Kirurgisk induktion av ischemisk hjärnskada hos råtta är en allmänt använd modell för stroke forskning. Här kan vi visa på induktion av fokal cerebral ischemi av ocklusion av mellersta cerebral artär. Visualisering av den resulterande infarkt genom histologisk färgning och magnetisk resonanstomografi visas också.
Stroke är den vanligaste orsaken till handikapp och den tredje vanligaste dödsorsaken hos vuxna över hela världen 1. I mänskliga stroke, det finns en mycket varierande kliniska tillstånd, i utvecklandet av djurmodeller av fokal ischemi dock åstadkomma reproducerbarhet experimentellt inducerad infarkt volym är viktigt. Råttan är en allmänt använd djurmodell för stroke på grund av dess relativt låga kostnader djurhållning och att likheten mellan den kraniella omsättning till att människor 2,3. Hos människa är den mellersta cerebral artär (MCA) oftast drabbas vid stroke syndrom och flera metoder för MCA ocklusion (kortex) har beskrivits för att efterlikna detta kliniska syndrom i djurmodeller. Eftersom recanalization ofta uppstår efter en akut stroke i det mänskliga, reperfusion efter en period av ocklusion har varit med i många av dessa modeller. I denna video visar vi den övergående endovaskulära sutur kortex modell i spontant hypertensiva råttor (SHR). En glödtråd med en kisel spets beläggning läggs intraluminally på MCA ursprung för 60 minuter, följt av reperfusion. Observera att den optimala ocklusion kan variera i andra råtta stammar, såsom Wistar eller Sprague-Dawley. Flera beteendemässiga indikatorer för stroke på råtta visas. Fokal ischemi bekräftas med hjälp av T2-viktad magnetisk resonanstomografi bilder och genom färgning hjärnan avsnitt med 2,3,5-triphenyltetrazolium klorid (TTC) 24 timmar kortex.
Gnagarmodeller av cerebral ischemi kan klassificeras som globala eller fokala och som reversibel eller irreversibel. Vi använder en reversibel fokus ischemi modellen för att efterlikna reperfusion skada som kan uppstå efter recanalization i mänskliga strokepatienter. Medan råttan delar nytta av liknande kraniell cirkulationen till den mänskliga, den omfattande intrakraniell säkerheter cirkulation på grund av Circle of Willis och leptomeningeal anastomoser resulterar i inkonsekvent infarkt volymer 6. Vi använder spontant hypertensiva råttor (SHR) stam eftersom infarkt storlek är större i SHRs utsätts för fokal cerebral ischemi jämfört med normotensiva råttor 7-10. Stroke induktion i SHRs är också mer konsekvent och kan generera lägre dödlighet än i andra vanliga stammar 11. Dessutom bör fysiologiska parametrar övervakas under hela operationen, eftersom variationer kan lägga till variationen i infarkt volymer, dessa parametrar är blodtryck, arteriella O 2 och CO 2 nivåer, hypotermi, och hyperglykemi, vilket kan förvärra ischemisk skada 2,12 . Hypotermi är särskilt oroande eftersom det kan minska graden av neuronala ischemisk skada, och därför placera råttan på en värmeregleringssystemen värmedyna under operation är nödvändig.
Vi sysselsätter kommersiellt beredd kisel-belagda suturer i detta förfarande i ett försök att öka samstämmigheten i infarkt storlek 13-15. Traditionellt har intraluminal suturer används för att täppa till MCA beretts av eld-avrundning en 3-0 nylon sutur spets eller med hjälp av en limpistol att belägga suturen spetsen med en liten lim pärla 16. Dessa förfaranden ger suturerna med varierande spets diametrar och därmed kan kräva flera försök till ocklusion innan du hittar en sutur som matchar fartyget diametern på en given råtta. Ytterligare variationer på kortex metod som beskrivs i den här videon innehålla mer distal ocklusion och skonar lenticulostriate grenarna för att få en ren kortikal infarkt 17, och samtidig ocklusion av MCA och ipsilaterala gemensamma halspulsådern för att minska flödet säkerhet blod 6,9.
De funktionella effekterna av stroke kan bedömas med hjälp av olika beteende-tester, där underskotten i specifika uppgifter återspeglas i en enkel poäng skala. Till exempel utvecklat Bederson et al. 18 en neurologisk råttor poäng graderingen på omfattningen av forelimb flexion i ett högt kroppsställning, asymmetrisk motstånd mot en lateral skjuta och öppna fält cirklande beteende. Råttor sträcker båda frambenen på golvet när förhöjda och uppvisar inga andra underskott bedömdes "Normal (0)", medan råttor med kontralaterala forelimb flexion bara klassades med "Måttlig underskott (1)". "Svår klass 2" råttor visas minskat motstånd på den kontralaterala sidan till en lateral kraft och "Svår klass 3" råttor dessutom engagerade i cirklar beteenden. Lägre grad beteendestörningar var alltid observerats i en högre grad (t.ex. grad 2 och 3 djur också visas forelimb böjning) och dessa poäng var prediktiva för skillnader i infarkt storlek 18. Således kan en sådan enkel poängsystem för en snabb och konsekvent semikvantitativ bedömning av den funktionella underskotten från stroke.
Mätning av omfattningen av hjärninfarkt är ofta uppnås genom histologiska färgning för vävnadsskador med TTC, Cresyl violett (Nissl fläcken) eller hematoxylin och eosin. Magnetisk resonanstomografi tekniker, bl.a. spridning-viktad MRT för att visualisera infarkt vid tidigt tidpunkter efter ocklusion, låt för bestämning av en infarkt volym i varje enskild råtta utan behov av avverkning vävnad. Detta är särskilt värdefullt i studier som syftar till att fastställa effekten av en nervskyddande behandling efter stroke, bildbehandling råtta efter kortex men före behandling administrationen ger utredaren förtroende för att alla experiment och kontrollera djur upplevt liknande slag för att starta, minska förbryllande effekter av variabilitet vid stroke induktion.
The authors have nothing to disclose.
Vi tackar Beth Rauch och University of Wisconsin Small Animal Imaging Facility för magnetisk resonanstomografi. Institutionen för neurokirurgi vid University of Wisconsin-Madison finansierat detta arbete.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
4-0 Nylon suture | Doccol Corporation | 2-3 mm silicon coating length, 0.39 mm tip diameter | ||
Spontaneously hypertensive rats | Charles River Laboratories | 290-300 g, male | ||
Gaymar T/Pump thermoregulatory pump and pads | Gaymar Industries | |||
Vetroson V-10 bipolar electrosurgical unit | Summit Hill Laboratories | |||
Germinator 500 glass bead sterilizer | CellPoint Scientific | |||
Vasamedics Bpm2Laserflo blood perfusion monitor | TSI Inc. |