כאן אנו מציגים פרוטוקול לייצר חסימת עורק המוח אמצעית דיסטלי קבעה חולדות נקבות קשישים עם חסימה זמנית של עורקי הראש כדי ליצור אוטמי קורטיקליים גדולים וגירעונות מתמשכים. אנו מציגים אישור של הגודל הנגע באמצעות MRI מבני ב 24 שעות ו -8 שבועות לאחר אירוע מוחי.
שבץ בדרך כלל מתרחשת אצל אנשים קשישים עם מגוון של מחלות רקע כולל התרדמה (או עורקים אחרים) טרשת עורקים, לחץ דם גבוה, השמנת יתר וסוכרת. בהתאם לכך, כאשר אנו מעריכים טיפולים לשבץ בחיות, חשוב לבחור דגם עם תוקף פנים מעולה. שבץ איסכמי מהווה 80% מכל מקרי השבץ, ואת רוב אלה להתרחש בשטח של עורק המוח האמצעי (MCA), לעתים קרובות התרמה אוטמים המשפיעים על הקורטקס הסנסורי, גרימת plegia או paresis מתמשך בצד הנגדי של הגוף. אנו מדגימים בסרטון הזה שיטה להפקת שבץ איסכמי בחולדות קשישים, הגורם נכות הסנסורית מתמשכות אוטמי קורטיקליים משמעותיים. באופן ספציפי, אנחנו לגרום לחסימת עורק המוח האמצעית דיסטלי קבעה (MCAO) בחולדות נקבות קשישים באמצעות מלקחי דיאתרמיה כדי לחסום קטע קצר של עורק זה. עורק התרדמה בצד ipsilateral כדי הנגע היה אז permanently occluded ואת העורק הראשי הנגדי היה occluded זמני למשך 60 דקות. אנו מודדים את הגודל האוטם באמצעות תהודה מגנטית T2-weighted מבנית (MRI) ב 24 שעות ו -8 שבועות לאחר אירוע מוחי. במחקר זה, היקף האוטם הממוצע היה 4.5% ± 2.0% (סטיית התקן) של האונה ipsilateral ב 24 שעות (לאחר תיקון המוח נפיחות באמצעות המשוואה של Gerriet, n = 5). המודל זה אינו ריאלי ורלוונטי קליני כפי שהוא מאפשר אינדוקציה של גירעונות הסנסורית מתמשכים, שהנה חשוב להבהרת המנגנונים pathophysiological וטיפולי רומן.
שבץ מוחי הוא כיום הגורם השלישי בשכיחותו למוות בכל העולם ואת הגורם המוביל נכות 1. שבץ איסכמי, המהווה 80% מכל מקרי שבץ, לעתים קרובות תוצאות אוטמות בקליפה גורמת לאובדן בתחושה (למשל, פרופריוספציה), בתפקוד מוטורי וגם לב בצד הפגוע 2-4. עורק המוח האמצעי (MCA) הוא גדול של הכלי שמושך אספקת ממעגל ויליס נובעת עורק התרדמה הפנימי 5. MCA הוא כלי מוחין ביותר האזורים הנגועים ביותר בקרב שבץ איסכמי, עם משיכות בשטח זה והיוו 65% מכלל מקרי שבץ איסכמי 6,7. MCA מספקת הן אזורים קורטיקליים קורטיקליים וחריגות נוירולוגית הנגרמת על ידי שבץ MCA משתנות בהתאם למיקום המדויק של חסימה 7. חסימות MCA הפרוקסימלי להשפיע על השטח העמוק דרך עורקי lenticulostriatal ולגרום אוטמים גדולים המקיף הוא קורטיקאל ואזורים קורטיקליים. לעומת זאת, חסימות דיסטלי יותר כי לשלול אזורים בקליפת המוח אך ורק של זרימת הדם נוטים לייצר אוטמים קורטיקליים קטנים.
במחקרי אוכלוסייה גדולים, נגעי שבץ אדם נעים בין 5-14% של חץ כדור ipsilateral 8,9; שבץ ממאיר מהווה 10% ממקרי שבץ ואת המוליד האוטם גדול, הדורשים hemicraniectomy להפחית לחץ תוך גולגולתי, וחולים עם נגעים קטנים נוטים יותר לשרוד 10. אנו מדגימים מודל לשחזור שמייצר נגעים שמעסיקות שיעור דומה של חצי הכדור כמו משיכות אדם רבים.
שבץ הוא מחלה הטרוגנית; 75% ממקרי שבץ איסכמי הם המושרה על ידי אחד אוטמי אַגמִימִי (מחסימה של כלי דם קטנים תוך גולגולתי); שבץ cardioembolic; או טרשת עורקים בעורק גדול, המהווה 30% ממקרי השבץ. טרשת עורקים סימפטומטית הוא הנצפה ביותר בנקודה שבה ג נפוצהעורק arotid (CCA) סניפים לתוך עורקי הראש הפנימיים והחיצוניים 11.
מודלים פרה-קליני של שבץ צריכים להיות דומים למצב אנושי ככל האפשר כדי לדמות פתופיזיולוגיה שלה וצריך לשלב את גורמי סיכון לשבץ. 92% לשבץ איסכמי מתרחשים אצל אנשים מעל גיל 65, וגורמי סיכון אחרים כוללים השמנה, לחץ דם גבוה, טרשת עורקת, כמו בעבר דנו 12. כדי לייצג בצורה טובה יותר גורמי סיכון אלה, מומלץ להשתמש במודל זה עשוי לשתף חלק מהתכונות pathophysiological של המצב הטבעי. בפרוטוקול זה, יש לנו כלל גילו המתקדם ואת זרימת הדם חסום דרך עורקי הראש.
המודל הקלאסי של חסימה בעורק המוח האמצעי (MCAO) הוא מודל נימה intraluminal של חסימה הפרוקסימלי MCA, אשר מפחית את זרימת הדם בתוך הקדמי ועורקים המוח האמצעי. פעמי חסימה קצרות באמצעות מודל זה מתמקדת lesion לאזור קורטיקליים, ואילו פעמים חסימה כבר יכול לגרום נגעים גדולים בגיוס בתחומי הן אזורים בקליפת המוח ואת קורטיקליים, וכתוצאה מכך שיעור תמותה גבוה בחולדות קשישים. לשם השוואה, את המודל המשמש על ידי הקבוצה שלנו כרוך ביצוע craniotomy ופתיחת הדורה ואחריו קרישה של דם והרס של חלק קטן של MCA באמצעות מלקחיים צריבה דו קוטבית. מודל דיאתרמיה זה מותאם מהעיתון 1981 על ידי טאמורה et al. 23 ואת שימוש craniectomy עלול להגביל העלה לחץ תוך גולגולתי, אשר הוא התכונה של גולגולת הסגורה, וכתוצאה מכך השחזור גבוה ושיעור תמותה נמוך במדגם הניתוח שלנו 13 לעומת כמה דגמים אחרים. כדי ליצור אוטמים לשחזור ונכות שנגרמו לנו לצמיתות לחסום את הפרוקסימלי CCA ויוצרת באורח זמני לחסום את CCA דיסטלי לפי חן et al. 14 אנו משתמשים לא פולשנית הדמיה בתהודה מגנטית משוקלל T2 (MRI) כדי להעריך את היקף ומיקום של אוטם מוחי, ומידת המוח נפיחות בקליפת הסנסורית.
MCAO במכרסמים הוא טכניקה המשמש לעתים קרובות מודל שבץ אדם. האם יש מודל זה יש כמה פרטים לציין בפרוטוקול. ראשית, זה הכרחי כדי לשמור על טמפרטורת הגוף של בעל החיים לאורך הניסוי כמו זה משפיע על גודל האוטם ומספר תמותה במחקר. ייתכן שניתן יהיה להפסיק isoflurane במהלך החסימה החולפת של זכות CCA ולשמור חולדות בסביבה התחממה, שקטה כדי להגדיל את שיעורי הישרדות על ידי הקטנת חשיפת isoflurane. חוקר לבחון האם תקופת הרדמה קצרה עולה על הלחץ של אינדוקציה נוספת. כלי הדם (למשל, MCA הסתעפות) של חולדות משתנה בתוך ובין קבוצות של בעלי חיים 22. חשוב לזכור זאת כאשר מתחילים מחקר חדש. פעמי חסימת CCA שונות ניתן להעריך (למשל, 30, 45, 60 ו -90 דקות). במחקר זה זמן ספיגה של 60 דק 'משמש. במחקרים אחרים מצאנו כי 45חסימות דקות לגרום אוטם קליפת מוח בגודל דומה אבל עם ראיות אנקדוטיות שיעורי הישרדות משופרות. בהתאם לכך, יש המנתחים להתחיל עם זמן חסימה קצרה (למשל, 30 דקות) כדי לראות אם כרכי נגע נאותים (ו / או גירעונות התנהגותי חובה) מתקבלים ורק אז להגדיל פעמי חסימה במידת הצורך. גירעונות התנהגות, אין הן מאוששים חולדות מבוגרות בהשוואה לחולדות קשישים עם פעמי חסימה זהות.
MRI יכול לשמש כדי לשפוט אם (לאחר זמן ספיג מסוים) כרכי נגע מתאימים מטרות המחקר. פצע קטן היה span פחות מעשרה 0.5 מ"מ פרוסות עטרה (מתוך 40). פצע בגודל בינוני היה span בין עשר לעשרים פרוסות עטרה. פצע גדול היה span בין עשרים לשלושים פרוסות עטרה. פצע גדול מאוד היה היקף יותר משלושים של הפרוסות הארבעים. מניסיוננו, חולדות עם נגעים גדולים מאוד (יותר משלושים פרוסות) ו / או עדות acros הבקיעהיש ים קו האמצע בדרך כלל פרוגנוזה גרועה: פעמי חסימה קצרות עשויים להיחשב. MRI הוא גם שימושי להערכת מיקום האוטם: חלקם יותר caudally ממוקם וחלקם יותר rostrally ממוקם.
לטפל נוספת כאשר מפרידים העצב התועה משני עורקי הראש המשותף. Rales (צורם) עלולה להתרחש לאחר הניתוח שבץ זה יכול להיות בגלל נזק עצבי אצל בעלי חיים מסוימים, אם כי הסיבה היא כיום ברור: מניסיוננו, הפרוגנוזה היא גרועה מאוד עבור החיות האלה וזה בדרך כלל מומלץ להרוג אותם בצורה אנושית.
תוצאות המודל קבע דיאתרמיה MCAO ב אוטמים קורטיקליים לשחזור ושיעורי ההישרדות שלאחר הניתוח מקובל אצל חולדות קשישים. הטכניקה עושה, לעומת זאת, דורשת ניתוח פולשני תחת סטראו. חשוב לשמור על הטכניקה aseptic מבעלי חיים כאשר הם להתאושש היטב מהניתוח. יש להקפיד שלא לפגוע MCA תוך חשיפת ו קרישה העורק,ו נזק למשטח קליפת המוח צריך להיות ממוזער אחרת באזור החשוף של קליפת עשוי להוות חלק באזור האוטם. מומלץ לקבל ניסיון ככל האפשר כדי לבסס את ההליך כדי להשיג אוטמים עקביים ולקבוע פעמי חסימה לפני מחקר מתבצע על מנת לבדוק טיפולים מועמדים, למשל. מבצעי הניסוי צריך באקראי כל הטיפולים במהלך פעילויות ניתוח ( "אקראיות בלוק") במידת האפשר. ראוי לציין כי מודל זה אינו כרוך reperfusion MCA (אלא קשירת חולף MCA משמש במקום דיאתרמיה). תמותה יכול להיות גבוה בחולדות קשישים עם אוטמים קורטיקליים הגדולות האלה אבל זה צריך להיות אפשרי כדי להפחית תמותה באמצעות פעמים חסימה קצרה ועל ידי צמצום החשיפה להרדמה כללית במידת האפשר (למשל, במהלך חסימה). השימוש 70% N 2 O ו 30% O 2 כנשא עשוי לאפשר רמות נמוכות יותר של isoflurane לשמש: חשיפה מופחת זה isofluRANE עלול לגרום סיכויי הישרדות גבוהים יותר.
נקודה נוספת שיש לקחת בחשבון הוא כי טרשת עורקים היא תהליך הדרגתי, ואילו בפרוטוקול זה אנו לדמות את זה עם חסימה חריפה CCA. עם זאת, הצמצום משמעותי בזרימת דם וגירעונות מתמשכים לדמות occlusions טנדם המתרחש בחולי שבץ רבים. MCAO דיסטלי קבועה ללא טנדם חסימת CCA בחולדות לא מצליחה לגרום שבץ reproducibly 14: יתר על כן, ללא חסימת טנדם CCA, מוצאים אנו החלמה ספונטנית ניכרת מתרחשת דרך שמבטלים להערכה התנהגותית לטווח הארוך של טיפולי שבץ במשך 8 שבועות. לעומת זאת, אנו מראים כי דיסטלי MCAO עם טנדם חסימת CCA גורמת גירעונות לטווח ארוך בחולדות קשישים.
לסיכום, הליך זה בחולדות גורם משיכות הדומים בגודל ובמיקום לאלו לראות את מצבו של האדם, עם נכות מתמשכת שאפשר להשתמש בו כדי לאפשר בדיקה של טיפולים והבהרה הרומן מחדשמנגנוני זוג לאחר שבץ איסכמי.
The authors have nothing to disclose.
We would like to thank Prof. I Mhairi Macrae and Dr. Debbie Dewar, University of Glasgow, who kindly hosted CW and DD for training in this procedure. The research leading to these results has received funding from the European Research Council under the European Union’s Seventh Framework Programme (FP/2007-2013) / ERC Grant Agreement n. 309731 to LM. This work was also supported by a “Serendipity Grant” from The Dunhill Medical Trust to LM [grant number: SA21/0512].
Carprofen | Norbrook | Vm No; 02000/4229 | give 0.25 mg/kg |
Atropine Sulfate | AmTech | RXATRINJ-100 | |
Alcohol swabs | UHS | 20021 | |
Lidocaine cream (Emla) | AstraZeneca | 0012901 | Apply a pea sized drop to the shaved neck and temporal regions |
Homeothermic Blanket System | Harvard Instruments | 507222F | |
Forceps | Fine Science Tools | 11019-12 | |
Isoflurane | Abbott | B506 | |
Silk sutures | Harvard Apparatus | 723288 | |
Cautery system | Eschmann | ||
0.25 mm Jeweler caurtery forceps | Eschmann | 8330349 | |
fine Dumont forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
Thumb driven saline drip system | |||
Vacusafe aspirator system | INTEGRA BIOSCIENCES | 158320 | |
16 mm coarse diamond coated Steel burrs | K801 104 016 | ||
Handheld dental drill | NSK | NSKVMAXVRE (Handpiece NSKEX6B) | |
Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-03 | |
Microvascular scissors | World Precision Instruments | 501790 | |
4-0 Vicryl sutures | Ethicon | ||
Vascular clip and applicator | |||
Operating microscope | Zeiss | ||
Compact Anaesthesia System Isoflurane K/F Single Gas | VetTech Solutions | ||
Carbon Steel Scalpel blades No. 10 | Swann-Morton | 201 | |
25g needles | Terumo | NN-2525R | |
syringes (1 ml and 5 ml) | Terumo | SS+01T1 / SS*05SE1 | |
Saline (Sodium Chloride 0.9%) | Fresenius Kabi | Pl 08828/0178 | |
cotton buds | Johnson and Johnson | 5000207582502 | sterilize before use |
gauze | sterilize before use | ||
Medical Imaging Package (Jim) | Xinapse | Free software | |
Statistical Parametric Mapping Software (SPM8) | UCL | Free software | |
Power Analysis Software (G*Power) | Universität Düsseldorf | Free software |