Fare Modelleme İnme - Filament Model Orta Serebral Arter Tıkanıklığı
Summary
İpliksi Orta serebral arter oklüzyonu farelerde iskemik inme eğitimi için ortak bir model.
Abstract
İnme, ölüm ve yetişkin sakatlık, özellikle çok gelişmiş ülkelerde en sık rastlanan nedenleri arasında yer almaktadır. Ancak, bugüne kadar tedavi seçenekleri çok sınırlı. Yeni terapötik yaklaşımlara ihtiyacı karşılamak için, deneysel inme araştırma, sık sık fokal serebral iskemi kemirgen modelleri kullanmaktadır. Çoğu araştırmacılar, fareler ya da sıçanlar orta serebral arter (MCA) kalıcı veya geçici oklüzyon kullanın.
Intraluminal sütür tekniği (Filament veya dikiş modeli olarak da adlandırılır) ile orta serebral arter (MCA) proksimal oklüzyon muhtemelen deneysel inme araştırmalarında en sık kullanılan model. Intraluminal MCAO model nispeten non-invaziv bir şekilde MCA topraklarının tekrarlanabilir geçici veya kalıcı iskemi inducing avantajı sunmaktadır. Intraluminal yaklaşımlar tüm topraklarının bu arter kan akışını keser. Filament oklüzyon böylece tutuklamalar, bazal ganglia kaynağı lenticulo-yivler arterler, proksimal akışı. Filament tekrarlanabilir lezyonlar korteks ve striatum MCA sonuçları tıkanıklığı ve kalıcı veya geçici olabilir. Buna karşılık, distal inducing modelleri (lenticulo yivler arterlerin dallanma) MCA oklüzyonu tipik striatum ve yedek neokorteks öncelikle dahil. Buna ek olarak bu modellerin kraniektomi gerektirir. Bu makale gösterilen model, bir silikon kaplı filament karotis artere tanıtıldı ve orta serebral arter kökenli bloklar Willis, Çember içine iç karotis arteri boyunca gelişmiş. Hastalarda, orta serebral arter oklüzyonlar iskemik inme en sık görülen nedenleri arasında yer almaktadır. Reperfüzyon sırasında noktası bağlı olarak iskemik lezyonların şiddeti değişen derecelerde olabilir, bu modelde değişik iskemik aralıklarla serbestçe seçilmiş olabilir bu yana. Kan akışının kısmen tromboembolik insanlarda pıhtı kendiliğinden veya tedavi (tPA) Parçalama işleminden sonra restorasyon modelleri en azından kapatılmasıy filament kaldırılması Reperfüzyon.
Bu video temel tekniğinin yanı sıra, bu modelin prediktif değeri sınırı en büyük tuzaklar ve karışıklıklar sunacak.
Protocol
Discussion
Geçici, proksimal MCA oklüzyonu 18,19 modeli hastalarda iskemik inme en yaygın türlerinden biri taklit sundu. Değişken reperfüzyon kez 20 modeli büyük geçici iskemik atak (TIA) kadar hasar farklı sınıflarda iskemik yarımkürenin büyük parçalar da dahil olmak üzere infarktlar. Bu vuruş sonra araştırmacı farklı patofizyolojik mekanizmalar çalışma sağlar. 20,21
Cerrahi kısa bir süre içinde gerçekleştirilir ve yüksek tekrarlanabilir lezyonlar olabilir. Bununla birlikte, bu karışıklıklar tam bir kontrolü gerektirir. Operasyon tekniği 22 küçük farklılıklar infarkt farklı etkileri hesaba olabilir. 23,24 Ayrıca, serebral vasküler anatomi sapmaların nedeniyle, farklı fare suşları farklı bir sonuç göstermektedir. 25,26 Vücut sıcaklık, nörolojik hasar hipotermi daha ciddi eksiklikler küçük lezyonların 27 ve hipertermi önde gelen etkiler. Buna göre 28, sıcaklık kontrolü ve bakımı, bu modelde son derece alakalı. Buna ek olarak, kan basıncı ve kan gazları 29 sonuç önemli karışıklıklar ve izlenecektir. 30,31 hızlı ve minimal invaziv yöntemler kullanmak (non-invaziv uygun kan basıncı ölçümü ve kolay erişilebilir bir kan toplama sitelerine) tavsiye edilir. Anestezik seçim İsofluranın örneğin bazı nöroprotektif etkileri ve / veya vazodilatörler olması gibi, aynı zamanda son derece önemlidir. Sonuç olarak 32, anestezi maruz kalma, mümkün ve standart olarak kısa olmalıdır . 15 dakika daha uzun ameliyatı geçirmiş hayvanlar dahil değildir.
Cerrahi sitesi Tıraş microabrasions ve inflamasyon üretir ve saç parçaları bültenleri. Bu da iltihabı artırabilir ve lokal enfeksiyon, inme patofizyolojisinde etkisi olabilir teşvik olabilir. Konut koşulları, özellikle zenginleştirme kullanımı, inme sonucu etkileyebilir ve standardize edilmiş ve araştırma raporları açıklanan olmalıdır. 6,33,34 tekrarlanabilirlik çevresel zenginleştirme ve etkisi kullanılması tartışma konusudur. 35 Bir başka önemli karıştırıcı özellikle iskemi (36) uzun zamanlar sonra enfeksiyon indüklenen inme riski, hangi ek morbidite ve artmış mortalite açar. 37,38 enfeksiyonları 5 gün yaklaşık 3 semptomatik hale geldikçe, bu tür modeller takip uzun vadeli önemli sonuçları vardır.
Inme, standardizasyon ve kalite kontrolü için yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesi için ilgili üretmek için preklinik translasyonel inme araştırmalarında son derece önemlidir 39 "İyi Laboratuar Uygulamaları" 40,41 zorunlu kılmaktadır.
- kullanılan hayvanların uygun ve detaylı bir tanımı;
- örneklem büyüklüğü beklenen etki büyüklüğü hesaplanması ve raporlanması;
- içerme ve dışlama kriterleri, çalışma öncesi;
- gruplar halinde tahsisi randomizasyon;
- araştırmacılara göre dağılımı gizlenmesi;
- analizin dışında hayvanların raporlama;
- sonucu kör değerlendirmesi;
- ilgi ve çalışma fonları potansiyel çatışmalar raporlama.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma hibe anlaşması n ° 201.024 ve n ° 202.213 (Avrupa İnme Network) kapsamında Avrupa Topluluğu Yedinci Çerçeve Programı (FP7/2007-2013) tarafından finanse edildi. Ek finansman Bundesministerium für Bildung und Forschung (Stroke Araştırma Berlin Merkezi) ve Deutsche Forschungsgemeinschaft (Exzellenzcluster NEUROCURE) tarafından verildi.
Yazarlar animasyon üretmek için çalışma ve Elke Ludwig (Charité Video Servisleri) Mareike Thielke (Deneysel Nöroloji Dep., Charite Berlin) sırasında destek için teşekkür etmek istiyorum.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Surgical scissors (skin cut) | FST | 14028-10 | ||
| 2 Dumont forceps (Medical #5 straight tip) | FST | 11253-20 | ||
| Spring scissors (according to Vannas) | FST | 15000-00 | ||
| Applying forceps for micro clamps | FST | 00072-14 | ||
| Micro vascular clamp (e.g. S&G B1-V) | FST | 00396-01 | Also Serrefine possible | |
| 2 Hemostats according to Hartmann | FST | 13002-10 | ||
| Needle holder (according Olsen-Hegar or other) | FST | 12002-14 | ||
| Standard anatomical forceps (for wound closure) | FST | 11000-12 | ||
| 5/0 sutures | Suprama | for vascular ligatures | ||
| 6/0 sutures | Suprama | for skin suture, 5/0 also possible | ||
| Lidocaine (e.g. Xylocain Gel 2%) | Astra Zeneca | or other local pain relief | ||
| Dissecting microscope (stereo microscope), magnification 6x to max. 40x | Leica Zeiss | MZ6 Stemi2000C | ||
| Cold light source | Leica | KL1500 | ||
| Temperature feedback controlled heating pad system | FST | 21052-00 | With mouse pad and small probe | |
| Anaethesia system for isoflurane | ||||
| Isoflurane | Abott | |||
| Veterinary Recovery Chamber | Peco Services | V1200 | Heated cage | |
| 8.0 nylon filament | Suprama | TEL181005 | for coating | |
| Scalpel | For cutting filament in pieces | |||
| Ruler | To cut correct length of filament | |||
| Xantopren M Mucosa | Heraeus Kulzer | |||
| Activator Universal Plus | Heraeus Kulzer | Optosil – Xantopren | ||
| 2 Dumont forceps (Medical #5 straight tip) | FST | 11253-20 | ||
| A soft underlay for storing and grasping the uncoated filaments | e.g. swabs, foam, … | |||
| Receptacle for new build filaments | e.g. petri dish, flexible foam,… |
References
- Dirnagl, U. Standard operating procedures (SOP) in experimental stroke research: SOP for middle cerebral artery occlusion in the mouse. Nature Precedings. , (2010).
- Bederson, J. B. Rat middle cerebral artery occlusion: evaluation of the model and development of a neurologic examination. Stroke. 17, 472-476 (1986).
- Katchanov, J. Selective neuronal vulnerability following mild focal brain ischemia in the mouse. Brain Pathol. 13, 452-464 (2003).
- Dirnagl, U., Dirnagl, U. . Complexities, Confounders, and Challenges in Experimental Stroke Research: A checklist for researchers and reviewers in Rodent models of stroke. , 267-267 (2010).
- Dirnagl, U., Kaplan, B., Jacewicz, M., Pulsinelli, W. Continuous measurement of cerebral cortical blood flow by laser-Doppler flowmetry in a rat stroke model. J Cereb Blood Flow Metab. 9, 589-596 (1989).
- Wang, Y. A comprehensive analysis of gait impairment after experimental stroke and the therapeutic effect of environmental enrichment in rats. J Cereb Blood Flow Metab. 28, 1936-1950 (2008).
- Lubjuhn, J. Functional testing in a mouse stroke model induced by occlusion of the distal middle cerebral artery. J Neurosci Methods. 184, 95-103 (2009).
- Jones, B. J., Roberts, D. J. The quantiative measurement of motor inco-ordination in naive mice using an acelerating rotarod. J Pharm Pharmacol. 20, 302-304 (1968).
- Matsuura, K., Kabuto, H., Makino, H., Ogawa, N. Pole test is a useful method for evaluating the mouse movement disorder caused by striatal dopamine depletion. J Neurosci Methods. 73, 45-48 (1997).
- Bouet, V. Sensorimotor and cognitive deficits after transient middle cerebral artery occlusion in the mouse. Exp Neurol. 203, 555-567 (2007).
- Freret, T. Delayed administration of deferoxamine reduces brain damage and promotes functional recovery after transient focal cerebral ischemia in the rat. Eur J Neurosci. 23, 1757-1765 (2006).
- Modo, M. Neurological sequelae and long-term behavioural assessment of rats with transient middle cerebral artery occlusion. J Neurosci Methods. 104, 99-109 (2000).
- Montoya, C. P., Campbell-Hope, L. J., Pemberton, K. D., Dunnett, S. B. The “staircase test”: a measure of independent forelimb reaching and grasping abilities in rats. J Neurosci Methods. 36, 2-3 (1991).
- Baird, A. L., Meldrum, A., Dunnett, S. B. The staircase test of skilled reaching in mice. Brain Res Bull. 54, 243-250 (2001).
- Metz, G. A., Whishaw, I. Q. Cortical and subcortical lesions impair skilled walking in the ladder rung walking test: a new task to evaluate fore- and hindlimb stepping, placing, and co-ordination. J Neurosci Methods. 115, 169-179 (2002).
- Farr, T. D., Liu, L., Colwell, K. L., Whishaw, I. Q., Metz, G. A. Bilateral alteration in stepping pattern after unilateral motor cortex injury: a new test strategy for analysis of skilled limb movements in neurological mouse models. J Neurosci Methods. 153, 104-113 (2006).
- Morris, R. Developments of a water-maze procedure for studying spatial learning in the rat. J Neurosci Methods. 11, 47-60 (1984).
- Koizumi, J., Yoshida, Y., Nakazawa, T., Ooneda, G. Experimental studies of ischemic brain edema. I: a new experimental model of cerebral embolism in rats in which recirculation can be introduced in the ischemic area. Jpn J Stroke. 8, 1-8 (1986).
- Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20, 84-91 (1989).
- Endres, M., Dirnagl, U., Alzheimer, C. Neuroprotective Strategies in Animal and in vitro-Models of Neuronal Damage: Ischemia and Stroke. Molecular and Cellular Biology of Neuroprotection in the CNS. , 455-474 (2003).
- Dirnagl, U., Iadecola, C., Moskowitz, M. A. Pathobiology of ischaemic stroke: an integrated view. Trends Neurosci. 22, 391-397 (1999).
- Liu, S., Zhen, G., Meloni, B. P., Campbell, K., Winn, H. R. Rodent Stroke Model Guidelines for Preclinical Stroke Trials (1st Edition). J Exp Stroke Transl Med. 2, 2-27 (2009).
- Chen, Y., Ito, A., Takai, K., Saito, N. Blocking pterygopalatine arterial blood flow decreases infarct volume variability in a mouse model of intraluminal suture middle cerebral artery occlusion. J Neurosci Methods. 174, 18-24 (2008).
- Tsuchiya, D., Hong, S., Kayama, T., Panter, S. S., Weinstein, P. R. Effect of suture size and carotid clip application upon blood flow and infarct volume after permanent and temporary middle cerebral artery occlusion in mice. Brain Res. 970, 1-2 (2003).
- Beckmann, N. High resolution magnetic resonance angiography non-invasively reveals mouse strain differences in the cerebrovascular anatomy in vivo. Magn Reson Med. 44, 252-258 (2000).
- Barone, F. C., Knudsen, D. J., Nelson, A. H., Feuerstein, G. Z., Willette, R. N. Mouse strain differences in susceptibility to cerebral ischemia are related to cerebral vascular anatomy. J Cereb Blood Flow Metab. 13, 683-692 (1993).
- Florian, B. Long-term hypothermia reduces infarct volume in aged rats after focal ischemia. Neurosci Lett. 438, 180-185 (2008).
- Noor, R., Wang, C. X., Shuaib, A. Effects of hyperthermia on infarct volume in focal embolic model of cerebral ischemia in rats. Neurosci Lett. 349, 130-132 (2003).
- Barber, P. A., Hoyte, L., Colbourne, F., Buchan, A. M. Temperature-regulated model of focal ischemia in the mouse: a study with histopathological and behavioral outcomes. Stroke. 35, 1720-1725 (2004).
- Shin, H. K. Mild induced hypertension improves blood flow and oxygen metabolism in transient focal cerebral ischemia. Stroke. 39, 1548-1555 (2008).
- Bottiger, B. W. Global cerebral ischemia due to cardiocirculatory arrest in mice causes neuronal degeneration and early induction of transcription factor genes in the hippocampus. Brain Res Mol Brain Res. 65, 135-142 (1999).
- Kapinya, K. J., Prass, K., Dirnagl, U. Isoflurane induced prolonged protection against cerebral ischemia in mice: a redox sensitive mechanism. Neuroreport. 13, 1431-1435 (2002).
- Endres, M. Mechanisms of stroke protection by physical activity. Ann Neurol. 54, 582-590 (2003).
- Gertz, K. Physical activity improves long-term stroke outcome via endothelial nitric oxide synthase-dependent augmentation of neovascularization and cerebral blood flow. Circ Res. 99, 1132-1140 (2006).
- Richter, S. H., Garner, J. P., Wurbel, H. Environmental standardization: cure or cause of poor reproducibility in animal experiments. Nat Methods. 6, 257-261 (2009).
- Liesz, A. The spectrum of systemic immune alterations after murine focal ischemia: immunodepression versus immunomodulation. Stroke. 40, 2849-2858 (2009).
- Meisel, C., Schwab, J. M., Prass, K., Meisel, A., Dirnagl, U. Central nervous system injury-induced immune deficiency syndrome. Nat Rev Neurosci. 6, 775-786 (2005).
- Engel, O., Meisel, A. Models of Infection Before and After Stroke: Investigating New Targets. Infect Disord Drug Targets. 9, (2010).
- Dirnagl, U. Bench to bedside: the quest for quality in experimental stroke research. J Cereb Blood Flow Metab. 26, 1465-1478 (2006).
- Macleod, M. R. Good laboratory practice: preventing introduction of bias at the bench. Stroke. 40, 50-52 (2009).
- Group, S. T. A. I. R. Recommendations for standards regarding preclinical neuroprotective and restorative drug development. Stroke. 30, 2752-2758 (1999).
