Neonatal stroke is a significant cause of early brain injury requiring a translational model with consistent focal injury patterns and high reproducibility in order to enable study. This study describes the detailed surgical procedure for creating a non-hemorrhagic, unilateral focal ischemia-reperfusion injury in full-term-equivalent rodents.
A number of animal models have been used to study hypoxic-ischemic injury, traumatic injury, global hypoxia, or permanent ischemia in both the immature and mature brain. Stroke occurs commonly in the perinatal period in humans, and transient ischemia-reperfusion is the most common form of stroke in neonates. The reperfusion phase is a critical component of injury progression, which occurs over a period of days to weeks, and of the endogenous response to injury. This postnatal day 10 (p10) rat model of transient middle cerebral artery occlusion (tMCAO) creates a unilateral, non-hemorrhagic focal ischemia-reperfusion injury that can be utilized to study the mechanisms of focal injury and repair in the full-term-equivalent brain. The injury pattern that is produced by tMCAO is consistent and highly reproducible and can be confirmed with MRI or histological analyses. The severity of injury can be manipulated through changes in occlusion time and other methods that will be discussed.
Yenidoğan döneminde İnme gibi birçok 2,300 1 olarak canlı doğumda 1 meydana gelen, ölüm ve sakatlıkların önemli bir nedenidir. Bu değişmiş merkezi sinir sistemi gelişimine yol açar ve epilepsi görülme sıklığındaki artışın, serebral palsi, mental retardasyon ve motor veya bilişsel işlev bozukluğunun diğer türler dahil uzun vadeli morbidite, arttı. Erken felç yaşam boyu etkileri, bu popülasyonda yaralanma ve onarım mekanizmalarını inceleyen yaralı beyni korumak için ya da onarım geliştirmek için stratejiler dahil olmak üzere translasyonel hayvan modelleri esansiyel olun.
Farklı iskemi modelleri yetişkin hayvanlarda, beyin hasarı incelemek için kullanılan ve edilmiştir 2 prosedür genel olarak gelişmekte olan beyinde hipoksik-iskemik tahribatın incelemek için kullanılır Pirinç-Vannucci (Modifiye Levine), fokal iskemi-reperfüzyon hasarının bir tat mekanizması ise yaralı bir çekirdek ve penu ile fokal yaralanmaya nedenmbra ve zarar görmemiş uzaktan doku. Koizumi 3 ve Longa 4 model, sırasıyla ortak karotid arter (CCA) ve dış karotid arter (ECA) ile geçici orta serebral arter oklüzyonu elde etmek için yetişkin farelerde geliştirilmiştir. Her iki modelde de, kalıcı ligasyonu ve arter dallarının dağlama kanamayı en aza indirmek ve aynı zamanda hayvanın yeteneği beslemeye ve yaralanma aşağıdaki kilo almaya üzerinde olumsuz etkilere neden olmaktadır cerrahi işlem, düzene önemlidir. Bundan başka, olgun olmayan beyin belirgin yaralanma mekanizması ve bunun bir sonucu olarak görülen yaralanma özel desenler vardır.
Daha yakın zamanlarda, Fototrombotik inme (Rose Bengal yöntemi) 5 ve kalıcı MCA ligasyonu 6 yenidoğan ve yetişkin inme incelemek için kullanılmıştır. Hem Fototrombotik inme ve MCA ligasyon reperfus eksikliği ile sonuçlanabilir serebral kan akışındaki kalıcı değişiklikler oluşturmakiyon. Reperfüzyon artan eksitotoksisite, serbest radikal oluşumu ve işemik fazı 7 farklı olan sinyal silsilesini kapsamaktadır gecikmeli hücre ölümüne yol açar nitrik oksit üretimi ile, fokal yaralanma gelişmesi ve ilerlemesi önemli bir bileşenidir. Hipoksi-iskemi de yaralı çekirdek ve daha zorlu penumbra çalışma yapmak, insanlarda hipoksik iskemik yaralanma neden farklıdır ve tutarlı bir fokal yaralanma modeli neden olmayan küresel hipoksi, ardından kalıcı tek taraflı karotid ligasyonu içerir.
Daha önce geçici orta serebral arter oklüzyonu (MCAO) 8, 9, 10 kullanılarak olgunlaşmamış sıçan olmayan bir hemorajik inme, iskemi-reperfüzyon modeli tarif edilmiştir. Bu kere ve kalıcı ligati olmaksızın, iç karotid arter yoluyla MCA kapatır daha az invaziv bir yöntemdirveya dağlama. Bu perinatal dönemde 11, 12 inme en yaygın nedeni benzer yaralanma bir model sağlamaktadır. aynı taraftaki striatum ve temporoparyetal korteks hasarı yaralanma Bu sonuç, iskemi-reperfüzyon modeli. tMCAO Bu model aynı zamanda oklüzyonu süresini değiştirerek yaralanma şiddetine üzerinde kontrol sağlar. sinyal iletim yolakları ve yaralı çekirdek ve penumbra ve yaralanmamış ipsilateral ve kontralateral dokuda histolojik değişiklikler incelenmesi ayrıca olgunlaşmamış beyinde yaralanma ve onarım mekanizmaları aydınlatmak olabilir. Bu çalışma gelişmekte olan beyinde için bu önemli yaralanma modeli gösterecektir.
protokol dahilinde Kritik adımlar
Hem olgun ve olgun hayvanlarda yapılan beyin zedelenmesinin ilerlemesi ile ilgili her iki hipotermi 17 ve hipertermi 18 etkilerini orada bilinen İlk olarak, tam iyileşme kadar anestezi başlatılmasından normotermi muhafaza etmek önemlidir. hayvan güvence ve nefes izlemek ve trakea sıkıştırma serbest olmasını sağlamak için kesi, optimum konumlandırma geri çekmek ise İkincisi, esastır. Bu vagal stimülasyon ile kalp hızında değişikliklere neden olabileceğinden Üçüncüsü, sıkma veya vagus siniri germe kaçının. ICA geri çekme arteriotomi sırasında kanamayı kontrol etmek gereklidir çünkü Dördüncüsü, dikkatler arteri zarar vermemek için geri çekilme sırasında gerginlik derecesine ödenmelidir. arter retraksiyon gelen gözyaşı yoksa zayıf arteriyotomi kesi varsa veya hayvan nedeniyle riske analize dahil edilmelidirkanama ve kötü reperfüzyon.
Değişiklikler ve sorun giderme
Bir kılavuz olarak MRI kullanılarak, ameliyat dikiş ipliği uzunluğunun silikon ucu doğru fokal iskemi oluşturmak için MCA tıkar sağlamak için optimize edilebilir. MR mevcut değilse diseksiyon dikiş yerleşimini görselleştirmek için, yavruların reperfüzyon öncesi ötenazi olabilir. Gerektiğinde dikiş uzunluğu ayarlayın. yavru ağırlığı yüksek kapatıcı dikiş uzunluğu gereksinimleri ile ilişkilidir. tıkanma süresi yaralanma şiddetine derecesini ayarlamak için değiştirilebilir.
Buna ek olarak, dikiş şekli ve uzunluğu çok önemlidir. 19-21 g ağırlığında P10 Sprague-Dawley ve Long Evans sıçanlarda için, 10 mm 'lik bir deneyim ekleme optimal uzunluğudur. kapatıcı dikiş Ayrıca yerleştirme, MCA delinmesi ile sonuçlanabilir. Ayrıca, her bir cerrahi kapatıcı filament şeklinde tutarlılık yaralanması p artan bir kıvama neden olurattern 19, 20. Bu nedenle, bu özel amaç için profesyonel olarak üretilmiş sütür ile önerilir. Yaralanma desen nedeniyle teknik görünüşte dakika farklılıklara uygulayıcıları arasında farklılık dikkat etmek de önemlidir.
tekniğin Sınırlamalar
Küçük bir de bu tekniği Sahne, kemirgen gelişmekte önemli bir deneyim gerektirir. Doğru şekilde gerçekleştirilmemesi durumunda, cerrah, farklı boyutlarda hayvanlar arasında çok tutarlı bir yaralanma modeline neden% 95 daha yüksek bir hayatta kalma oranına ulaşmak mümkün. Ayrıca, uygun cerrahi aletler gereklidir. Cerrahi aletler de tüm enstrüman ipuçları düzgün yaklaşmasının sağlanması sağlanmalıdır.
mevcut veya alternatif yöntemlere göre bu tekniğin Önemi
Hipoksi, iskemi veya pirinç-Vannucci modeli 2 iken </sup>, en yaygın olarak gelişmekte olan beyinde hipoksik-iskemik tahribatın incelemek için kullanılır, bir reperfüzyon fazı takip küresel hipoksi olmadan geçici fokal iskemi, orada tMCAO bu model, HI farklı olduğuna dikkat etmek önemlidir zaman tıkanıklığı kaldırılır ve kan akımı geri yüklenir. Bu, daha tutarlı ve tekrarlanabilir bir yaralanmaya neden olur ve klinik olarak daha translasyonel tam dönem neonatal inme görülene benzer bir yaralanma modeli neden gereğidir. Bu odak yaralanma desen ve yaralanmamış dokuda telafi edici tepkiler etüdüne olanak sağlamıştır.
Bu tekniği mastering sonra Gelecekteki uygulamalar
Bu model, insan yenidoğanlarda inme en yaygın nedeni, doğum sonrası 11, 21 boyunca meydana gelen bir geçici tıkayan trombozun benzerdir. etiyolojisi tam olarak net değildir ve büyük ihtimalle birden fazla faktöre dayanmaktadır, ancak çoğu durumda t tahmin edilirO plasenta 11 geçen emboli elde edilmektedir. Buna ek olarak, daha sonra nöbet aktivitesi veya ince fokal nörolojik muayene ile sıklıkla kabul perinatal inmeli birçok yenidoğan 22 anormallikler. Bu yaralanma ilerlemesi ve hayati olası terapötik stratejilerin mekanizmalarını tanımlamak için tutarlı, translasyonel yaralanması modelini kullanır.
The authors have nothing to disclose.
Funding was provided by the NIH K08 NS064094 and UCSF REAC grants. The authors would like to acknowledge Nikita Derguin, Zinalda Vexler, and Joel Faustino for their assistance in the development of this technique.
Isoflourane | Henry Schein | 50033 | anesthetic, at 3% |
Trinocular Surgioscope | World Precision Instruments | PSMT5N | |
Heating pad | Sunbeam | 000731-500-000 | low to medium setting |
IR Thermometer | Extech Instruments | 72-5270 | |
Retraction kit for small animals | Fine Science Tools | 18200-20 | |
CermaCut Scissors | Fine Science Tools | 14958-09 | |
Dumont #5SF Forceps | Fine Science Tools | 112522-00 | 2x |
Dumont #5/45 Forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | 2x |
B-2 Micro Clamp | Fine Science Tools | 00398-02 | |
Forcepts for Clamp Application | Fine Science Tools | 00072-14 | |
Micro Vannas Scissors | Fine Science Tools | 15000-03 | 2mm cutting edge |
Occlusion Sutures | Doccol | 602123PK10 | 701712PK5Re |
Ruler | Fine Science Tools | ||
Hemostatic Agent | Avitene | DVL1010590 | |
6-0 Perma-Hand Silk Reverse CuttingSuture | Ethicon | 769G | |
Euthasol | Virbac | 710101 | 0.22 ml/kg |
Cotton Tipped Applicators | Henry Schein | 100-9249 | |
Laboratory Tape | VWR | 89097-990 |