Milde uteriene hypoperfusie werd geproduceerd door slagader stenose met metalen microcoils gewikkeld rond de bloedvaten van de baarmoeder en eierstokken bij ratten ten embryonale dage 17. Deze procedure geproduceerd prenatale hypoperfusie en uteriene groei beperking.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Een Model van de Rat van milde uteriene hypoperfusie met Microcoil stenose
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Uteriene hypoperfusie/ischemie is een van de belangrijkste oorzaken van een laag geboortegewicht, beperking van de uteriene/foetale groei en vroeggeboorte. De meeste studies van dit verschijnsel zijn uitgevoerd in beide modellen met ernstige uteriene ischemie of modellen met de mate van kleurovergang van de uteriene hypoperfusie. Geen enkele studie is uitgevoerd in een model op uniforme milde uteriene hypoperfusie (MIUH). Twee modellen zijn gebruikt voor studies van MIUH: een model gebaseerd op hechtdraad Afbinding van beide zijden van de arteriële arcade gevormd met de baarmoeder en eierstokken slagaders en een voorbijgaande model gebaseerd op de bilaterale ovariële slagaders en de aorta, hebben bij knippen. Die twee knaagdier modellen van MIUH hebben enkele beperkingen, bijvoorbeeld niet alle foetussen zijn onderworpen aan MIUH, afhankelijk van hun positie in de baarmoeder-hoorn. In ons MIUH model, zijn alle foetussen onderworpen aan een vergelijkbaar niveau van anticonceptie hypoperfusie. MIUH werd bereikt door milde stenose van alle vier slagaders voeden de baarmoeder, dat wil zeggen, de bilaterale baarmoeder en eierstokken slagaders.
Arteriële stenose was geïnduceerd door metalen microcoils gewikkeld rond de voeding slagaders. Het produceren van arteriële stenose met microcoils ons toegestaan om te controleren, optimaliseren en reproduceren van verminderde doorbloeding met zeer weinig spreiding over de dieren en een laag sterftecijfer, waardoor nauwkeurige evaluatie. Toen microcoils met een binnendiameter van 0,24 mm werden gebruikt, de bloedstroom in de placenta en foetus was mild daalde (ongeveer 30% van het niveau pre stenose in de placenta). De nakomelingen van ons MIUH model toont duidelijk aan dat langdurige wijzigingen in neurologische, neuroanatomische en gedragsmatige testresultaten.
Inleiding
Zuigelingen met uteriene groei beperking (IUGR) (ook bekend als foetale groei beperking) (geboorte gewicht <10 percentiel voor zwangerschapsduur ), vroeggeboorte (geboren op < 37 weken van de dracht) en/of lage gewicht (< 2500 g) account voor de geboorte bijna 10% van alle pasgeborenen 2,3. Veel van deze zuigelingen presenteren met neurologische problemen zoals hersenverlamming en ontwikkelingsstoornissen (bijvoorbeeld aandacht-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) en leerstoornissen) 3,4,5. Deze voorwaarden hebben overeenkomsten en verschillen in hun etiologie en resultaten. De etiologie van IUGR is multifactoriële en placenta insufficiëntie uteriene hypoperfusie is gekoppeld wordt beschouwd als de meest voorkomende oorzaak van niet-afwijkende foetussen 7. De etiologie van vroeggeboorte is eveneens multifactoriële en chorioamnionitis is de meest voorkomende oorzaak 8.
De invloed van milde uteriene hypoperfusie (MIUH) op de ontwikkelende hersenen is onduidelijk. Momenteel betrekken beschikbare dierlijke modellen van anticonceptie hypoperfusie/ischemie voornamelijk ernstige hypoperfusie of de mate van kleurovergang van hypoperfusie met of zonder reperfusie 9,10,11. In klinische instellingen, echter gevallen van MIUH worden beschouwd als veel vaker dan die met betrekking tot dergelijke strenge voorwaarden. De momenteel beschikbare modellen van MIUH zijn een knaagdier model waarbij hechtdraad Afbinding van ofwel de baarmoeder of de eierstokken slagader en een knaagdier model waarbij de bilaterale ovariële slagaders en de aorta, hebben bij 12,13, knippen 14,,15,16,17. Een van de nadelen van deze modellen is de uitgebreide Inter foetus variabiliteit, variërend van foetussen met diepgaande hypoperfusie tot foetussen met bijna intact perfusie, afhankelijk van de positie van de foetus binnen de arteriële arcade van de baarmoeder en ovariële slagaders. Een ander nadeel van deze modellen is hun onvermogen om te onderscheiden van de positie van elke foetus na de geboorte; Vandaar, onderzoekers geen onderscheid kan maken de ernst van de uteriene hypoperfusie ervaren door een individuele pup na de geboorte.
We hebben een rat model van MIUH waarbij meerdere slagader stenose 1ontwikkeld. Verpakken van metalen micro-spoelen met een binnendiameter van 0,24 mm rond de eierstokken en baarmoeder slagaders veroorzaakt stenose, maar geen obstructie, van de bloedvaten (Figuur 1). Deze microcoils op de proximale delen van alle van de slagaders leveren de baarmoeder, dat wil zeggen, de bilaterale baarmoeder en eierstokken slagaders, toe te passen op embryonale dag 17 (equivalent aan embryonale weken 20-25 mensen 18) induceert een significant maar lichte afname de bloedtoevoer naar de placentas en foetussen. De afname van de doorbloeding na spoelen worden toegepast op alle vier slagaders voederen van de baarmoeder zijn grotendeels hetzelfde in elke placenta en foetus. Het sterftecijfer van de foetus is minder dan 20%. De pups zijn geboren via spontane arbeid 1-2 dagen eerder (embryonale dag 21-22) dan normaal. Bijna alle pups geboren zijn aanzienlijk laag geboortegewicht gewichten 1tentoonstellen. Grijze en witte zaak volumes zijn afgenomen zonder duidelijk weefsel schade 1. Pups presenteren met vertraagde overname van pasgeboren reflexen, spierzwakte en veranderde spontane activiteit 1. Dit model bootst de klinische tekenen en symptomen van kinderen geboren voortijdig of met IUGR; kinderen geboren premature tentoonstelling verminderd grijs en witte stof volume met of zonder witte stof letsel 6, heden vertraagd mijlpalen van de neurologische ontwikkeling, en kan gedragsproblemen, zoals ADHD 3,5; kinderen met IUGR minimale neuroanatomische veranderingen vertonen, en hebben een verhoogd risico van verminderde neurologische ontwikkeling zoals motorische en cognitieve vertraging 4,7. Vroeggeboorte en IUGR zijn verschillende omstandigheden, maar de twee voorwaarden delen het fundamentele mechanisme, d.w.z. beledigingen te onvolwassen hersenen voordat voldragen zwangerschapsduur.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Alle experimenten werden uitgevoerd volgens protocollen die zijn goedgekeurd door de experimentele Animal Care en gebruik van het Comité van de nationale cerebrale en cardiovasculair centrum, Suita, Japan.
1. voorbereiding van de volgende dieren en materialen voor MIUH chirurgie
- Bereiden van getimede zwangere Sprague-Dawley ratten op zwangerschapsduur dag 17, dat wil zeggen, embryonale dag 17 (E17). De dammen gemiddelde lichaam gewichten zijn 307.0 ± 40.7 g (bedoel ± SD, n = 9).
- Bereiden van metalen microcoils; binnendiameter 0,24 mm, gemaakt van goud-gecoat staal.
- Alle materialen volgens de tabel van materialen te bereiden.
2. voorbereiden MIUH chirurgie
- Warm een verwarming pad bij 37 ° C voor de plaatsing van de rat
- Plaats een steriele luier op de verwarming pad
- Warme steriele zoutoplossing bij 37 ° C in een waterbad
3. MIUH chirurgie uitvoeren
- Uitvoeren van chirurgische ingrepen onder steriele toestand. Steriliseren opgerold, pincet, naald met 70% ethanol vóór gebruik. Gebruik van steriele handschoenen, en af en toe ontsmetten door ethanol spray toe te passen.
- Schakel de rat in anesthesie inductie. 4% Isofluraan invoeren in het vak (ongeveer 5 min).
- Plaats de rat op een steriele luier op de verwarming pad in een liggende positie, nadat het dier is grondig verdoofd in het vak inductie. Controleer voor diepte van verdoving door het ontbreken van een reactie op een snuifje teen. Handhaven van 1,5-2,0% Isofluraan met een neus kegel.
- Toepassing ontharende schuim op de buik van de navel tot de regio van de pelvic boog. Na een paar minuten, veeg het ontharende schuim met een papieren handdoek. Een scheerapparaat kan worden gebruikt als een substituut voor het ontharende schuim.
- Toepassing gaas gedrenkt in ontsmettende jodiumoplossing naar de depilated regio van de huid.
- Plaats een chirurgische draperen met een ronde opening ter dekking van de buik dan het gebied van de chirurgische incisie. Verschillende soorten gaas kunnen worden gebruikt als een substituut voor het draperen.
- Met behulp van een chirurgische scalpel, het maken van een incisie ongeveer 2.5 cm lang op de onderbuik van de bovenste rand van het schaambeen recht omhoog naar de navel. Vervolgens maakt u een incisie door de spier laag eronder.
- Plaatst u verscheidene stukken van steriel gaas rond de opening van het gordijn en nat het gaas met verwarmde saline.
- Duw beide laterale zijden van de buik zacht, zodat een gedeelte van de baarmoeder Hoorn naar voren uit de incisie komt.
- Desinfecteer de handen van de chirurg met 70% ethanol.
- Trek voorzichtig de hele baarmoeder hoorn uit de buikholte handmatig zonder gebruik van pincet. Met behulp van chirurgische pincet is niet aan te raden, aangezien deze gemakkelijk de kwetsbare baarmoeder foetussen en de bloedvaten beschadigen kunnen door compressie sterk en ongelijk.
- Plaats de baarmoeder hoorn op het natte gaas.
- Dezelfde procedure voor de andere uteriene hoorn uitvoeren.
- Het aantal foetussen.
- Toepassing verwarmde saline vaak om te houden van de baarmoeder warm en vochtig gedurende de operatie.
- De luier wijzigen wanneer het teveel zout heeft geabsorbeerd. Herhaal om stabiliteit te handhaven, desinfectie handschoenen met 70% ethanol en tips van het instrument met jodium. Houd de niet-steriele vingers uit de buurt van de steriele tips van het instrument is van cruciaal belang.
- Identificeer het proximale deel van de belangrijkste arcade van de eierstokken en baarmoeder slagaders onder een stereomicroscoop.
Opmerking: Het is cruciaal om te onderscheiden van de belangrijkste arcade van de takken naar de placentas. Merk op dat de operatie wellicht gemakkelijker zijn wanneer de baarmoeder-hoorn is omgedraaid. Af en toe, is toepassing van een spoel op het zeer proximale deel van de arcade moeilijk, want het ligt diep in de buikholte en de slagaders naar de placenta zeer dicht bij het proximale deel van de arcade zijn. In dit geval kan een spoel worden toegepast op een deel van de arcade na de eerste tak vorken uit. - Scheiden van de slagader van de ader die parallel lopen aan het met een tang en maak ruimte tussen hen.
- Plaats een touwtje (zijde hechtdraad 4.0, 5 cm lang) onder de slagader.
- Til beide uiteinden van het koord met een tang zodat de slagader wordt opgeheven en van de fragiele ader gescheiden.
- Houd de rand van de microcoil met fijne pincet in de andere hand en plaats een microcoil naast de opgeheven slagader (Figuur 2.1).
- Draaien de opgeheven slagader met behulp van de tekenreeks rond het microcoil laten teruglopen van de microcoil rond de slagader. Het is makkelijker om te draaien de slagader rond de spoel dan om te draaien de spoel rond de slagader (Figuur 2.2).
- Na het draaien van de slagader wijzigen 3 of 4 bochten (spoelen hebben 5 beurten), de site waar de spoel wordt gehouden om de andere rand. Houd de rand van de spoel die heeft zijn gewikkeld rond de slagader met een tang. Het wijzigen van de site waarop de tekenreeks de slagader aan de andere kant van de spoel liften. De slagader rond de spoel draaien zodat de spoel volledig (5 beurten) wikkelt de slagader (Figuur 2.3, 2.4).
- Verwijder de tekenreeks.
- Dezelfde procedure voor de andere drie slagaders uitvoeren.
- Merk op dat vaak toepassen verwarmde saline naar de baarmoeder is van cruciaal belang; anders, het sterftecijfer van de foetussen verhoogt, en onderkoeling neuroprotectieve misschien wel.
- Voorzichtig terug de baarmoeder hoorn in de buikholte. Een rand van de buikwand incisie tillen met pincet kan deze procedure gemakkelijker maken.
- Stich de buikspier, waarna stich de buikhuid met hechtdraad (zijde hechtdraad 4.0). De hechtdraad gelijkspel na elke stich, d.w.z. onderbroken enkele hechtingen.
- Toepassing gaas gedrenkt in ontsmettende jodiumoplossing op en rond de chirurgische incisie.
- De pijnstillende meloxicam op 0,5 mg/kg lichaamsgewicht subcutaan beheren.
- Laat gedurende 30 minuten van herstel in een verwarmde kooi. Selectievakje dieren terugkeren als volledig wakker en bewegen van de kooi, naar de kooi.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Na het toepassen van microcoils voor de bloedvaten voeden de baarmoeder, dat wil zeggen, de bilaterale baarmoeder en eierstokken slagaders, allemaal worden al foetussen onderworpen aan vergelijkbare niveaus van hypoperfusie. Milde stenose van de slagaders, waardoor een lichte afname van de bloedtoevoer naar de placentas en foetussen zorgt ervoor dat de toepassing van microcoils met een binnendiameter van 0,24 mm (Figuur 3; ongeveer 30% van het niveau pre sten...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De microcoil stenose van zowel de eierstokken en de baarmoeder slagaders in beide baarmoeder horens produceert consistente en reproduceerbare uteriene hypoperfusie in alle placentas en foetussen. Het niveau van hypoperfusie kan worden gewijzigd met behulp van microcoils met verschillende diameters van de innerlijke. Rat pups geboren uit een dam die slagader stenose is uitgevoerd met microcoils 0,24 mm binnendiameter tonen IUGR en vroeggeboorte (zie referentie 1 voor details). De pups vertonen neuroanatomische en gedragsm...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd gesteund door het uitwisselingsprogramma voor FY 2013 onderzoek tussen JSPS en CNRS, JSPS KAKENHI Grant nummer 26860858 en de Narishige Neuroscience Research Foundation. Wij danken Drs. Mariko Harada-Shiba en Kyoko Shioya voor nuttige discussies. Wij danken Mari Furuta, Mutsumi Sakamoto, Ritsuko Maki en Dr. Emi Tanaka voor uitstekende technische bijstand.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Stereomicroscoop | |||
| Isofluraannarkoseapparaat | |||
| Anesthesie-inductiebox | |||
| Verwarmingskussen | |||
| Luipaard 30x40 cm | |||
| Depilatiefoam of scheerapparaat | |||
| Jodiumdesinfectieoplossing | |||
| Gaas 10x20 cm | |||
| Chirurgisch scherm 45x45 cm met een ronde opening van 5 cm in diameter | |||
| Spuitfles met ethanol voor desinfectie | |||
| Wattenstaafje | |||
| Pincet met grote stompe uiteinden | |||
| Pincet met schuine fijne uiteinden | |||
| Schaar | |||
| Chirurgisch scalpel, mesjesmaat is 27 mm lang (nr.10, Axel, AS ONE Corporation, Osaka, Japan) | |||
| Chirurgische hechtnaald | |||
| Metaal microspoelen; binnendiameter 0,24 mm, gemaakt van goud gecoat staal (SAMINI Co. Ltd., Shizuoka, Japan) | |||
| Zijdedraad 4-0 | |||
| Steriele zoutoplossing (0,9% natriumchloride) | |||
| Verwarmd waterbad | |||
| Kunststof spuiten (50 ml) en naalden (18G) |
Referenties
- Ohshima, M., et al. Mild intrauterine hypoperfusion reproduces neurodevelopmental disorders observed in prematurity. Sci Rep. 6, 39377(2016).
- Specified Report on Vital Statistics in FY2010, Ministry of Health, Labour and Welfare, Japan. , Available from: http://www.mhlw.go.jp/english/database/db-hw/FY2010/live_births.html (2010).
- Anderson, P., Doyle, L. W., Victorian Infant Collaborative Study, G. Neurobehavioral outcomes of school-age children born extremely low birth weight or very preterm in the 1990s. JAMA. 289 (24), 3264-3272 (2003).
- Levine, T. A., et al. Early childhood neurodevelopment after intrauterine growth restriction: a systematic review. Pediatrics. 135 (1), 126-141 (2015).
- Sucksdorff, M., et al. Preterm Birth and Poor Fetal Growth as Risk Factors of Attention-Deficit/ Hyperactivity Disorder. Pediatrics. 136 (3), e599-e608 (2015).
- Volpe, J. J. Brain injury in premature infants: a complex amalgam of destructive and developmental disturbances. Lancet Neurol. 8 (1), 110-124 (2009).
- Nardozza, L. M., et al. Fetal growth restriction: current knowledge. Arch Gynecol Obstet. 295 (5), 1061-1077 (2017).
- Chang, E. Preterm birth and the role of neuroprotection. Bmj. 350, g6661(2015).
- Coq, J. O., Delcour, M., Massicotte, V. S., Baud, O., Barbe, M. F. Prenatal ischemia deteriorates white matter, brain organization, and function: implications for prematurity and cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 58, Suppl 4. 7-11 (2016).
- Jantzie, L. L., Corbett, C. J., Firl, D. J., Robinson, S. Postnatal Erythropoietin Mitigates Impaired Cerebral Cortical Development Following Subplate Loss from Prenatal Hypoxia-Ischemia. Cereb Cortex. 25 (9), 2683-2695 (2015).
- Kubo, K. I., et al. Association of impaired neuronal migration with cognitive deficits in extremely preterm infants. JCI Insight. 2 (10), (2017).
- Delcour, M., et al. Mild musculoskeletal and locomotor alterations in adult rats with white matter injury following prenatal ischemia. Int J Dev Neurosci. 29 (6), 593-607 (2011).
- Gilbert, J. S., Babcock, S. A., Granger, J. P. Hypertension produced by reduced uterine perfusion in pregnant rats is associated with increased soluble fms-like tyrosine kinase-1 expression. Hypertension. 50 (6), 1142-1147 (2007).
- Granger, J. P., et al. Reduced uterine perfusion pressure (RUPP) model for studying cardiovascular-renal dysfunction in response to placental ischemia. Methods Mol Med. 122, 383-392 (2006).
- Mazur, M., Miller, R. H., Robinson, S. Postnatal erythropoietin treatment mitigates neural cell loss after systemic prenatal hypoxic-ischemic injury. J Neurosurg Pediatr. 6 (3), 206-221 (2010).
- Olivier, P., Baud, O., Evrard, P., Gressens, P., Verney, C. Prenatal ischemia and white matter damage in rats. J Neuropathol Exp Neurol. 64 (11), 998-1006 (2005).
- Robinson, S., et al. Developmental changes induced by graded prenatal systemic hypoxic-ischemic insults in rats. Neurobiol Dis. 18 (3), 568-581 (2005).
- Rice, D., Barone, S. Jr Critical periods of vulnerability for the developing nervous system: evidence from humans and animal models. Environ Health Perspect. 108, Suppl 3. 511-533 (2000).
- Basilious, A., Yager, J., Fehlings, M. G. Neurological outcomes of animal models of uterine artery ligation and relevance to human intrauterine growth restriction: a systematic review. Dev Med Child Neurol. 57 (5), 420-430 (2015).
- Delcour, M., et al. Neuroanatomical, sensorimotor and cognitive deficits in adult rats with white matter injury following prenatal ischemia. Brain Pathol. 22 (1), 1-16 (2012).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
