Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Medicine

Photothrombotic Iskæmi: en minimalt invasiv og reproducerbar Fotokemisk Cortical Lesion Model for Mus Stroke Studies

doi: 10.3791/50370 Published: June 9, 2013

Summary

Photothrombosis er en hurtig, minimalt invasiv teknik til at inducere små og velafgrænset infarkt i områder af interesse på meget reproducerbar måde. Det er især velegnet til at studere cellulære og molekylære reaktioner underliggende hjernens plasticitet i transgene mus.

Abstract

Den photothrombotic slagtilfælde model til formål at inducere en iskæmisk skade inden for et givet kortikal område ved hjælp af foto-aktivering af en tidligere injiceret lysfølsom farvestof. Efter belysning, er farvestoffet aktiveres og producerer singlet oxygen, der skader komponenter af endotheliale cellemembraner, med efterfølgende blodpladeaggregering og thromber dannelse, som i sidste ende bestemmer afbrydelse af lokal blodgennemstrømning. Denne tilgang, som oprindeligt foreslået af Rosenblum og El-Sabban i 1977, blev senere forbedret ved Watson i 1985 i rottehjerne og lægge grundlaget for den nuværende model. Også den øgede tilgængelighed af transgene mus linjer bidrog yderligere til at hæve renten på photothrombosis modellen. Kort fortalt er et lysfølsomt farvestof (Rose Bengal) injiceret intraperitonealt og ind i blodbanen. Når det belyses med en kold lyskilde, farvestoffet bliver aktiveret og inducerer endotelødelæggelse med blodpladeaktivering og trombose, hvilket resulterer i lokalblodgennemstrømning afbrydelse. Lyskilden kan påføres på den intakte kraniet uden behov for kraniotomi, som tillader målretning af enhver kortikale område af interesse i en reproducerbar og ikke-invasiv måde. Musen er sutureres derefter og får lov til at vågne op. Evalueringen af ​​iskæmisk skade kan hurtigt opnås ved triphenyl-tetrazoliumchlorid eller cresylviolet farvning. Denne teknik producerer infarkt af lille størrelse og godt afgrænsede grænser, hvilket er yderst fordelagtigt for præcis celle karakterisering eller funktionelle studier. Endvidere er det særligt velegnet til at studere cellulære og molekylære reaktioner underliggende hjernens plasticitet i transgene mus.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

I begyndelsen af det 21. århundrede, er iskæmisk slagtilfælde en ødelæggende lidelse, der repræsenterer den anden årsag til langsigtet handicap 1 og den anden årsag til dødelighed på verdensplan, hvor slagtilfælde tegnede sig for ca 5,7 millioner dødsfald i 2004 2. På trods af de mange bestræbelser, der blev sat ind, er der stadig ingen effektiv behandling til rådighed til at forbedre funktionelle opsving efter slagtilfælde. Dyremodeller for slagtilfælde er meget udbredt inden for slagtilfælde forskning som de tillader modellering af patofysiologien af iskæmisk skade og teste effektiviteten af forskellige neuroprotektive strategier in vivo. De fleste af disse modeller har til formål at fremkalde omfattende infarkter ved at afbryde (midlertidigt eller permanent) blodgennemstrømningen i midten cerebral arterie, mens andre modeller blev udviklet for at studere læsioner af lille størrelse i bestemte områder, typisk motor og somatosensoriske cortex. Imidlertid kan adskillige faktorer bidrager til at generere acertain grad af variabilitet i eksperimentelle slagtilfælde undersøgelser, herunder mus anvendte stamme, alder og køn af dyr indgår i undersøgelsen, og frem for alt den teknik vedtaget at inducere iskæmisk skade. Med hensyn til det sidste punkt, varigheden og invasiv kirurgi (dvs. behovet for en kraniotomi) samt den kirurgiske færdigheder, der kræves til operatøren pålideligt inducere en iskæmisk læsion er kritiske determinanter for en vellykket og objektiv in vivo slagtilfælde undersøgelse .

Begrebet photothrombosis blev oprindeligt foreslået af Rosenblum og El-Sabban i 1977 3 og blev berømt ved sin ansøgning rottehjernen af Watson et al i 1985 4, hvor teknikken blev meget bedre, og lægge grundlaget for den nuværende model 3.. - 6.. Den photothrombotic fremgangsmåde har til formål at fremkalde en kortikale infarkt gennem foto-aktivering af en lysfølsom farvestof tidligere leveret til blod-system, whICH resulterer i lokal fartøj trombose i de områder, der udsættes for lys. Når den cirkulerende farvestof belyst den passende bølgelængde ved en kold lyskilde, frigiver energi til ilt molekyler, som igen genererer en stor mængde meget reaktive singlet oxygen produkter. Disse oxygenmellemprodukter inducerer endotelcelle membran peroxidation, hvilket fører til blodpladeadhæsion og aggregering, og til sidst til dannelsen af tromber som bestemmer lokal cerebral flow afbrydelse 7..

Photothrombosis er en ikke-kanonisk iskæmisk model, der ikke tilstoppe eller bryde kun én arterie, som det normalt sker i menneskelig slagtilfælde, men inducerer læsioner i mere overfladiske blodkar, hvilket resulterer i selektiv afbrydelse af blodgennemstrømningen i de områder, der udsættes for lys. Af denne grund kan denne fremgangsmåde være egnet til cellulære og molekylære studier af kortikal plasticitet. Den væsentligste fordel ved denne teknik ligger i dets enkelhed udførelse.Desuden kan photothrombosis let udføres i cirka 40 minutter per dyr, herunder tyve minutters ventetid (3 min til anæstesi, 1 min at barbere hovedbunden, 3 til 5 min at placere dyret på stereotaxic apparat; 2 min til at skrubbe hovedbunden med antiseptisk opløsning, lave et snit og rengør kraniet, 2 til 4 minutter at placere koldt lys fiber, 1 min til at injicere Rose Bengal opløsning; 5 min-vent til intraperitoneal udbredelsen 15 min af belysning og 5 min til rense såret og sutur dyret). Desuden er der ikke kirurgisk ekspertise til at udføre denne teknik som læsionen er induceret ved hjælp af enkle belysning af den intakte kraniet. I modsætning til klassiske tillukning af blodkar, afgør denne metode selektive tillukning af pial og intraparenchymal mikrokar inden den bestrålede zone og reducerer mangfoldigheden af ​​læsioner, som ingen sikkerhedsstillelse fartøj er overladt til at levere ilt i målområde.

På trods af sin særlige karakter, atphotothrombotic skader aktier væsentlige mekanismer forekommer i hjernen slagtilfælde. Ligeledes til arterieokklusion i human slagtilfælde, blodpladeaggregering og koageldannelse bestemme afbrydelse af blodgennemstrømningen i det bestrålede område 7.. Ligeledes denne model deler også vigtige inflammatoriske reaktioner som i midten cerebral arterieokklusion 8.. Men på grund af de godt afgrænses grænser er det penumbral zone, hvilket svarer til et areal på delvist bevaret stofskifte, meget reduceret eller ikke-eksisterende efter en photothrombotic læsion. Denne klare grænse kan lette undersøgelsen af ​​cellulære responser inden iskæmisk eller intakt kortikale område. Photothrombosis musemodel er særligt egnet til slagtilfælde undersøgelser i en række forskellige transgene dyr. Faktisk klassiske modeller kan ikke passe til alle stammer og lange periode undersøgelser i C57BL / 6 musestamme rapporteret en høj dødelighed ratio, der kan forårsage skævhed 9..

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1.. Pre-operation

  1. Afvejes Rose Bengal i et 1,5 ml rør og opløses i steril saltvandsopløsning, indtil den når en endelig koncentration på 15 mg / ml. Filtersteriliser gennem et 0,2 um filter og opbevar den i mørke ved stuetemperatur i op til to måneder.
  2. Sterilisere alle kirurgiske instrumenter ved autoklavering. Den kirurgiske område bør desinficeres mindre end en time før initiering af operationen.
  3. Optag musen kropsvægt for at justere dosis af Rose Bengal skal injiceres. Vi injicerede 10 ul / g dyr vægt i CD1-hunmus 12 uger i den nuværende protokol. Mængden af ​​Rose Bengal nødvendig for at producere den ønskede kortikale læsion størrelse kan let bestemmes i et separat sæt indledende eksperimenter ved at teste forskellige doser (typisk 2 ul / g, 5 gl / g eller 10 gl / g kropsvægt). Bemærk, at mængden af ​​Rose bengal skal injiceres, er stærkt afhængig af forsøgsbetingelserne, især typen af ​​lyskildeanvendes, og varigheden af ​​udsættelse for lys. I den foreliggende undersøgelse, gl / g. 10 (150 ug / g) dosis blev fundet nødvendigt for at inducere photothrombosis ved udsættelse for lys i 15 minutter, mens andre grupper rapporterede, at enten 50 ug / g 6,8 og 100 ug / g 10 intraperitoneal injektion var tilstrækkeligt til at inducere et photothrombotic læsion.

2.. Anæstesi Procedure

  1. Bedøver mus med isofluran i en gennemsigtig induktion kammer (3,5-4% til induktion, 1,5-2% til opretholdelse) i 50% (v / v) oxygen/50% (v / v) dinitrogen oxid gasblanding. Gasformigt anæstesi muliggør en hurtig wake up af dyrene og niveauet af narkosegas kan justeres nemt. Alternativt kan musene også være bedøvet ved en ketamin-xylazin blanding.
  2. Når dybt anæstesi er nået, fjernes bedøvede dyr fra induktion kammer, placere den i stereotaktisk ramme og opretholde anæstesi ved hjælp af en ansigtsmaske. Juster isoflurane dosis for at opnå en tilstrækkelig anæstesi-niveau. Overvåg ånde sats hele proceduren og sørg for at det er konstant (40-60 vejrtrækninger per minut).
  3. Brug tå klemmer for at sikre, at dyret er dybt bedøvet.
  4. Påfør øjensalve, for at forhindre øjnene mod udtørring.
  5. Sæt forsigtigt rektal sonde til at overvåge temperatur i kirurgiske procedurer. Indstillingen af ​​den tilhørende tilbagemelding-kontrolleret varmepude for at opretholde musen kropstemperatur på 37 ± 0,5 ° C.

3.. Kirurgi for Illumination af målområdet

  1. Barbere musen hovedbunden med en elektrisk barbermaskine.
  2. Fastgør hovedet og indsætte øre barer i de eksterne meatus. Vær forsigtig med ikke at beskadige trommehinder.
  3. Desinficer huden på overfladen med skiftevis aflæser af 70% ethanol og betadine hjælp vatpinde.
  4. Brug en skalpel til at lave et snit langs midterlinien fra øjet leVEL ned til halsen. Påfør hud retraktorer at holde kraniet eksponeret.
  5. Forsigtigt trække periostium til kanterne af kraniet med en skalpel og lad kraniet overflade tørre med sterile vatpinde. Identificer bregma og lambda. Placer en glasmikropipette på bregma som referencepunkt, og derefter flytte det til koordinaterne for din region af interesse. Området af interesse er valgt til denne artikel er groft skarpt formet, centreret omtrent 2 mm lateralt for bregma, og dækker et areal på omkring 30 mm 2, som omfatter en stor del af sensomotoriske cortex ifølge mus hjerneatlas af Franklin og Paxinos 11..
  6. Marker positionen af ​​interesse med referencepunkter og sætte en optisk fiber i tæt kontakt med kraniet overflade for at undgå lysspredning, men være opmærksom på ikke at lægge pres på den. Det belyste område kan begrænses ved at anvende på kraniet en maske med lille åbning eller en hætte på spidsen af ​​den optiske fiber GUIde.

4.. Rose Bengal Injection og aktivering

  1. Indlæse Rose Bengal-opløsning i en 1 ml sprøjte og beregne det beløb, der skal injiceres efter en dosis på 10 ul / g legemsvægt.
  2. Fortsæt til en langsom intraperitoneal injektion.
  3. Lad farvestoffet diffus og ind i blodet. Efter 5 min tænde koldt lys illuminator. Undgå belysning af dyret ved enhver anden lyskilde. Vi anvendte fiberoptisk illuminator 150 W intensitet.
  4. Efter 15 min af belysning, stoplys eksponering og suturere såret. Fem minutter af belysning allerede producerer infarkt og 10 min er sandsynligt tilstrækkeligt til at opnå en maksimal virkning 12.. For at minimere variabilitet, vi vælger at belyse i 15 min.

5.. Suturere

  1. Fjern skindet retraktorer og anvende sterilt saltvand løsning for at undgå dehydrering.
  2. Nærbillede såret ved hjælp af reverse skære needle og silke eller nylon sutur tråd.
  3. Afbryd anæstesi levering, forsigtigt fjerne musen fra stereotaxic apparater og sætte det på en forvarmet varmepude, indtil det er helt vågen, så tilbage til sit bur. Kropstemperaturen bør overvåges nøje hele ret til at begrænse variationen i infarkt forlængelse. I henhold til koncentrationen og indgivelsesvej Bengal kan stadig spores i blodet i flere timer efter injektionen 13 Rose. Foretrækker varme tæppe til opvarmning lampe til at undgå potentielle sekundære skader (Rose Bengal absorption bølgelængde er i den grønne spektrum).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Denne protokol vil producere en cortical læsion, er allerede synlige ved dissektion af cortex med det blotte øje (figur 1A-1C). Den photothrombotic læsion udvikler sig i overfladiske og dybe kortikale lag, hvor vævet er tilstrækkelig gennemsigtigt til at tillade foto-aktivering af Rose Bengal. Måling af omfanget af cerebral infarkt kan udføres hurtigt ved histologisk farvning med triphenyl-tetrazoliumchlorid (TTC) på frisk væv eller ved cresylviolet efter fiksering i 4% paraformaldehyd (PFA). Før TTC inkubering frisk dissekeret hjernen beliggenhed i en hjerne slicer og opdelt i 1 mm tykke skiver (figur 1C). TTC etiketter intakt væv i rødt mens infarcted område vises bleg, som giver en præcis måling af infarkt-området (figur 1D-1E). Zonen af ​​ufuldstændig iskæmi defineret som Penumbra er meget reduceret eller ikke-eksisterende i overensstemmelse med størrelsen af ​​læsionen.

Tilsvarende cresylviolet farvning muliggør identifikation af ufarvede infarkt områder i forhold til den lilla-farvede omgivende væv. Den reaktive spredning og celleinfiltration (hvilket sker i løbet af den første uge efter læsionen) kan også vurderes (figur 2A1-2A2), samt fremkomsten af en glial ar (fig. 2B1-2B2). Den negative kontrol udføres ved at udføre den samme operation og farvestof injektion, men uden udsættelse for kold lyskilde. Den læsion er reproducerbar størrelse og placering på forskellige tidspunkter efter læsionen (fig. 3A-3B). Den infarktområde generelt når sin maksimale størrelse ved 4. til 6. hr efter Rose Bengal injektion 14 og efterfølgende reducerer hurtigt fra 2 dage til 4 dage efter photothrombosis. Bestrålingen sker i de mere overfladiske lag, men store fartøjer i de dybe corticale lag kan også okkluderet grund afkompression provokeret af læsionen 7.. Det er vigtigt at undersøge reproducerbarheden af ​​læsionen før behandling, da fordelingen af ​​hjernen pial mikrovaskulatur kan variere mellem dyr af forskellig alder eller stamme.

Figur 1
Figur 1. Makroskopiske udseende photothrombotical læsion i CD1 mus hjernen 4 dage efter photothrombosis. AB. Lateral og forfra. Den overfladiske infarkt (pilespidser) vises som et hvidt område synlige for det blotte øje. C. Hjernen er placeret i hjernen slicer og snit hurtigt i 1 mm tykke sektioner. DF. Måling af omfanget af cerebral infarkt kan opnås ved TTC-farvning . Nekrotisk væv i den trombotiske læsion er tegnliseret ved fravær af farvning. Koronale skiver af hjernen illustreret i AC er repræsenteret i rostralt caudal forlængelse fra D til F.

Figur 2
Figur 2. Repræsentant tidslige udvikling af photothrombotic skader. Kronafsnit af voksne C57BL / 6 mus hjerne blev farvet af cresylviolet. A1, A2. 7 dage efter skaden et stort antal celler samler på infarkt grænse. B1, B2. Ved 30, meget læsionen volumen reduceres, og glial ar dannelse. A2 og B2 er høje forstørrelse på A1 og B1 hhv. Skalapanelerne: A1, B1: 1 mm; A2 B2: 0,5 mm.

Figur 3
Figur 3. Makroskopisk udseende af hjernen ved 2, 4 og 16 dage efter photothrombosis. A. mikrofotografier af PFA-perfunderede hjerner, forberedt til yderligere immunhistologisk analyse. Infarktområdet er fremhævet (stiplet linie). B. Sammenligning af overfladearealet ved 2, 4 og 16 dage efter læsionen. n = 4 i hver gruppe. * P <0,05 (Student t-test).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Modifikationer og substitutioner

På grund af sin absorptionstop ved 562 nm, blev et grønt laserlys fra en filtreret xenon bue lampe oprindeligt valgte at bestråle det lysfølsomme Rose Bengal. Selvom laser-medieret excitation stadig blev brugt recently5, kan det blive erstattet af koldt lys lampe, der også sikre farvestof excitation 10,15. Koldt lys optiske fibre er lettere at manipulere og billigere end laserkilder. Imidlertid bør det bemærkes, at lasere er almindeligt anvendt til at målrette individuelle overflade arterioler efter kraniotomi til et in vivo fartøj-specifik koagulation 10.

Levering af følsomme farvestof er normalt opnås ved haleveneinjektion, som kræver en vis træning for at opnå homogene og reproducerbare resultater. Derimod er intraperitoneal injektion lettere at udføre og Rose Bengal kan påvises i blodet et par minutter efter 13.. Effektiv photothrombosis kan opnås ved spændende farvestoffet 5 min efter intraperitoneal injektion 8, men høj intraperitoneal dosis af Rose Bengal i rotter viste, at plasma koncentrationen af farvestoffet fortsætte med at stige, selv 60 minutter efter administration 13.. Infunderes intravenøs injektion af Rose Bengal kan øge reproducerbarheden af læsionen 13, men på denne måde af indgivelse kan være forbundet til hypotension i tilfælde infusionen udføres for hurtigt (<1,5 min) eller i høj farvestofkoncentration 5.. For at undgå svingninger i blodtryk, kan andre fotosensitive stoffer såsom Erythrosin B anvendes til at fremstille fartøjer okklusioner, men dette molekyle betragtes som mindre effektiv end Rose Bengal for samme koncentrationsområde 5.

Kritiske trin

Forskellige faktorer påvirker læsion størrelse og dybde såsom koncentrationen af ​​følsomme farvestof, latenstiden mellem farvestoffet injectipå og belysning, intensiteten af ​​lyskilden, diameteren af ​​den oplyste overflade, kan eksponeringstiden og kropstemperaturen under og efter operationen. Vinklen af ​​lyskilden på kraniet kan også påvirke formen af ​​infarkt. En række indledende forsøg bør gennemføres for at teste reproducerbarhed og at bestemme den minimale mængde af farvestof og bestråling tid, som producerer en læsion påvirker selektivt målområdet og / eller opnå significative adfærdsmæssige underskud.

Begrænsninger af teknikken

Denne teknik blev udviklet for at efterligne menneskelige slagtilfælde ved at inducere trombocytaggregation som observeret under cerebral iskæmi 4.. Men photothrombotic skade lidt forskellig fra human slagtilfælde. Først og fremmest er trombose udløst i store antal fartøjer i det belyste område, mens slagtilfælde typisk er forårsaget af afbrydelse af blodgennemstrømningen i en enkelt terminal arterie. SomDerfor nogle regioner af hjernen, hvis stofskifte er kun delvist støttet af arterie undergår blodgennemstrømningen afbrydelse er i første omgang mindre påvirket, da de kan modtage blodforsyning af sikkerhedsaftaler arterier og ikke undergår nekrotisk celledød. På tværtimod veldefineret grænse produceret af photothrombosis resulterer i et meget begrænset penumbraen, der er det vigtigste mål for post-iskæmi neuroprotektive midler. Også i en undergruppe af patienter med slagtilfælde, forekommer reperfusion spontant og kan fremkalde sekundære skader (herunder reperfusionsskade). At studere dette særlige aspekt af den iskæmi, forbigående okklusion modeller er mere passende.

Mønsteret af infarkt selv udviser nogle karakteristika, som adskiller sig fra humant slagtilfælde. MRI viser en samtidig udvikling af iskæmisk infarkt og vasogenic ødem i store photothrombotic læsion mens udviklingen af ​​iskæmisk infarkt forrang vasogenic ødem i humanin streg 16. Omvendt kan photothrombosis ikke være tilstrækkelige til studiet af anti-thrombosemiddel undersøgelser på grund af det faktum, at photothrombotic infarkt opstår også efter blokering af blodplader eller hæmning af interne koagulationssystem 17.. Faktisk er det blevet foreslået, at i særlige betingelser blodpladekoagulation var ikke nødvendigt at photothrombotic okklusion hvor afbrydelse af endotel integritet ville medføre ødem og tilhørende sammentrykning af omkringliggende skibe. Desuden i samme undersøgelse MRI analyse viste ikke ændring af infarktstørrelse efter blokade af blodpladerne eller forårsager udtynding af blodplader 17..

Betydning med hensyn til eksisterende metoder

Talrige godt standardiserede modeller for permanent, forbigående, fokal og global iskæmi, mekanisk eller kemisk induceret, blev udviklet i gnavere med henblik på nøje efterligner den menneskelige slagtilfælde patofysiologi samt at udvikp nye neurobeskyttende strategier. Den photothrombosis som præsenteres her, er en model af permanent fokal iskæmi, der konsekvent inducerer et slagtilfælde skade på den ønskede størrelse i enhver kortikale eller subkortikale sted i en meget reproducerbar og minimalt invasiv måde. Denne model viser en høj overlevelsesprocent, at der nåede 100% i vores eksperimenter (25 dyr), mens mere omfattende undersøgelser opnåede 98,4% 18. Den photothrombotic læsion kan tilpasses med henblik på at påvirke en præcis funktion i henhold til den målrettede område og adfærdsmæssige rekreation kan vurderes af flere tests 6,19. Desuden er denne fremgangsmåde ikke tidskrævende, nogle dyre og kan hurtigt læres, da det ikke er teknisk krævende, i modsætning til andre modeller, herunder endeløse model. Derudover karokklusion opnås ved at inducere lokal dannelse af tromber, der strukturelt ligner dem, der observeres i human slagtilfælde. Imidlertid blev den photothrombotic tilgang også tilpasset til PRoducing okklusioner af den midterste cerebrale arterie 20. Ringen læsion modellen blev senere udviklet med henblik på at opnå en større penumbraen. Den består af en belysning under formen af en cirkel, i midten af hvilken kortikal region levedygtigt væv er omgivet af en cirkulær beskadigede væv og deler de biokemiske og molekylære karakteristika iskæmisk Penumbra 21,22. Varianter af teknik er også tilgængelige til at udføre slagtilfælde i hjernens udvikling 23 eller subcortical væv 24..

Konklusionen er, photothrombosis en nem at udføre iskæmisk model med høj reproducerbarhed. Desuden er det er egnet til en række eksperimentelle slagtilfælde undersøgelser, specielt til evaluering af kortikale plasticitet som reaktion på hjerneskade, både cellulær og molekylær niveau.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Ingen interessekonflikter erklæret.

Acknowledgments

Vi takker Annalisa Buffo for indsigtsfulde forslag og kommentarer, og Maurizio Grassano, Marina Boido og Ermira Pajaj for skyderiet. Dette arbejde blev finansieret af FP7-MC-214.003-2 (Marie Curie Initial Training Network AXREGEN) og Compagnia di San Paolo, gliarep projekt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Solutions and chemicals
Rose Bengal Sigma, Italy 330000
Isoflurane Vet Merial 103120022
Betadine Asta Medica
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich 158127
Surgical material and equipment
Fluosorber Filter Havard apparatus 340415
150W fiber optic illuminator Photonic PL3000
Temperature Controller for Plate TCAT-2DF Havard apparatus 727561
Stereotaxic Instrument Stoelting 51950
Operating microscope Takagi OM8
Heating pad
Oxygen and nitrogen gas
Surgery Tools World precision instrument Optic fiber taps and mask are custom-made

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lopez, A. D., Mathers, C. D., Ezzati, M., Jamison, D. T., Murray, C. J. Global and regional burden of disease and risk factors. Lancet. 367, 1747-1757 (2001).
  2. Mathers, C. D., Boerma, T., Ma Fat, D. Global and regional causes of death. Br. Med. Bull. 92, 7-32 (2009).
  3. Rosenblum, W. I., El-Sabban, F. Platelet aggregation in the cerebral microcirculation: effect of aspirin and other agents. Circ. Res. 40, 320-328 (1977).
  4. Watson, B. D., Dietrich, W. D., Busto, R., Wachtel, M. S., Ginsberg, M. D. Induction of reproducible brain infarction by photochemically initiated thrombosis. Ann. Neurol. 17, 497-504 (1985).
  5. Bergeron, M. Inducing photochemical cortical lesions in rat brain. Curr. Protoc. Neurosci. Chapter 9, Unit 9 16 (2003).
  6. Lee, J. K., et al. Photochemically induced cerebral ischemia in a mouse model. Surg. Neurol. 67, 620-625 (2007).
  7. Dietrich, W. D., Watson, B. D., Busto, R., Ginsberg, M. D., Bethea, J. R. Photochemically induced cerebral infarction. I. Early microvascular alterations. Acta Neuropathol. 72, 315-325 (1987).
  8. Schroeter, M., Jander, S., Stoll, G. Non-invasive induction of focal cerebral ischemia in mice by photothrombosis of cortical microvessels: characterization of inflammatory responses. J. Neurosci. Methods. 117, 43-49 (2002).
  9. Kitagawa, K., et al. Cerebral ischemia after bilateral carotid artery occlusion and intraluminal suture occlusion in mice: evaluation of the patency of the posterior communicating artery. J. Cereb. Blood Flow Metab. 18, 570-579 (1998).
  10. Sigler, A., Goroshkov, A., Murphy, T. H. Hardware and methodology for targeting single brain arterioles for photothrombotic stroke on an upright microscope. J. Neurosci. Methods. 170, 35-44 (2008).
  11. Franklin, K. B. J. The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. 1st, Academic Press. New York. (1997).
  12. Piao, M. S., Lee, J. K., Jang, J. W., Kim, S. H., Kim, H. S. A mouse model of photochemically induced spinal cord injury. J. Korean Neurosurg. Soc. 46, 479-483 (2009).
  13. Silva, V. M., Corson, N., Elder, A., Oberdorster, G. The rat ear vein model for investigating in vivo thrombogenicity of ultrafine particles (UFP). Toxicol. Sci. 85, 983-989 (2005).
  14. Watson, B. D., Prado, R., Dietrich, W. D., Ginsberg, M. D., Green, B. A. Photochemically induced spinal cord injury in the rat. Brain Res. 367, 296-300 (1986).
  15. Van Reempts, J., Van Deuren, B., Van de Ven, M., Cornelissen, F., Borgers, M. Flunarizine reduces cerebral infarct size after photochemically induced thrombosis in spontaneously hypertensive rats. Stroke. 18, 1113-1119 (1987).
  16. Carmichael, S. T. Rodent models of focal stroke: size, mechanism, and purpose. NeuroRx. 2, 396-409 (2005).
  17. Kleinschnitz, C., et al. Blocking of platelets or intrinsic coagulation pathway-driven thrombosis does not prevent cerebral infarctions induced by photothrombosis. Stroke. 39, 1262-1268 (2008).
  18. Porritt, M. J., et al. Photothrombosis-induced infarction of the mouse cerebral cortex is not affected by the Nrf2-activator sulforaphane. PLoS One. 7, e41090 (2012).
  19. Baskin, Y. K., Dietrich, W. D., Green, E. J. Two effective behavioral tasks for evaluating sensorimotor dysfunction following traumatic brain injury in mice. J. Neurosci Methods. 129, 87-93 (2003).
  20. Markgraf, C. G., et al. Comparative histopathologic consequences of photothrombotic occlusion of the distal middle cerebral artery in Sprague-Dawley and Wistar rats. Stroke. 24, 286-292 (1993).
  21. Wester, P., Watson, B. D., Prado, R., Dietrich, W. D. A photothrombotic 'ring' model of rat stroke-in-evolution displaying putative penumbral inversion. Stroke. 26, 444-450 (1995).
  22. Hu, X., Wester, P., Brannstrom, T., Watson, B. D., Gu, W. Progressive and reproducible focal cortical ischemia with or without late spontaneous reperfusion generated by a ring-shaped, laser-driven photothrombotic lesion in rats. Brain Res. Brain Res. Protoc. 7, 76-85 (2001).
  23. Maxwell, K. A., Dyck, R. H. Induction of reproducible focal ischemic lesions in neonatal mice by photothrombosis. Dev. Neurosci. 27, 121-126 (2005).
  24. Kuroiwa, T., et al. Development of a rat model of photothrombotic ischemia and infarction within the caudoputamen. Stroke. 40, 248-253 (2009).
Photothrombotic Iskæmi: en minimalt invasiv og reproducerbar Fotokemisk Cortical Lesion Model for Mus Stroke Studies
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Labat-gest, V., Tomasi, S. Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies. J. Vis. Exp. (76), e50370, doi:10.3791/50370 (2013).More

Labat-gest, V., Tomasi, S. Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies. J. Vis. Exp. (76), e50370, doi:10.3791/50370 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter