Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Medicine

Photothrombotic Ischemia: en minimal invasiv og reproduserbar fotokjemisk Cortical Lesion Modell for Mouse Stroke Studies

doi: 10.3791/50370 Published: June 9, 2013

Summary

Photothrombosis er en rask, minimalt-invasiv teknikk for å indusere små og velavgrenset infarkt i områder av interesse i svært reproduserbar måte. Den er spesielt egnet for å studere cellulære og molekylære responser underliggende hjerne plastisitet i transgene mus.

Abstract

Den photothrombotic firetaktsmotor tar sikte på å indusere en iskemisk skade i et gitt kortikale område ved hjelp av foto-aktivering av en på forhånd injisert lysfølsom fargestoff. Etter belysning, blir fargestoff aktivert og produserer singlet oksygen som skader endoteliale komponenter i cellemembraner, med påfølgende blodplate-aggregasjon og tromber formasjon, som til slutt bestemmer den avbrytelse av lokale blodgjennomstrømning. Denne tilnærmingen, først foreslått av Rosenblum og El-Sabban i 1977, ble senere forbedret av Watson i 1985 i rotte hjerne og satt med utgangspunkt i dagens modell. Også den økte tilgjengeligheten av transgene mus linjer ytterligere bidratt til å heve renten på photothrombosis modell. Kort fortalt er en lysfølsom fargestoff (Rose Bengal) injisert intraperitonealt og går inn i blodstrømmen. Når opplyst av en kald lyskilde, blir fargestoff aktivert og induserer endotelisk skade med blodplate-aktivering og trombose, som resulterer i lokalblodstrøm avbrudd. Lyskilden kan påføres på den intakte skallen uten behov av kraniotomi, som tillater målretting av ethvert kortikale område av interesse i en reproduserbar og ikke-invasiv måte. Musen er da sutured og lov til å våkne opp. Evalueringen av iskemisk skade kan raskt gjøres ved trifenyl-tetrazolium klorid eller cresyl fiolett farging. Denne teknikken gir infarkt i liten størrelse og velavgrenset grenser, noe som er svært fordelaktig for nøyaktig karakterisering celle eller funksjonelle studier. Videre er den spesielt egnet for å studere cellulære og molekylære responser underliggende hjerne plastisitet i transgene mus.

Introduction

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

I begynnelsen av det 21. århundre, er hjerneinfarkt en ødeleggende lidelse som representerer den andre årsaken langsiktig uførhet 1 og den andre årsaken til dødelighet over hele verden, hvor hjerneslag utgjorde om lag 5,7 millioner dødsfall i 2004 2. På tross av de mange tiltak som ble satt inn, er det fortsatt ingen effektiv behandling tilgjengelig for å forbedre funksjonell bedring etter hjerneslag. Dyremodeller for slag er mye brukt innen forskning slag som de tillater modellering av patofysiologien av ischemisk skade og teste effekten av forskjellige strategier nevrobeskyttende in vivo. De fleste av disse modellene tar sikte på å indusere omfattende infarkt ved å avbryte (midlertidig eller permanent) blodstrømmen innen midten cerebral arterie, mens andre modeller ble utviklet for å studere lesjoner av liten størrelse i bestemte områder, typisk motor og somatosensoriske cortices. Imidlertid kan flere faktorer bidrar til å generere acertain grad av variasjon i eksperimentelle hjerneslag studier, inkludert musen stamme brukt, alder og kjønn av dyr som inngår i studiet og, fremfor alt, vedtok teknikk for å indusere iskemisk skade. Med hensyn til det sistnevnte punkt, varigheten og invasivitet av operasjonen (dvs. behovet for en kraniotomi) samt den kirurgiske dyktighet som kreves til operatøren på en pålitelig måte indusere en ischemisk lesjon er kritiske faktorer for en vellykket og objektive in vivo studie slag .

Begrepet photothrombosis ble opprinnelig foreslått av Rosenblum og El-Sabban i 1977 tre og ble kjent med sin søknad i rotte hjernen ved Watson et al i 1985 fire der teknikken var i stor grad forbedret og satt med utgangspunkt i dagens modell 3. - 6. Den photothrombotic tilnærming tar sikte på å indusere en kortikale infarkt gjennom foto-aktivering av en lys-sensitive fargestoff tidligere levert inn blod system, which resulterer i lokale fartøy trombose i områder utsatt for lys. Når det sirkulerende fargebad belyst ved den passende bølgelengde ved en kald lyskilde, frigjør den energi til oksygenmolekyler, som i sin tur genererer en stor mengde av svært reaktive singlet oksygen produkter. Disse oksygen mellomprodukter indusere endotelisk cellemembran peroksidasjon, som fører til blodplate-adhesjon og aggregering, og til slutt til dannelsen av tromber som bestemmer lokal cerebral strømning avbrudd 7..

Photothrombosis er en ikke-kanoniske iskemisk modell som ikke occlude ikke eller bryte bare en arterie som det vanligvis skjer i menneskelig slag, men induserer lesjoner i flere overfladiske fartøyer, noe som resulterer i selektiv avbrudd av blodstrøm i de områdene utsettes for lys. Av denne grunn kan denne tilnærmingen være egnet for cellulære og molekylære studier av kortikale plastisitet. Den viktigste fordelen med denne teknikken ligger i sin enkelhet av utførelsen.Videre kan photothrombosis enkelt utføres i omtrent førti minutter per dyr, inkludert tjue minutters vente (3 min for anestesi, 1 min å barbere hodebunnen, 3 til 5 min å plassere dyret på stereotaxic apparater; 2 min å skrubbe hodebunnen med antiseptisk løsning, gjør et snitt og rense skallen, 2-4 min å plassere det kalde lyset fiber, 1 min å injisere rose Bengal løsningen, 5 min-ventetiden for intraperitoneal diffusjon, 15 min av belysning, og 5 min til rense såret og suturere dyr). Videre er ingen kirurgisk kompetanse for å utføre denne teknikken som lesjon er indusert gjennom enkel belysning av den intakte hodeskallen. I motsetning til klassisk arteriell okklusjon, bestemmer denne metoden selektive occlusions av pial og intraparenchymal microvessels innenfor bestrålt sonen og reduserer variasjon blant lesjoner som ingen sivile fartøy som er igjen til å levere oksygen i målrettede området.

På tross av dens spesielle natur,photothrombotic skade aksjer sentrale mekanismene som oppstår i hjerne slag. Tilsvarende til arterieokklusjon i human slag, blodplateaggregering og dannelse av blodpropper bestemme avbrudd av blodstrømmen i det bestrålte området 7. Likeledes, deler denne modellen også viktige inflammatoriske responser som i midten cerebral arterie okklusjon åtte. Imidlertid, på grunn av de godt delimitated grenser, er det penumbral sone, som svarer til et område av delvis bevart metabolisme, meget redusert eller ikke-eksisterende etter en photothrombotic lesjon. Denne klare grensen kan lette studie av cellulære responser innenfor iskemisk eller intakt cortical området. Photothrombosis mus modell er spesielt egnet for slag-studier i en rekke av transgene dyr. Faktisk klassiske modellene ikke får plass til alle stammer og lange perioden studier i C57BL / 6 mus belastning rapportert en høy dødelighet forhold som kan føre til skjevhet ni.

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

En. Pre-kirurgi

  1. Vei Rose Bengal i et 1,5 ml rør og oppløses i steril saltoppløsning til n en endelig konsentrasjon på 15 mg / ml. Filtrere sterilisere gjennom et 0,2 mikrometer filter og lagre den i mørke ved romtemperatur i opptil to måneder.
  2. Steriliser alle kirurgiske instrumenter ved autoklavering. Den kirurgiske området bør renses mindre enn én time før du starter operasjonen.
  3. Ta opp musen kroppsvekt for å justere dosen av Rose Bengal som skal injiseres. Vi injisert 10 ul / g dyr vekt kvinnelige CD1 mus 12 uker gamle i denne protokollen. Mengden av Rose Bengal nødvendig for å produsere den ønskede kortikale lesjon størrelse kan lett bestemmes i et separat sett av foreløpige eksperimenter ved å teste forskjellige doseringer (typisk 2 mL / g, 5 mL / g eller 10 pl / g kroppsvekt). Legg merke til at mengden av Rose Bengal som skal injiseres er svært avhengig av eksperimentforholdene, særlig den type lyskildebrukes og varigheten av lyseksponering. I denne undersøkelsen, 10 pl / g (150 ug / g) dose ble funnet å være nødvendig for å indusere photothrombosis ved eksponering for lys i 15 minutter, mens andre grupper rapportert at enten 50 ug / g 6,8 og 100 ug / g 10 intraperitoneal injeksjon var tilstrekkelig for å indusere en photothrombotic lesjon.

2. Anestesi Prosedyre

  1. Anesthetize mus med isofluran i en gjennomsiktig induksjon kammer (3,5-4% for induksjon, 1,5-2% for å opprettholde) i 50% (v / v) oxygen/50% (v / v) dinitrogen-gass blanding. Gassformig anestesi tillater en rask våkne av dyrene, og nivået av anestesigass kan enkelt justeres. Alternativt kan mus også være bedøvet med en ketamin-xylazin blanding.
  2. Når dyp anestesi er nådd, fjern bedøvet dyret fra induksjon kammer, plasser den i stereotaxic ramme og opprettholde anestesi ved hjelp av en ansiktsmaske. Juster isoflurane dose for å oppnå en adekvat anestesi nivå. Overvåke pustefrekvensen gjennom hele prosedyren, og sørg for at den er konstant (40-60 pust per minutt).
  3. Bruk tå klyper for å sikre at dyret er dypt bedøvet.
  4. Påfør øyesalve, for å hindre at øyet fra å tørke ut.
  5. Forsiktig inn rektal probe for å overvåke temperaturen gjennom kirurgiske prosedyrer. Sett tilhørende tilbakekoplet oppvarming puten for å holde musen kroppstemperaturen ved 37 ± 0,5 ° C.

3. Kirurgi for Belysning av målområdet

  1. Barbere musa hodebunnen med en elektrisk barbermaskin.
  2. Må du feste hodet og sett øret barer i ytre øregangen. Vær forsiktig så du ikke skader trommehinnene.
  3. Desinfiser huden på overflaten med vekslende avleser av 70% etanol og betadine bruke bomullspinner.
  4. Bruk en skalpell til å lage et snitt langs midtlinjen fra øyet leVEL ned til halsen. Påfør huden sårhaker å holde skallen utsatt.
  5. Forsiktig trekke periostium til kantene av skallen med en skalpell og la skallen overflaten tørke ved hjelp av sterile bomullspinner. Identifiser bregma og lambda. Plasser et glass micropipette på bregma som referansepunkt, og flytt den til koordinatene for din region av interesse. Regionen av interesse er valgt for denne artikkel er omtrent runde og formet, sentrert omtrent 2 mm lateralt i forhold til bregma, og som dekker et areal på ca 30 mm 2, som inkluderer en stor del av det sensorisk-cortex i henhold til mus hjernen atlas og av Franklin Paxinos 11.
  6. Markere posisjonen interesse med referansepunkter og sette en optisk fiber i nær kontakt med skallen overflaten for å unngå lysspredning, men ta hensyn til ikke å legge press på den. Det belyste område kan begrenses ved å anvende på skallen en maske med liten åpning eller et lokk på tuppen av den optiske fiber guide.

4. Rose Bengal Injection og aktivering

  1. Last inn Rose Bengal løsning i en 1 ml sprøyte, og beregne det beløp som skal injiseres i henhold til en dose på 10 mL / g kroppsvekt.
  2. Videre til en langsom intraperitoneal injeksjon.
  3. La fargestoff diffus og inn i blodstrømmen. Etter 5 min, slå på kaldt lys illuminator. Unngå belysning av dyret av en annen lyskilde. Vi brukte fiberoptisk lyset til 150 W intensitet.
  4. Etter 15 minutter av belysning, stopp lyseksponering og sy igjen såret. Fem minutter for belysning som allerede produserer infarkt og 10 min er sannsynligvis tilstrekkelig til å oppnå en maksimal effekt 12. For å redusere variabiliteten velger vi å belyse i 15 min.

5. Suture

  1. Fjern skinnet haker og bruke sterilt saltvann løsning for å unngå dehydrering.
  2. Lukk opp såret ved hjelp av omvendt kutte needle og silke eller nylon sutur tråden.
  3. Avbryte anestesi levering, forsiktig fjerne musen fra stereotaxic apparater og sette den på en forvarmet varmepute før det er helt våken, og deretter tilbake til buret sitt. Kroppstemperatur bør overvåkes nøye gjennom prosedyrer for å begrense variabiliteten i infarktet forlengelse. I henhold til konsentrasjonen og tilførselsvei, Rose Bengal kan fortsatt påvises i blodet i flere timer etter injeksjonen 13. Foretrekker varmeteppet til oppvarming lampe for å unngå potensielle sekundære skader (Rose Bengal absorpsjonsbølgelengde er i det grønne spekteret).

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 protokollen vil produsere en kortikal lesjon som allerede er synlig ved disseksjon av hjernebarken for det blotte øye (Tall 1A-1C). Den photothrombotic lesjon utvikler seg i overfladiske og dype cortical lagene der vev er tilstrekkelig gjennomsiktig slik at foto-aktivering av Rose Bengal. Måling av omfanget av cerebralt infarkt kan utføres raskt ved histologisk farging med trifenyl-tetrazolium-klorid (TTC) på friskt vev eller av cresyl fiolett etter fiksering i 4% paraformaldehyd (PFA). Før TTC inkuberingen ferskt dissekerte hjerne posisjonert i et hjerne kutte-og seksjonert i 1 mm tykke skiver (figur 1C). TTC betegner intakt vev i rødt, mens den infarktområdet regionen synes blek, som tillater en nøyaktig måling av den infarkt-området (figurene 1D-1E). Sonen av ufullstendig iskemi definert som penumbra er meget redusert eller ikke-eksisterende i henhold til størrelsen på lesjonen.

På samme måte gir den cresyl fiolett farging identifisering av ufargede infarcted områder i forhold til den purpur-farget omliggende vev. Den reaktive spredning og celle infiltrasjon (som oppstår i løpet av første uken etter lesjon) kan også vurderes (Tall 2A1-2A2), samt inntrykk av en glial arr (Tall 2B1-2B2). Den negative kontrollen blir utført ved å utføre den samme operasjon og fargestoff injeksjon, men uten eksponering til det kalde lyskilden. Lesjon er reproduserbar i størrelse og plassering ved ulike tidspunkt etter lesjon (figur 3A-3B). Den infarktet området strekker generelt sin maksimale størrelse ved 4 til 6 timer etter at Rose Bengal injeksjon 14 og senere reduserer raskt fra to dager til fire dager etter photothrombosis. Den bestråling forekommer i de mer overfladiske lag, men store fartøy på dypt cortical lagene kan også bli tilstoppet på grunn avkompresjon provosert av lesjon 7. Det er viktig å undersøke reproduserbarheten av lesjon før behandling fordi fordelingen av hjernen pial microvasculature kan variere mellom dyr av ulik alder eller belastning.

Figur 1
Figur 1. Makroskopiske utseende photothrombotical lesjon i CD1 mus hjernen fire dager etter photothrombosis. AB. Lateral og forfra. Den overfladiske infarkt (pilhoder) vises som et hvitt område synlig for det blotte øye. C. Hjernen er posisjonert i hjernen kutte-og seksjonert raskt inn 1 mm tykke seksjoner. DF. Måling av omfanget av cerebralt infarkt kan oppnås ved TTC farging . Nekrotisk vev i trombotisk lesjon er tegnetized ved fravær av farging. Koronale skiver av hjernen illustrert i AC er representert i rostral til kaudal forlengelse fra D til F.

Figur 2
Figur 2. Representant temporal utviklingen av photothrombotic skade. Coronal deler av voksen C57BL / 6 mus hjernen var farget av cresyl fiolett. A1, A2. 7 dager etter skade et høyt antall celler som samler ved infarktet grense. B1, B2. Ved 30, lesjon volum svært redusert og glial arr er forming. A2 og B2 er høy forstørrelse på A1 og B1 hhv. Scale barer: A1, B1: 1 mm; A2 B2: 0,5 mm.

Figur 3
Figur 3. Makroskopiske utseende av hjernen på 2, 4 og 16 dager etter photothrombosis. A. microphotographs av PFA-perfused hjernen, forberedt for videre immunohistological analyse. Den infarktområdet er markert (stiplet linje). B. Sammenligning av overflatearealet ved 2, 4 og 16 dager etter lesjonen. 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

Modifikasjoner og erstatninger

På grunn av sin absorpsjon topp på 562 nm, var et grønt lys laser fra en filtrert xenon arc lampe opprinnelig valgt å bestråle den lysfølsomme Rose Bengal. Selv om laser-mediert eksitasjon ble fortsatt brukt recently5, kan det bli erstattet av kaldt lys lampe som også sikrer fargestoff eksitasjon 10,15. Kaldt lys optiske fibre er lettere å manipulere og rimeligere enn laserkilder. Imidlertid bør det bli lagt merke til at lasere er vanligvis brukes til å målrette individuelle overflaten arterioler etter craniotomy for en in vivo fartøy-spesifikk clotting 10.

Levering av følsomt fargestoff blir vanligvis oppnådd ved halevenen injeksjon, som krever noen opplæring for å fremskaffe ensartede og reproduserbare resultater. Som kontrast er intraperitoneal injeksjon enklere å utføre og Rose Bengal er synlig i blodet noen få minutter etter 13.. Effektiv photothrombosis kan oppnås ved å eksitere det fargestoff 5 minutter etter intraperitoneal injeksjon 8, imidlertid høy intraperitoneal dose av Rose Bengal i rotte viste at plasmakonsentrasjonen av fargestoffet fortsette å øke, selv 60 minutter etter administrering 13. Infundert intravenøs injeksjon av Rose Bengal kan øke reproduserbarheten av lesjon 13, men denne måte å administrasjon kan være forbundet til hypotensjon i tilfellet infusjonen er utført for raskt (<1,5 min) eller ved høy fargestoff konsentrasjon 5.. For å unngå svingninger i blodtrykket, kan andre lysfølsomme stoffer som Erythrosin B brukes til å produsere beholdere okklusjoner, men dette molekylet anses mindre effektiv enn Rose Bengal i samme konsentrasjonsområde 5..

Kritiske trinn

Forskjellige faktorer påvirker lesjon størrelse og dybde for eksempel konsentrasjonen av det følsomme fargestoff, ventetid mellom fargestoff injeksjon;på og belysning, intensiteten av lyskilden, diameteren på den opplyste flate, eksponeringen varighet og kroppstemperaturen under og etter operasjonen. Vinkelen til lyskilden på skallen kan også påvirke formen av infarkt. En serie foreløpige eksperimenter må utføres for å teste reproduserbarhet og å bestemme den minste mengde av fargestoff og bestråling tid som produserer en lesjon påvirker selektivt målområdet og / eller skaffe significative atferdsmessige underskudd.

Begrensninger av teknikken

Denne teknikken ble utviklet for å etterligne menneskelig slag ved å indusere blodplateaggregasjon som observert under cerebral iskemi fire. Men photothrombotic skade er litt forskjellig fra menneske hjerneslag. Først av alt, er trombose utløst i stort antall fartøy i det opplyste området, mens hjerneslag er vanligvis forårsaket av avbrudd av blodstrøm i én terminal arterie. Somen konsekvens, noen regioner av hjernen, hvis stoffskiftet er bare delvis støttet av arterien gjennomgår blodstrømmen avbrudd er i utgangspunktet mindre påvirket da de kan motta blodtilførsel ved pant arteries og ikke gjennomgår nekrotisk celledød. I motsatt fall vil den veldefinert grense produsert av photothrombosis resultater i et svært begrenset penumbra, er at det viktigste målet for post-iskemi neurobeskyttelsesmidler. Også, i en undergruppe av pasienter med hjerneslag, oppstår reperfusjon spontant og kan fremkalle sekundære skader (inkludert den reperfusjonsskade). For å studere denne spesielt aspekt ved iskemi, okklusjon transiente modeller er mer hensiktsmessig.

Mønsteret av infarkt selv viser noen kjennetegn som skiller seg fra menneskelig slag. MR viser en simultan utvikling av iskemisk infarkt og vasogenic ødem i store photothrombotic lesjon mens utvikling av iskemisk infarkt gjelder foran vasogenic ødem i Human hjerneslag 16 år. Motsatt kan photothrombosis ikke være tilstrekkelig for studier av anti-trombotisk middel studiene på grunn av det faktum at photothrombotic infarkt oppstår også etter blokkering av blodplater eller inhibering av koagulasjon indre bane 17.. Faktisk har det vært foreslått at det i spesielle forhold blodplate-koagulering ikke var nødvendig å photothrombotic okklusjon i hvilken forstyrrelse av endotelial integritet ville indusere ødem og tilhørende komprimering av de omliggende skip. Videre i den samme studien MRI analyse viste ikke endring av infarktstørrelsen etter blokade av blodplatefunksjonen eller uttømming av blodplater 17.

Betydning med hensyn til eksisterende metoder

Mange godt standardiserte modeller for permanent, forbigående, brennvidde og global iskemi, mekanisk eller kjemisk indusert, ble utviklet i gnagere for å nærmere etterligne menneskelige slag patofysiologi og til utvikledep nye nervecellene strategier. Den photothrombosis som presenteres her er en modell med permanent fokal iskemi som konsekvent induserer en slag skade av den ønskede størrelse i en hvilken som helst kortikal eller subkortikal område i en meget reproduserbar og minimal invasiv måte. Denne modellen viser høy overlevelse at det nådde 100% i våre eksperimenter (25 dyr), mens mer omfattende studier oppnådde 98,4% 18. Den photothrombotic lesjon kan tilpasses for å påvirke en presis funksjon i henhold til målrettede området og atferdsmessige recuperation kan vurderes ved flere tester 6,19. Videre denne tilnærmingen er ikke tidkrevende, noen dyre og kan raskt lært at det ikke er teknisk krevende i motsetning til andre modeller, inkludert filament modell. I tillegg har skipet okklusjon oppnås ved å indusere den lokale dannelse av tromber som er strukturelt lik de observert i humane slag. Imidlertid ble photothrombotic tilnærming også tilpasset for producing okklusjon av den midtre cerebrale arterie 20. Ringen lesjon modellen ble senere utviklet for å oppnå et større penumbra. Den består av en belysning under en sirkulær form, i sentrum av hvilken kortikal regionen av levedyktig vev er omgitt av en sirkulær skadet vev, og deler de biokjemiske og molekylære egenskaper av den ischemiske penumbra 21,22. Varianter av teknikken er også tilgjengelig for å utføre slag i utviklingen av hjernen 23 eller subcortical vev 24.

I konklusjonen, er photothrombosis en enkel å utføre iskemisk modell med høy reproduserbarhet. Videre er den egnet for en rekke eksperimentelle studier slag, særlig for evaluering av endringer i hjernen for respons til hjerneskade, både cellulære og molekylære nivå.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Ingen interessekonflikter erklært.

Acknowledgments

Vi takker Annalisa Buffo for innsiktsfulle forslag og kommentarer, og Maurizio Grassano, Marina Boido og Ermira Pajaj for skytingen. Dette arbeidet ble finansiert av FP7-MC-214003-2 (Marie Curie Initial Training Network AXREGEN) og Compagnia di San Paolo, gliarep prosjektet.

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 Ischemia: en minimal invasiv og reproduserbar fotokjemisk Cortical Lesion Modell for Mouse 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