一過性脳低酸素性虚血に基づく血栓性脳卒中モデル
Summary
Thromboembolic stroke models are vital tools for optimizing the recanalization therapy. Here we report a murine thrombotic stroke model based on transient cerebral hypoxic-ischemic (tHI) insult, which triggers thrombosis and infarction, and responds favorably to tissue plasminogen activator (tPA)-mediated fibrinolysis in a therapeutic window similar to those in stroke patients.
Abstract
脳卒中の研究は、臨床実践に神経保護療法を変換するときに、多くの挫折に耐えてきました。これとは対照的に、現実世界の治療因子（tPAの血栓溶解）はめったに前臨床ストローク研究を支配する機械的閉塞ベースの実験モデルで利益を、生成しません。ベンチとベッドサイドの間のこの分割は、前臨床ストローク研究でのtPA応答モデルを採用する必要性を示唆しています。この目的のために、簡単かつ反応性のtPA血栓性脳卒中モデルを考案し、ここで説明されています。 37.5±0.5℃で、動物の直腸温度を維持しながら、このモデルは、30分間、成体マウスにおいて、フェイスマスクを介して片側の総頸動脈および7.5％酸素の送達の一過性閉塞から成ります。片側頚動脈または低酸素の可逆的連結各のみ一過性脳血流を抑制しているが、両方の損傷の組合せが持続する再灌流障害、フィブリンおよび血小板沈着、および大infarを引き起こし中大脳動脈が提供する地域におけるCT。重要なことには0.5で、組換えtPAの、尾静脈注射、1、または4時間後THI（10mg / kg）は死亡率および梗塞サイズの時間依存的な減少をもたらしました。この新たな脳卒中モデルが単純であり、実験結果を比較するために実験室を横切って標準化することができます。また、頭蓋骨切除術または予め形成された塞栓を導入することなく、血栓症を誘発します。これらのユニークなメリットを考えると、THIモデルは、前臨床ストローク研究のレパートリーに有用な付加です。
Introduction
血栓溶解および再疎通は、臨床診療1急性虚血性脳卒中の最も効果的な治療法です。しかし、前臨床神経保護研究の大部分は、血管閉塞を除去すると脳血流量の急速な回復を生成したtPAの血栓によるない利点のほとんどを示す過渡メカニック閉塞モデル（腔内縫合中大脳動脈閉塞）で行いました。これは、脳卒中モデルの選択は、疑わしい患者2,3に神経保護療法を変換することが困難に、少なくとも部分的に寄与することが示唆されています。したがって、前臨床研究におけるtPAの応答性血栓塞栓性脳卒中モデルを採用したため増加コールがありますが、このようなモデルはまた、技術的な問題（説明を参照）4-7を有しています。ここでは、一方的な一過性低酸素性虚血性（THI）侮辱および静脈内のtPA療法8への応答に基づいて新たな血栓性脳卒中モデルについて説明します。
THIストロークモデルは、1960年9成体ラットを用いた実験のために発明されたLevineの手順（チャンバ内の過渡的低酸素への曝露が続く一方的な総頸動脈の永久結紮）に基づいて開発されました。オリジナルのレバイン手順はあいまいに色あせたため、それが唯一の変数脳の損傷を生じたが、それは1981年10新生児低酸素性虚血性脳症（HIE）のモデルとしてロバート·バンヌッチと彼の同僚によって再導入されたときと同じ侮辱は、げっ歯類の仔で一貫性のある神経病理の原因となった。近年では、いくつかの低酸素室11内の温度を調整することにより、成体マウスの研究者の再適応レヴァイン-バンヌッチモデル。これは、元レヴァインの手順で一貫性のない脳病変は、低酸素室に大人のげっ歯類の体温の変動から生じ得ることがもっともらしいです。この仮説を試験するために、我々は、低酸素ガスを投与することにより、レヴァイン手順を改変しましたフェイスマスクを介して、手術台12の上に、37℃でげっ歯類コア温度を維持します。予想されるように、ストリンジェントな体温調節が大きくHI誘発性脳病変の再現性を増加させました。 HI傷害はまた、凝固、オートファジー、とグレーと白質損傷13をトリガします。他の研究者らはまた、脳卒中後の炎症反応14を調査するためにHIモデルを使用しています。
HIストロークモデルのユニークな特徴、それは密接に血流のうっ滞を含む、血栓形成のウィルヒョウのトライアドに従うことで、内皮損傷（ 例えばによるHI-誘導される酸化ストレスに対する）、および凝固亢進（HI誘発性血小板活性化）（ 図1A）15。このように、HIモデルは、実世界の虚血性脳卒中に関連したいくつかの病態生理学的メカニズムを取り込むことができます。念頭に置いてこの考えでは、我々はさらに、国連の可逆的ライゲーションとHIモデルを洗練しましたilateral総頸動脈（したがって過渡HI傷害を作成する）、およびまたはエダラボンなしのtPA血栓溶解にその応答をテストしました。エダラボンは、すでに発症9の24時間以内の虚血性脳卒中を治療するために、日本で承認され、フリーラジカルスカベンジャーです。我々の実験は、短い30分の過渡HIは、血栓性梗塞をトリガし、その組み合わせのtPA-エダラボン処理が相乗便益8を与えることを示しました。ここでは、詳細な外科的手順および急性虚血性脳卒中の再灌流治療を最適化するために使用することができますTHIモデルの方法論的な考慮事項について説明します。
Protocol
Representative Results
Discussion
脳卒中は、人口の高齢化との任意の社会の高まる重要性の主要な健康問題です。世界的には、ストロークが全死亡18の11.1％に相当する2010年の推定590万致命的なイベント、との死因の第2位です。脳卒中は障害調整生存年数（DALYs）の第三の主要な原因は、1990年19で5位から上昇し、2010年に世界的に失われたもである。これらの疫学データは、急性のより有効な治療法（虚血性）…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by the NIH grant NS074559 (to C. K.). We thank all collaborators who contributed to our research articles that the present methodology report is based upon.
Materials
| adult male mice | Charles River | C57BL/6 | 10~13 weeks old (22~30 g) |
| Mobile Laboratory Animal Anesthesia System | VetEquip | 901807 | anesthesia |
| Medical air (Compressed) air tank | Airgas | UN1002 | anesthesia |
| Isoflurane | Piramal Healthcare | NDC 66794-013-25 | anesthesia |
| Multi-Station Lab Animal AnesthesiaSystem | Surgivet | V703501 | hypoxia system |
| 7.5% O2 balanced by 92.5% N2 tank | Airgas | UN1956 | hypoxia system |
| Temperature Controller with heating lamp | Cole Parmer | EW-89000-10 | temperature controllers |
| Rectal probe | Cole Parmer | NCI-00141PG | temperature controllers |
| Dissecting microscope | Olympus | SZ40 | surgical setup |
| Heat pump with warming pad | Gaymar | TP700 | surgical setup |
| Fine curved forceps (serrated) | FST | 11370-31 | surgical instrument |
| Fine curved forceps (smooth) | FST | 11373-12 | surgical instrument |
| micro scissors | FST | 15000-03 | surgical instrument |
| micro needle holders | FST | 12060-01 | surgical instrument |
| Halsted-Mosquito hemostats | FST | 13008-12 | surgical instrument |
| 5-0 silk suture | Harvard Apparatus | 624143 | surgical supplies |
| 4-0 Nylon monofilament suture | LOOK | 766B | surgical supplies |
| Tissue glue | Abbott Laboratories | NC9855218 | surgical supplies |
| Puralube Vet ointment | Fisher | NC0138063 | eye dryness prevention |
| MoorFLPI-2 blood flow imager | Moor | 780-nm laser source | Laser Speckle Contrast Imaging |
| Mannitol | Sigma | M4125 | in-vivo TTC |
| 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) | Sigma | T8877 | in-vivo TTC |
| Vibratome | Stoelting | 51425 | brain section for in-vivo TTC |
| Digital microscope | Dino-Lite | AM2111 | whole-braina imaging |
| O.C.T compound | Sakura Finetek | 4583 | |
| goat anti-rabbit Alexa Fluro 488 | Invitrogen | A11008 | Immunohistochemistry |
| Cryostat | Vibratome | ultrapro 5000 | brain section for IHC |
| Evans blue | Sigma | E2129 | Detecting vascular perfusion |
| Microtome | Electron Microscopy Sciences | 5000 | brain section for histology |
| Avertin (2, 2, 2-Tribromoethanol) | Sigma | T48402 | euthanasia |
| Fluorescent microscope | Olympus | DP73 |
References
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