Kirurgisk okklusjon av en distal midten cerebral arterie gren (MCAO) er en hyppig brukt modell i eksperimentell slag forskning. Dette manuskriptet beskriver den grunnleggende teknikk for permanent MCAO, kombinert med innsetting av en lateral kranial vindu, som gir mulighet for langsgående intravital mikroskopi i mus.
Focal cerebral iskemi (dvs. hjerneinfarkt) kan forårsake stor hjerneskade, som fører til et alvorlig tap av nervefunksjonen og dermed til en rekke motor og kognitive funksjonshemninger. Den høye forekomsten utgjør en alvorlig helsebelastning, som hjerneslag er blant de viktigste årsakene til langvarig uførhet og død på verdensbasis en. Utvinning av neuronal funksjon er, i de fleste tilfeller, bare delvis. Så langt er behandlingstilbud svært begrenset, særlig på grunn av den smale tidsvinduet for trombolyse 2,3. Bestemme metoder for å akselerere utvinning fra hjerneslag forblir en førsteklasses medisinsk mål; Dette har imidlertid vært hemmet av utilstrekkelige mekanistiske innsikt i gjenopprettingsprosessen. Eksperimentelle takts forskere ofte ansette gnagermodeller av fokal cerebral iskemi. Utover den akutte fase, slag forskning i økende grad fokusert på den subakutte og kroniske fasen etter cerebral ischemi. De fleste hjerneslag forskere søke permanent eller transient okklusjon av MCA i mus eller rotter. Hos pasienter, okklusjoner av MCA er blant de hyppigste årsakene til hjerneinfarkt 4. Foruten proksimale okklusjon av MCA bruker filament modell, er kirurgisk okklusjon av distal MCA trolig den mest brukte modellen i eksperimentell slag forskning fem. Okklusjon av en distal (til forgrening av lenticulo-stripete arterier) MCA gren deler vanligvis striatum og fremst påvirker neocortex. Vessel okklusjon kan være permanent eller forbigående. Høy reproduserbarhet av lesjon volum og svært lav dødelighet i forhold til det langsiktige utfallet er de viktigste fordelene med denne modellen. Her viser vi hvordan du utfører en kronisk hjerne vindu (CW) forberedelse lateralt for sagittal sinus, og etterpå hvordan å kirurgisk indusere en distal slag under vinduet ved hjelp av en kraniotomi tilnærming. Denne tilnærmingen kan brukes for sekvensiell avbildning av akutte og kroniske endringer som følge av iskemi viaepi-opplysende, konfokal laser scanning, og to-foton intramikroskopi.
Stroke is among the principal causes of long-term disability and death worldwide1, coming second after coronary heart disease. In addition, stroke is the primary cause of long-term disability, underscoring its tremendous socioeconomic impact6-8. Beyond acute treatment, investigating new approaches and mechanisms to accelerate and enhance recovery after stroke remains a prime medical goal7.
In the last few decades, data from experimental stroke research has contributed substantially to understanding the complex pathophysiological cascades triggered by ischemia9,10. Excitotoxicity, apoptosis, peri-infarct depolarization, and inflammation have been identified as the most relevant mediators of cell death following focal cerebral ischemia. Moreover, using animal models of cerebral ischemia, important concepts, diagnostic modalities, and therapeutic approaches have been developed and validated (e.g., “penumbra” and thrombolysis)11.
The availability of experimental stroke models, combined with non-invasive imaging modalities (e.g., magnetic resonance imaging (MRI), computed tomography, or laser speckle contrast analysis), enables the researcher to investigate hyperacute and chronic pathophysiological changes induced by the ischemic insult in a longitudinal manner12. Along with studying the spatiotemporal profile of the evolving lesion, changes resembling neuronal plasticity can be investigated and correlated to functional outcomes and histological findings. Within the last few years, further methodological advances have been made using the combination of cerebral ischemia models and in vivo microscopy via cranial windows13. These new techniques allow investigators to analyze the neurovascular unit at the cellular and molecular level, with great analytic power in the acute, subacute, and chronic phases following focal cerebral ischemia14. Moreover, in vivo microscopy imaging of microcirculatory dynamics has revealed novel aspects of cerebral microvasculature function and angioarchitecture, with significant pathophysiological relevance15-17.
In this protocol, we present how to perform a chronic CW preparation lateral to the sagittal sinus and how to surgically induce a distal stroke underneath the window. This mouse model can be applied to sequential imaging of acute, subacute, and chronic changes following focal cerebral ischemia via epi-illuminating, confocal laser scanning, and two-photon intravital microscopy.
Hjerneslag er blant de viktigste årsakene til langvarig uførhet og død på verdensbasis en. Utover akutt behandling, undersøke nye tilnærminger og mekanismer for å akselerere og øke utvinningen etter hjerneslag forblir en førsteklasses medisinsk mål 7. Eksperimentelle takts forskere ofte ansette gnagermodeller av fokal cerebral iskemi. Faktisk modeller induserende forbigående eller permanent MCAO etterligne en av de mest vanlige typene av fokal cerebral ischemi hos pasienter 4.…
The authors have nothing to disclose.
VP is a participant in the Charité Clinical Scientist Program, funded by the Charité – Universitätsmedizin Berlin and the Berlin Institute of Health. TB is an SNSF PostDoc Mobility fellow. The authors receive grant support from EinsteinStiftung/A-2012-153 to PV.
Binocular surgical microscope | Zeiss | Stemi 2000 C | |
Light source for microscope | Zeiss | CL 6000 LED | |
Heating pad with rectal probe | FST | 21061-10 | |
Stereotactic frame | Kopf | Model 930 | |
Anaethesia system for isoflurane | Draeger | ||
Isoflurane | Abott | ||
Dumont forceps #5 | FST | 11251-10 | |
Dumont forceps #7 | FST | 11271-30 | |
Bipolar Forceps | Erbe | 20195-501 | |
Bipolar Forceps | Erbe 20195-022 | ||
Microdrill | FST 18000-17 | ||
Needle holder | FST | 12010-14 | |
5-0 silk suture | Feuerstein, Suprama | ||
7-0 silk suture | Feuerstein,Suprama | ||
8-0 silk suture | Feuerstein, Suprama | ||
Veterinary Recovery Chamber | Peco Services | V1200 |