участки мозга с 2%-ным TTC в течение 20 минут при температуре 37 градусов Цельсия.
После инкубации перенесите участки мозга в небольшую чашку Петри и выбросьте 2%-ный ТТС. Затем зафиксируйте участки мозга 10%-ным формалином на 30 минут при комнатной температуре. Выбросьте формалин и промойте участки мозга PBS.
Делайте цифровые фотографии последовательных срезов. С помощью программного обеспечения ImageJ количественно измерьте площади инфаркта. После окрашивания ТТС инфаркты, возникшие в результате ишемии головного мозга, наблюдались как в стриатуме, так и в коре головного мозга.
Через три дня после ишемического инсульта общий процент инфаркта был измерен на уровне примерно 30% полушария с уровнем смертности 16,7% после операции.
Обзор
В данном исследовании разработана модель окклюзии и реперфузии средней мозговой артерии у крыс, позволяющая сохранить целостность церебральных сосудов. Основное внимание уделено новому методу индукции ишемического инсульта без нарушения анатомической структуры церебральной сосудистой системы.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Исследования инсульта
- Хирургические методы
Обзор
- Ишемический инсульт представляет собой важную модель для изучения реакций церебральных сосудов.
- Традиционные методы часто приводят к повреждению анатомии сосудов.
- Сохранение целостности сосудов имеет решающее значение для точного исследования инсульта.
- Данный протокол направлен на обеспечение менее травматичного подхода к моделированию ишемии.
Цель исследования
- Разработать менее инвазивный метод индуцирования ишемического инсульта у крыс.
- Сохранить архитектуру церебральных сосудов во время процедуры окклюзии.
- Предоставить практические рекомендации для будущих исследований инсульта.
Используемые методы
- В исследовании применяются микрохирургические методы на крысах под наркозом.
- Основная биологическая модель: модель ишемического инсульта у крыс.
- Для индукции ишемии с сохранением сосудистой анатомии использовался метод с применением филамента.
- Подробные данные включают описание конкретных разрезов, методов наложения швов и процедур восстановления.
- После ишемии срезы мозга были обработаны для анализа инфаркта с помощью окрашивания TTC.
Основные результаты
- Наблюдалось сохранение анатомической целостности сосудов при минимальной смертности (16,7%).
- Примерно 30% полушария оказались инфарктными через три дня после реперфузии.
- Данный метод продемонстрировал контролируемый подход к изучению ишемического инсульта.
- Валидация методов была достигнута путем количественного анализа с помощью программного обеспечения ImageJ.
Выводы
- В исследовании представлена надежная модель ишемического инсульта, которая сводит к минимуму повреждение сосудов.
- Данный подход открывает новые возможности для совершенствования методологий исследования инсульта.
- Расширяется понимание реакций церебральных сосудов на ишемию.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Сохранение анатомии церебральных сосудов в доклинических моделях инсульта имеет решающее значение для трансляционной достоверности и снижения механистических рисков при поиске нейроваскулярных лекарственных средств. Данная модель на крысах позволяет проводить количественную оценку ишемического повреждения, сводя к минимуму сопутствующие повреждения сосудов, что повышает прогностическую уверенность при валидации мишеней на ранних этапах. Этот подход улучшает процесс принятия решений по портфелю препаратов, предоставляя более физиологически релевантную систему для оценки стратегий нейропротекции и реперфузии.
Стратегические области применения в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет исследовать механизмы нейроваскулярного повреждения без влияния анатомических факторов.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней путем отделения ишемических эффектов от хирургических артефактов.
- Повышает прогностическую достоверность при выборе кандидатов для применения при цереброваскулярных показаниях.
Скрининг и разработка анализа
- Облегчает подготовку валидированных моделей in vivo для скрининга эффективности соединений.
- Обеспечивает воспроизводимую количественную оценку инфаркта с помощью окрашивания TTC и цифрового анализа изображений.
- Позволяет проводить стандартизированную оценку нейропротективных воздействий в различных исследованиях.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует патофизиологии заболевания за счет сохранения целостности сосудов во время ишемии.
- Обеспечивает преемственность от выявления механизмов к доклинической проверке терапевтических гипотез.
- Снижает трансляционный риск за счет моделирования клинически значимого реперфузионного повреждения.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
Эта модель вписывается в континуум от раннего поиска до доклинической валидации при разработке нейроваскулярных препаратов, связывая механистические исследования с тестированием трансляционной эффективности.
- Фундаментальная биология: позволяет проверять гипотезы о механизмах ишемического повреждения с минимальным влиянием процедурных факторов.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные измерения инфаркта для оценки эффективности соединений.
- Аналитика: обеспечивает количественное определение размера инфаркта на основе цифровых изображений с использованием программного обеспечения ImageJ.
- Трансляционные исследования: сохраняет анатомию сосудов для обеспечения соответствия с клинической патофизиологией инсульта.
- Корпоративное повторное использование: предоставляет стандартизированную, многократно используемую платформу in vivo для портфелей исследований в области нейроваскулярных заболеваний.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает точность прогнозирования и снижает механистическую неопределенность при валидации нейроваскулярных мишеней.
- Операционная ценность: повышает воспроизводимость и стандартизацию доклинического моделирования инсульта.
- Стратегическая ценность: улучшает процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработки («go/no-go»), предоставляя физиологически релевантные данные об эффективности.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритизацию нейроваскулярных активов для дальнейшего продвижения с учетом оценки рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт в микрохирургии и наличие диссекционных микроскопов для восстановления сосудов.
- Необходимы высокоточные инструменты для введения филамента и наложения сосудистых швов.
- Требуется стандартизация хирургических и аналитических протоколов между исследовательскими группами.
- Адаптация метода для других моделей грызунов может потребовать оптимизации протокола.
- Потенциальные ограничения включают период обучения хирургическим навыкам и видоспецифические сосудистые реакции.
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:19
Ischemic Stroke Modeling Through Carotid Artery Manipulation in Rats
3:15
Microsurgical Suturing of the Common Carotid Artery and Post-Operative Brain Tissue Analysis in Rat Models of Ischemia-Reperfusion
5:45
Representative Results
