Summary

Lateral Crônica Cranial Janela Preparação Ativa<em> In Vivo</em> Observação Após Distal Middle Cerebral Oclusão da Artéria em Ratos

Published: December 29, 2016
doi:

Summary

oclusão cirúrgica de um ramo distal da artéria cerebral média (MCAo) é um modelo usado com freqüência em pesquisa acidente vascular cerebral experimental. Este manuscrito descreve a técnica básica de MCAo permanente, combinada com a inserção de uma janela craniana lateral, que oferece a oportunidade para microscopia intravital longitudinal em ratinhos.

Abstract

Isquemia cerebral focal (ou seja, acidente vascular cerebral isquémico) pode causar lesão cerebral principal, que conduz a uma perda grave da função neuronal e, consequentemente, a um hospedeiro de motor e deficiências cognitivas. Sua alta prevalência coloca um problema de saúde grave, como acidente vascular cerebral é uma das principais causas de incapacidade a longo prazo e de morte em todo o mundo 1. A recuperação da função neuronal é, na maioria dos casos, apenas parcial. Até agora, as opções de tratamento são muito limitadas, em particular devido à janela de tempo estreita para trombólise 2,3. Que determina os métodos para acelerar a recuperação de acidente vascular cerebral continua a ser um objectivo médico prime; No entanto, isto tem sido dificultado pela insuficiência de conhecimentos mecanísticos para o processo de recuperação. pesquisadores tempos experimentais frequentemente empregam modelos de roedores de isquémia cerebral focal. Para além da fase aguda, a investigação acidente vascular cerebral é cada vez mais centrada na fase sub-aguda e crónica após isquemia cerebral. A maioria dos pesquisadores AVC aplicar permanente ou tranSIENT oclusão da MCA em ratinhos ou ratos. Em pacientes, oclusões do MCA estão entre as causas mais frequentes de acidente vascular cerebral isquêmico 4. Além de oclusão proximal da MCA utilizando o modelo de filamento, oclusão cirúrgica do MCA distal é provavelmente o modelo mais utilizado na pesquisa acidente vascular cerebral experimental 5. Oclusão de um distal (à ramificação das artérias lenticulo-estriadas) MCA ramo normalmente poupa o estriado e afeta principalmente o neocórtex. oclusão do vaso pode ser permanente ou transitória. Alta reprodutibilidade do volume de lesão e as taxas de mortalidade muito baixas em relação ao resultado a longo prazo são as principais vantagens deste modelo. Aqui, demonstramos como realizar uma janela craniana (CW) preparação crônica lateral ao seio sagital e, posteriormente, como na cirurgia de induzir um acidente vascular cerebral distal debaixo da janela usando uma abordagem craniotomia. Esta abordagem pode ser aplicada para imagiologia sequencial de alterações agudas e crónicas após isquemia atravésepi-iluminação, confocal de varredura a laser, e de dois fótons de microscopia intravital.

Introduction

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.

Protocol

ÉTICA DECLARAÇÃO: Experimentos envolvendo indivíduos animais foram realizados de acordo com as diretrizes e regulamentos estabelecidos pela Landesamt fuer Gesundheit und Soziales, Berlim, Alemanha (G0298 / 13) e os critérios de chegar, conforme aplicável. Para este estudo, 10 a 12 do sexo masculino semanas de idade C57BL / 6J foram usadas. 1. Lateral Crônica Cranial Preparação Janela Realizar a anestesia com uma injecção subcutânea de cetamina (90 mg / kg) e xilazina (…

Representative Results

A linha do tempo e os resultados representativos são mostrados nas Figuras 2 e 3. A preparação janela do crânio, com uma pequena janela lateral do crânio para o seio sagital superior (Figura 2 B, C, D) resulta em uma taxa de mortalidade e morbidade muito baixa quando realizada por um cirurgião experiente. Todos os 10 animais sobreviveram, e todos CW crónica pode ser usado para geração de imagens de alta qualidade, mesmo 28 dias …

Discussion

AVC é uma das principais causas de incapacidade a longo prazo e de morte em todo o mundo 1. Além do tratamento agudo, investigando novas abordagens e mecanismos para acelerar e melhorar a recuperação após acidente vascular cerebral continua a ser um objectivo primordial médica 7. pesquisadores tempos experimentais frequentemente empregam modelos de roedores de isquémia cerebral focal. De facto, os modelos indutores transiente ou permanente MCAo imitar um dos tipos mais comuns de isquemia cer…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

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.

Materials

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

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Bayerl, S. H., Nieminen-Kelhä, M., Broggini, T., Vajkoczy, P., Prinz, V. Lateral Chronic Cranial Window Preparation Enables In Vivo Observation Following Distal Middle Cerebral Artery Occlusion in Mice. J. Vis. Exp. (118), e54701, doi:10.3791/54701 (2016).

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