Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

עורק מוחין בינוני טכניקת הסגר לגרימת שלאחר שבץ דיכאון בחולדות

Published: May 22, 2019 doi: 10.3791/58875
Automatic Translation
*1, *2, 3, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Anesthesiology and Critical Care, Soroka University Medical Center, Faculty of Health Sciences, Ben-Gurion University of the Negev, 2Department of Neurosurgery, Soroka University Medical Center, Faculty of Health Sciences, Ben-Gurion University of the Negev, 3Department of Biophysics and Biochemistry, Faculty of Biology, Ecology, and Medicine, Oles Honchar Dnipro National University
* These authors contributed equally

ERRATUM NOTICE

Summary

כאן אנו מציגים פרוטוקול כדי לגרום דיכאון לאחר שבץ בחולדות על ידי הסגר את עורק המוח האמצעי באמצעות עורק הראש הפנימי. אנו משתמשים במבחן Porsolt שחייה כפויה במבחן העדפה הסוכות כדי לאשר ולהעריך מצבי דיכאון המושרה.

Abstract

לאחר שבץ דיכאון (PSD) הוא חוזר ונשנה ביותר של כל הסיבוכים הפסיכיאטריים כתוצאה משבץ איסכמי. רוב גדול (כ 60%) של כל המטופלים שבץ מוחי סובלים PSD, הפרעה שנחשבה להיות מבשר איסכמי שבץ הקשורים למוות מוגבר השפלה בריאות. הפתופסיולוגיה של PSD עדיין מעורפל. כדי ללמוד את המנגנון של פיתוח והתרחשות של PSD עוד, וכיצד למצוא טיפול, ניסינו לפתח פרוטוקול חדש שדורש חסימה של עורק המוח האמצעי (MCA) באמצעות עורק הראש הפנימי (ICA) בחולדות. פרוטוקול זה מתאר מודל של PSD המושרה חולדות באמצעות העורק האמצעי מוחין הסגר (MCAO). משמש גם בניסוי הם מבחן לשחות כפויה Porsolt ואת העדפת בדיקת סוכות כדי לאשר ולהעריך את מצב הרוח דיכאון של חולדות תחת חקירה. במקום להוסיף את הקטטר דרך העורק הראשי החיצוני (ECA), כאמור עבור ההליך המקורי, זו טכניקה MCAO יש המונופינט עובר ישירות דרך ה-ICA. טכניקת MCAO זו פותחה לפני מספר שנים ומובילה לירידה בתמותה ובשונות. מקובל בדרך כלל כי הקריטריונים המשמשים מעדיפים בבחירת מודלים ביולוגיים. הנתונים שהושגו עם פרוטוקול זה מראים כי מודל זה של MCAO יכול להיות דרך לגרום PSD בחולדות והוא עלול להוביל להבנת הפתופסולוגיה והתפתחות עתידית של תרופות חדשות וסוכנים עצביים אחרים.

Introduction

השבץ הוא הרביעי ברשימת מחלות מבצע המוות בארצות הברית1,2,3, בעוד היא גורמת לרוב המוגבלות אצל מבוגרים במדינות מפותחות4; זה הופך שבץ מתמודד מוביל בין בעיות הבריאות המשמעותית ביותר בעולם. נורמליות בחולים ששרדו הוא נדיר, עם כ 15%-40% של קורבנות הישרדות סבל נכות קבוע, 20% הדורשים טיפול מוסדי 3 חודשים לאחר הופעת שבץ5, וכשליש של 6 חודשים שורדים הזקוקים לאחרים כדי לעזור להם לחיות כל יום6. קו הדיווחים גם לחשבון את ההוצאות הלאומיות בריאות לאומית7. האומדנים מאיגוד הלב האמריקני יש עלויות הקשורות לשבץ בארצות הברית ברחבי $50,000,000,000 ב 20108.

לא רק שבץ לגרום נזק לטווח ארוך של אנשים, אבל כמה ניצולים נוטים לסבול הפרעות רגשיות והתנהגותיות, כגון דמנציה, עייפות, חרדה, דיכאון, הזיות, ותוקפנות9,10,11 ,12,13,14. ההמשך הפסיכולוגי החוזרות ביותר לאחר שבץ הוא דיכאון לאחר שבץ (PSD), אובחן כ 40%-50% של שרידות15,16,17. דיכאון בהשפעת שבץ תוצאות התחלואה ותמותה מוגברת18,19,20,21,22. הפתופסיולוגיה של PSD הוא לא ידוע לחלוטין, אבל זה נגרם כנראה על ידי גורמים מרובים והוא מקושר נכות, ליקוי קוגניטיבי, ואת הנגע באתר23.

המודל חולדה של איסכמיה המוח מוקד, נוצר על ידי mcao, הוא הדגם הנפוץ ביותר בעלי חיים של שבץ24,25,26,27. ב להפגין את אינדוקציה של PSD בחולדות על ידי הסגר את MCA באמצעות ICA, טכניקות למזער את התמותה והשונות במודל MCAO מועסקים28.

המטרה העיקרית של פרוטוקול זה היא לתאר את הצעדים לגרימת PSD בחולדות על ידי הסגר את MCA דרך ה-ICA, מודל שונה של MCAO, אשר מפחית את התמותה ואת תוצאת השונות28. מטרות ספציפיות כוללות ביצוע בדיקות נוירולוגיות היסטולוגית (קביעת הציון החומרה הנוירולוגית [nss], נפח של אזור הלב, בצקת במוח) כדי לאמת את היעילות של mcao ושימוש במבחני התנהגות כדי לבחון את ה השפעה זו הליך MCAO על פיתוח הפרעות רגשיות, בעיקר PSD.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

הוועדה לטיפול בבעלי חיים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב אישרה את כל תהליכי הטיפול והבדיקות המשמשים בפרוטוקול זה.

1. הכנת חולדות להליך הניסיוני

הערה: בחר חולדות בוגרים גברי-דאולי במשקל 300-350 g.

  1. הבית החולדות, ארבעה לכלוב, ב יבר ב 22 ° צ' ו 40% לחות, עם היפוך 12 h מחזור אור/כהה (אורות כבוי ב 8:00 בבוקר) וגישה בלתי מוגבלת למזון ומים.
  2. באופן אקראי להקצות את החולדות לשתי קבוצות, כלומר קבוצת MCAO (n = 24) ו קבוצת שאם (n = 19).

2. הכנת חולדות לניתוח

  1. כדי להכין את החולדות עבור הליך שונה MCAO, להחטיף כל עכברוש עבור 30 דקות עם תערובת של isofלינה (4% עבור אינדוקציה, 2% עבור ניתוח, ו 1.3% עבור תחזוקה) ב 24% חמצן (2 L/min) בחדר אינדוקציה ולאפשר לו לנשום ספונטנית29 ,30.
    הערה: לעורר רפלקס נסיגה דוושה ידי צובט את העור בין הבהונות ו/או רפידות הבוהן באמצעות מלקחיים קהה. בהתחשב בעומק ההרדמה. הנאותה כשהרפלקס נעלם
  2. שמרו על טמפרטורת הגוף המרכזית ב-37 ° c עם צלחת חימום.
  3. למדוד את טמפרטורת הגוף של כל החולדות באמצעות בדיקה ממוקם הרקטום של החולדה לפני תחילת ההליך כירורגי.
  4. שמור על טמפרטורת הגוף קבוע (37 ° c) עבור כל החולדות כדי למזער את ההשפעה ההיפותרמיה על התוצאה הנוירולוגית ואת כל הפציעה הנוירולוגית.
  5. החלת משחה של דמעות מלאכותיות לעיני כל חיה בזמן שהן שוכבות על שולחן ההכנה.
  6. לגלח את הצוואר של כל חולדה ולחטא את העור עם 70% כלורקסאינין של אלכוהול (70% אלכוהול ו 0.5% כלורהקאינין gluconate). חזור על שלב החיטוי. עוד פעמיים
  7. כסו את החולדות. עם וילונות כירורגיים מעוקרים

3. כירורגיה (טכניקת MCAO)

הערה: לבצע ניתוח כפי שמתואר על ידי Boyko et al.28 ולהשתמש במכשירים שסופקו על ידי mcgarry ואח '29 ו uluç ואח '30.

  1. לבצע חתך באמצע קו ביניים ולנתח את fascia שטחי.
  2. בזהירות לבצע ניתוח חד וקהה בתוך שלושת המשולש בצורת שריר (הסטרנושון, הדיקיבה, ואת שריר sternomastoid) כדי לזהות את העורקים העורק (ECA, ICA, ואת עורק הראש המשותף [אמנות עכשווית]).
  3. בזהירות לנתח ולחשוף את אמנות עכשווית הנכון ואת ה-ICA.
  4. הפרד את האמנות עכשווית הימנית. מהעצב התועה
    הערה: לאחר זיהוי העורקים הראשיים כאמור בשלב 3.2, ה-ICA יזוהה כמחצית מסניפי אמנות עכשווית לצד ה-ECA.
  5. הכנס צנתר (חום-מצופה מכוסה סיליקון 4-0 ניילון) מונופינט ישירות דרך ה-ICA, ~ 29.8-19 מ"מ מנקודת הביקטיון של הזכות אמנות עכשווית לתוך מעגל של ויליס עד שהגיע התנגדות קלה, כדי לסגר de MCA.
    הערה: את החוט החום ואת הסיליקון מצופה 4-0 ניילון לשחק את אותו תפקיד והוא הרבה יותר מונופיל בזמנים האחרונים, בהתחשב בכך שהם מספקים חסימה טובה יותר חוט ניילון רגיל28,30.
  6. עניבה 4-0 תפר משי סביב ה-ICA בדיוק מעל אמנות עכשווית הימני (עורק מקומי) ביפוריון כדי לחסום את הבית הראשי של ה-ICA לנקודת ההכנסה באופן קבוע ומלא ממנו זמנית.
  7. לקשור את ה-ICA סביב פתיל intraluminal כדי להדק את תפר המשי כדי למנוע דימום.
  8. הנושא חולדות המופעלות המזויף לאותו הליך כירורגי כמו חולדות MCAO אבל להוסיף חוט ניילון במקום28.
    הערה: חוט ניילון, כמו ניילון מצופה סיליקון, סגר את ה-ICA, אבל זה לא יעיל כמו האחרון.
  9. סגרו את הפצע על צווארו של החולדה לאחר שסגרו את הMCA, כבו את ההרדמה, והניחו את החולדה בחממה תחת השגחה עד שהיא מתעוררת.
    הערה: הצורך בתשלום הבית הוא לסגור את ה-ICA, ולצמצם את הדימום מסביב לחוט הלהט ולאבטח אותו במקומו. כמו כן, החולדה אמורה להתעורר כמה דקות לאחר שהפצע נסגר.

4. לאחר ניתוח התאוששות

  1. ניהול 5 מ ל של 0.9% תמיסת מלח לכל intraperitoneally חולדה, מיד לאחר הניתוח, כדי למנוע התייבשות.
  2. לנהל כאבים ללא תנאי ביום הראשון שלאחר הניתוח; השתמש מלוקסיאם 1 מ"ג/ק"ג SQ q24 h לתת מדולל dipyrone (0.5 גרם מומס 400 mL של מי שתייה) לחולדות מראה סימפטומים של כאב במהלך 3 הימים הראשונים.
  3. להקריב כל חולדות עם התקפים (התקפים נגרמים על ידי לחץ תוך גולגולתי מוגברת מבצקת מוחין או דימום מוחי28).

5. סיכון נוירולוגי ציון31

הערה: הליך זה מבוצע על ידי שני משקיפים שאינם משתתפים בהליכים כירורגיים; הם בודקים את החסרונות הנוירולוגיים וכיתות מנוע בציון מצטבר של 0-432. הערכה של ציון זה ניתן לבצע במרווחי זמן שונים; בחקירה זו, היא בוצעה 50 דקות, 24 שעות, 7, 15, ו 30 ימים לאחר הניתוח. חפש מתחת לשלבים להערכת ה-NSS. למרות שאין צורך במצב זה, ציון זה נדרש כדי לוודא שבץ במכרסמים כדי לנהל את הטיפול.

  1. מניחים את העכברוש על רצפת קרמיקה ומאפשרים לו לנוע בחופשיות במשך 1 דקות.
  2. משוך בעדינות את העכברוש לאחור על ידי הזנב והציון כדלקמן.
    1. כיתה החולדה עם ציון 0 עבור גרעון נוירולוגי.
    2. כיתה עכברוש עם ציון 1 עבור forelimb כיפוף.
    3. כיתה העכברוש עם ציון 2 עבור מחזיק הצלעות חלש לאחיזה forelimb.
    4. כיתה העכברוש עם ציון 3 עבור מסתובב אל הצד הפראטי כאשר משכה על ידי הזנב.
    5. כיתה עכברוש עם ציון 4 עבור המקיפים32ספונטנית.
      הערה: אם יותר מאשר אחת התגובות נצפו, העדפה ניתנת לפעולה עם ניקוד גבוה יותר.

6. קביעת עוצמת הקול הסיכונים (בחינת היסטולוגית)

  1. מדידה של אמצעי האחסון הסיכונים
    הערה: בצע הליך זה כמתואר בעבר33,34. למדוד את המוח סיכונים נפח באמצעות 2, 3, 5-triפניליום כלוריד (TTC) מכתים 24 h לאחר reperfusion.
    1. להרוג חמישה חולדות מכל קבוצה, 24 שעות אחרי ה-NSS האחרון, על ידי חשיפת אותם למנת יתר של מינון בחדר אינדוקציה.
    2. ולבודד את המוחות שלהם. באמצעות מספריים קטנים ומלקחיים
    3. תשטוף את המוח המבודד. ב-0.9% תמיסת מלח
    4. בדוק נקודות דימום על המוח כדי להוציא את העכברים שעברו דימום תת הארכחואיד במעגל של ויליס.
    5. מניחים כל מוח על שקופית זכוכית נקייה על הקרח 20 ° c לארוז ולאחר מכן למקם אותם ב-20 ° c מקרר עבור 5 דקות כדי להפוך את המוח קל יותר לחתוך.
    6. קחו את הזכוכית עם המוח שנמצא מחוץ למקרר של 20 ° c, הכניסו אותו חזרה לחבילת הקרח של 20 ° c, ובכך מנתחים את הקוטב הקדמי ואת המוח החלק המכלי עם להב ומלקחיים.
    7. פורסים את חתכי המוח אופקית לעובי של 2 מ"מ עם להב להפקת שש פרוסות.
    8. הכינו פתרון TTC 0.05% על ידי הוספת 1.25 g של אבקת TTC ל 500 mL של תמיסת מלח רגיל לפני ההקרבה, להעביר את הפתרון לצלחת 24-באר (1 mL לכל טוב) מכוסה נייר כסף, ולאחסן אותו ב 4 ° c.
      הערה: TTC ומוכתם רקמות עם TTC הם רגישים באור.
    9. באמצעות מלקחיים, להעביר את פרוסות המוח לצלחת 24-באר המכילה את הפתרון TTC (פרוסה אחת לכל טוב) ולמתוח את הפרוסות בפתרון.
    10. מודקת את תוכן הצלחת ב 37 ° c באמבט מים רדודים עבור 30 דקות.
    11. מטפי את התמיסה TTC מהצלחת עם פיפטה, לשטוף אותם עם נוזל שטיפת מוח, ו דגירה בטמפרטורת החדר עבור 30 דקות.
    12. מניחים את הפרוסות בסדר שבו הם נחתכו על זכוכית מעבדה ובודקים את המקטעים בסורק.
    13. נתח את הגודל הסיכונים כאחוז מפרוסת המוח כולה, באמצעות תוכנת ניתוח ImageJ, המבוססת על זיהוי חזותי.
  2. ניתוח סיכונים של אמצעי האחסון35
    1. כמת את אמצעי האחסון הסיכונים באמצעות תוכנת ניתוח תמונה סטנדרטית (ImageJ) ולנתח את עוצמת המוח הסיכונים כאחוז מגודל המוח כולו33.
    2. מניחים את פרוסות המוח על שקופיות מיקרוסקופ זכוכית וסורקים אותם באמצעות סורק אופטי ברזולוציה גבוהה (1,600 x 1,600 dpi) לניתוח הולם.
    3. חתוך את התמונות ותקנן את קנה המידה של כל התמונות, תוך שימוש בסרגל המדד הנכלל בתמונה הסרוקה.
    4. למדוד את האזור של הארון מסומן בשישה ברציפות 2 מילימטר הסעיפים ילתית באמצעות שרביט (מעקב) כלי בחירה חופשית על imagej 1.37 v תוכנה36.
    5. חשב את אמצעי האחסון העקיף סיכונים באמצעות הנוסחה הבאה37.

7. מדידה של בצקת המוח38

הערה: בצקת המוח נמדדה 24 שעות. לאחר MCAO האחרון  בעלי חיים בעלי גרעון נוירולוגי חמור המפריעים לאכילה ו/או לשתייה למשך שלושה ימים לפחות, יותר מ -20% הרזיה, המיפלגיה או התקפים.

  1. העריכו את סדר הגודל של הבצקת באונה הימנית באמצעות הסיכום של אזורים שפרוסים באופן כושל כדי לחשב את הכרכים של האונות הימנית והשמאלית ביחידות שרירותיות (פיקסלים).
    הערה: השתמש בתוכנת ImageJ 1.37 v עבור חישוב זה, לאחר סריקה אופטית (רזולוציה: 1,600 x 1,600 dpi). בחר את אזור העניין והשתמש בפונקציה ' מדידה ' מתפריט הניתוח. השתמשו בפקודות מאקרו. בחקירה שלנו
  2. בטא את אזור בצקת המוח כאחוז מהאזורים הסטנדרטיים בחצי הכדור הרגיל שאינו מושפע.
  3. חישוב מידת הנפיחות באמצעות המשוואה שפותחה בעבר39.

8. תבניות התנהגותיות

  1. לבצע בדיקות התנהגותיות בין ימים 30 ו 33 לאחר הניתוח בחדר סגור, שקט, בשליטה באור.
  2. כדי להקליט את כל בדיקות ההתנהגות. בעזרת תוכנית מסחרית
  3. סוכרוז העדפה מבחן40,41
    1. מניחים את החולדות בכלובים בודדים באותו חדר שבו הם שוכנו במהלך המחזור האפל.
    2. במשך 24 h, מקום בקבוק אחד של 100 mL של 1% (w/v) הפתרון סוכרוז בכל כלוב עם החולדה להיבדק ולאפשר את ההסתגלות של העכברוש.
    3. לאחר 24 שעות, לשלול חולדות של מזון ומים עבור 12 h על ידי הסרת הבקבוקים.
    4. לאחר 12 h, הניחו שני בקבוקים בכל כלוב במשך 4 שעות, אחד המכיל 100 מ ל של מי ברז ועוד המכיל 100 mL של הפתרון של סוכרוז (1% [w/v]).
    5. הקלט את כמות התמיסה והמים הנצרכים בידי חולדות במילייטר. חשב את הזיקה להעדפה של סוכות כדלקמן.
  4. כפייה לשחות במבחן42
    הערה: הבדיקה הנכפית Porsolt בוצעה כמתואר בפרוטוקול הקודם שפורסם על ידי Zeldetz ואח '.40 ו boyko et al.42. העיקרון של מבחן זה קובע כי, כאשר חולדות נאלצים לשחות באזור מוגבל ממנו, הם לא יכולים לברוח, הם בסופו של דבר להיות משותק, להפסיק את כל הנסיונות להימלט המים43,44. בדיקה זו בוצעה בחדר אחר במהלך המחזור האפל.
    1. מניחים כל חולדה בצילינדר פלקסיגלס אנכי (גובה: 100 ס"מ; קוטר: 40 ס"מ) המכיל 80 ס מ של מים ב -25 ° c עבור 15 דקות עבור הרגלה.
    2. הוציא את החולדה והרשה לו להתייבש במשך 15 דקות במתחם מחומם (32 ° c).
    3. החזר את העכברוש לביתו (המקורי) כלוב.
    4. חזור על השלב 8.4.1 24 שעות מאוחר יותר, הפעם עבור החקירה, עבור 5 דקות.
    5. צלם את הבדיקה 5 דקות וחשב את משך הזמן הכולל של חוסר ניידות בתקופה זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ממצאים היסטולוגית (שולחן 1) חשף אמצעי אחסון משמעותי סיכונים מבחינה סטטיסטית כאחוז של המוח הכולל (p < 0.0001) post-mcao כאשר בהשוואה לבעלי חיים בקבוצת שליטה מזויף. כמו כן דווח שהיה בצקת מוחית סטטיסטית משמעותית כאשר ההערכה מהקבוצה הניסיונית (p < 0.0003) הושם זה לצד זה של קבוצת השליטה המזויף.

הציונים NSS השיגו, כפי שמיוצג בטבלה 2, להראות הופעות נוירולוגיות נמוכה יותר בקבוצה ניסיוני (mcao) לעומת דמויות גבוהות יותר עבור קבוצת בקרת התחזות לאחר בדיקות מאן-ויטני: p < 0.001 לאחר 50 דקות, p < 0.05 לאחר 24 שעות, ו p < 0.05 לאחר 7 ימים.

ממצאים של הערכות העדפה סוכרוז חשף כי חולדות MCAO צרכו גם כמות משמעותית של סוכרוז (p < 0.0001, איור 2a) והיה משך זמן ממושך יותר (p < 0.0001, איור 2a) בהשוואה. לעכברושים שפעלו בתרמית

Figure 1
איור 1: הדגמה גרפית של ציר הזמן של הפרוטוקול. בדיקות שונות לרוץ על חולדות בזמנים שונים מוצגים על הערכה: MCAO = עורק המוח האמצעי סגר בתחילת הניסוי; NSS = התוצאה חומרה נוירולוגית, 50 דקות, 24 שעות, ו 7 ו 30 ימים post-MCAO; ובדיקות התנהגותיות (סוכות והעדפת Porsolt בדיקות שחייה כפויה) מימים 30 עד 33 post-MCAO. דמות זו שונתה מ-Ifergane ואח '45. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: מבחן העדפת סוכרוז המתבצע מימים 30 עד 33 עם post-MCAO (n = 16) וחולדות בקרת השאם (n = 14). אחוז (%) של העדפת סוכות. חולדות MCAO צרכו פחות סוכות (p < 0.0001) מאשר חולדות שליטה המזויף, עם הבדל משמעותי בצריכת סוכות בין שתי הקבוצות המוצגות בדמות. . מסדר העורקים האמצעי. כל הנתונים מייצגים את ממוצע הקבוצה ± SEM. דמות זו שונתה מ-Ifergane ואח '45. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: Porsolt בדיקת שחייה כפויה שבוצעו מימים 30 כדי 33 post-MCAO (n = 16) והליך post-בשאם (n = 14). משך הניידות (בשניות). זמן הניידות במבחן שחייה כפויה היה ארוך יותר באופן משמעותי בקבוצת MCAO מאשר בקבוצה המזויף (p < 0.0002). . מסדר העורקים האמצעי. כל הנתונים מייצגים את ממוצע הקבוצה ± SEM. דמות זו שונתה מ-Ifergane ואח '45. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

ממצאים היסטלוגיים קבוצת הסגר של עורק המוח האמצעי קבוצת שאם-מפעילה
סה כ המוח (נפח סיכונים) 8.8% ± 6.5 0.3% ± 0.1
בצקת במוח 10.2% ± 4.6 2.6% ± 1.2
כל הנתונים מייצגים קבוצה ממוצע ± S. E. M

טבלה 1: ממצאים היסטולוגית לסיכונים ובצקת המוח. MCAO = חסימה בעורק המוח האמצעי (n = 5); התחזות (n = 5).

תוצאת הסיכון הנוירולוגי קבוצת הסגר של עורק המוח האמצעי קבוצת שאם-מפעילה
50 דקות לאחר הניתוח 2.75 ± 0.14 0.0 ± 0.0
24 שעות לאחר הניתוח 3.2 ± 0.15 0.0 ± 0.0
7 ימים לאחר הניתוח 0.91 ± 0.2 0.0 ± 0.0
כל הנתונים מייצגים קבוצה ממוצע ± S. E. M

שולחן 2: תוצאת הסיכון הנוירולוגי (NSS) עבור MCAO וחולדות המופעלות על ידי הפועל. MCAO = חסימה בעורק המוח האמצעי (n = 16); התחזות (n = 14). שולחן זה נלקח מאיפרנזה ואח '45.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

אחת הדרכים בהן טכניקת MCAO המוצגת כאן יכולה להיחשב בטוחה יותר ממודל MCAO המקורי מומחש על-ידי העובדה כי ה-ECA וענפיו, כולל עורק העורף, המסוף הלשוני ועורק הלסת הראשי, אינם נחשפים כשסגר את הMCA באמצעות ה-ICA. מודל MCAO המקורי של היסט של ECA (ואת ענפיו), על ידי מבתר קרוש אותם46, גורם לקויי מסטיק, בשל פשרה לאספקת כלי הדם כדי מדביק שרירי47. הרס השריר יכול בסופו של דבר לגרום לשחרור של דינמיקה של נוזל חישוביות נוסף. בניגוד לטכניקת MCAO המקורית שבה הגישה MCA מתרחשת דרך ECA, הטכניקה המתוארת כאן הוא שונה עבור שבץ, ללא התרחשות של זרימת דם הפרעה ב-ECA ו יובלים שלה.

הטיעונים החשובים ביותר עבור העדפת המודל MCAO הרומן לשאר MCAO המקורי ביכולתה להפחית את השונות בצקת במוח, סיכונים volume, ושינויי משקל, באופן משמעותי, כמו גם להקטין את התמותה הקשורות MCAO. התמותה בהליכים MCAO הוא גורם חשוב48; שיעור תמותה של 20% נחשב סבירים49,50. שיעורי התמותה (20% עבור MCAO המקורי, 12.5% עבור הרומן MCAO, ו 0% עבור השליטה) בחקירה הנוכחית היו כולם בטווח של השיעור המקובל, אבל טכניקת MCAO הרומן החדש היתה טובה יותר מ-MCAO המקורי.

חולדות שעברו הליך MCAO הרומן איבד משקל פחות מיד לאחר הניתוח צברה משקל רב יותר על ידי סוף החקירה מאשר חולדות נתון המקורי MCAO טכניקה28. ירידה במשקל יותר ועלייה במשקל פחות בחולדות נתון MCAO המקורי יכול לנבוע להפחית את ECA במהלך הניתוח, אשר גורם היפואופרזה בפנים, לשוני, ואת העורקים מקסימום, כמו גם הקשורים באיסכמיה נזק לשרירים כי תמיכה מסטיק. אם מסטיק הוא לקוי, צריכת אוראלי מפחית, אשר, כאשר בשילוב עם catabolism, יכול להסביר ירידה במשקל, ובטווח הארוך, עבור תוצאה נוירולוגית גרועה, תחלואה, ומוות43. הגישה ל-MCA באמצעות ה-ICA אינה דורשת הפרעה ל-ECA ולענפיו. לפיכך, אין ליקויים מופעלים במהלך ההליך הרומן MCAO, ולא משקל, תחלואה, או בעיות תמותה מנוסים על ידי חולדות שעברו את ההליך.

הבדיקות המשמשות להערכת גורמי הדיכאון הבסיסיים, כגון התנהגות דיכאון, אנהדוניה, חוסר ניידות וליקויי למידה וזיכרון, הם הליכים סטנדרטיים המוחלים במודלים של בעלי חיים של דיכאון51,52. מבחן התנהגותי, כמו Porsolt כפייה במבחן לשחות, מושפע בדרך כלל על ידי יכולות מוטוריות יוצא דופן אחרי MCAO. כאן, מבחן זה הוחל מימים 30 כדי 33 לאחר ההליך הכירורגי כדי לוודא כי אינדוקציה של PSD בחולדות MCAO שונה לא להשפיע יתר על היכולות המוטוריים שלהם. על פי התוצאות, חולדות מהקבוצה הניסיונית הראו התנהגות הבריחה הכוללת דומה לזה של חולדות שליטה התחזות. לחולדות מ-סאו היו כישלונות בלתי מוגבלות ביותר, משך זמן רב באופן משמעותי של חוסר ניידות, והעדפה מופחתת לסוכות בהשוואה לבעלי חיים מופעלים. זה מציע שטכניקת MCAO זו היא חלופה מסוגלת לשיטת MCAO המקורית.

ההבדל בין הכללה להדרה של חולדות בהליך MCAO עבור הערכה ניסיונית רחבה יותר תלויה מאוד בתוצאות המבצע. עם המודל הקשור PSD-לגרימת הקשורה, כמה לא רצויות תופעות לוואי של MCAO יכול להיות curtailed, השארת מקום להכללה של קטן, ואולי חולדות שברירי בהליך MCAO. המודל החי של MCAO הציג כאן מספק תרחיש להפחתת תוצאות לא מכוונות לאחר PSD המושרה משום שיש לו את הפוטנציאל להפחית את השונות בשינויי משקל, בצקת במוח, ו סיכונים volume, כמו גם מקרי מוות הקשורים MCAO. טכניקה זו עשויה לשמש ככלי להערכת טיפולים PSD בעתיד ולספק נתונים מראש על היעילות של חומרים טיפוליים, כמו גם לפקח על גורמים אחרים שינוי השיטה על התוצאה הקלינית של שבץ ו PSD.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

. למחברים אין מה לגלות

Acknowledgments

אנו מודים לפרופסור אולנה סוינינסקה של מחלקת הפיזיולוגיה, הפקולטה לביולוגיה, אקולוגיה ורפואה, יולס הונchar דניפרו, דניפרו, אוקראינה לתמיכה ותרומות מועילות לדיונים שלנו. הנתונים שהושגו הם חלק מעבודת הדוקטורט של ק.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Absorbent pad - - -
Black lusterless perspex box - - (120 cm × 60 cm × 60 cm), divided into a 25% central zone and the surrounding border zone
Bottles Techniplast ACBT0262SU 150 mL bottles filled with 100 mL of water and 100 mL 1%(w/v) sucrose solution
Electric Shock Heat System Ultasonic Inc. - -
Horizon-XL Mennen Medical Ltd
Imaging System Kodak - For imaging and quantification
Monofilament - - -
Paper towels Pharmacy - Dry towels used for keeping rats dry after immersing them in water
Pexiglass cylinder - - a 100 cm tall and 40 cm in diameter cylinder used for carrying out the forced swim test
Purina Chow Purina 5001 Rodent laboratory chow given to rats, mice and hamster is a life-cycle nutrition that has been used in biomedical researc for over 5 decades. Provided to rats ad libitum in this experiment
Rat Cages Techniplast 2000P Conventional housing for rodents. Was used for housing rats throughout the experiment
Scanner  Canon CanoScan 4200F -
Video Camera ETHO-VISION (Noldus) - Digital video camera for high definition recording of rat behavior under open field test

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Miniño, A. M., Murphy, S. L., Xu, J., Kochanek, K. D. Deaths: final data for 2008. National Vital Statistics Reports. 59 (10), 1-126 (2011).
  2. Roger, V. L., et al. Executive summary: Heart disease and stroke statistics-2012 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 125 (1), 188-197 (2012).
  3. Towfighi, A., Saver, J. L. Stroke declines from third to fourth leading cause of death in the United States: Historical perspective and challenges ahead. Stroke. 42 (8), 2351-2355 (2011).
  4. Guo, J. M., Liu, A. J., Su, D. F. Genetics of stroke. Acta Pharmacologica Sinica. 31 (9), 1055-1064 (2010).
  5. Lloyd-Jones, D., et al. Heart disease and stroke statistics - 2010 update: A report from the American Heart Association. Circulation. 121 (7), e46-e215 (2010).
  6. Warlow, C. P. Epidemiology of stroke. Lancet. 352 (Suppl 3), SIII1-SIII4 (1998).
  7. Demaerschalk, B. M., Hwang, H. M., Leung, G. US cost burden of ischemic stroke: A systematic literature review. The American Journal of Managed Care. 16 (7), 525-533 (2010).
  8. Heidenreich, P. A., et al. Forecasting the future of cardiovascular disease in the United States: A policy statement from the American Heart Association. Circulation. 123 (8), 933-944 (2011).
  9. de Groot, M. H., Phillips, S. J., Eskes, G. A. Fatigue associated with stroke and other neurologic conditions: Implications for stroke rehabilitation. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (11), 1714-1720 (2003).
  10. Kim, J., Choi, S., Kwon, S. U., Seo, Y. S. Inability to control anger or aggression after stroke. Neurology. 58 (7), 1106-1108 (2002).
  11. Leys, D., Hénon, H., Mackowiak-Cordollani, M. S., Pasquier, F. Poststroke dementia. Lancet Neurology. 4 (11), 752-759 (2005).
  12. McManus, J., Pathansali, R., Stewart, R., Macdonald, A., Jackson, S. Delirium post-stroke. Age and Ageing. 36 (6), 613-618 (2007).
  13. Robinson, R. G. Poststroke depression: Prevalence, diagnosis, treatment, and disease progression. Biological Psychiatry. 54 (3), 376-387 (2003).
  14. Tang, W., et al. Emotional incontinence and executive function in ischemic stroke: A case-controlled study. Journal of the International Neuropsychological Society. 15 (1), 62-68 (2010).
  15. Astrom, M., Adolfsson, R., Asplund, K. Major depression in stroke patients: A 3-year longitudinal study. Stroke. 24 (7), 976-982 (1993).
  16. Eastwood, M. R., Rifat, S. L., Nobbs, H., Ruderman, J. Mood disorder following cerebrovascular accident. The British Journal of Psychiatry. 154, 195-200 (1989).
  17. Robinson, R. G., Bolduc, P. L., Price, T. R. Two-year longitudinal study of poststroke mood disorders: Diagnosis and outcome at one and two years. Stroke. 18 (5), 837-843 (1987).
  18. Kauhanen, M., et al. Poststroke depression correlates with cognitive impairment and neurological deficits. Stroke. 30 (9), 1875-1880 (1999).
  19. Morris, P. L., Robinson, R. G., Andrzejewski, P., Samuels, J., Price, T. R. Association of depression with 10-year poststroke mortality. The American Journal of Psychiatry. 150 (1), 124-129 (1993).
  20. Paolucci, S., et al. Post-stroke depression, antidepressant treatment and rehabilitation results. A case-control study. Cerebrovascular Diseases. 12 (3), 264-271 (2001).
  21. Schwartz, J. A., et al. Depression in stroke rehabilitation. Biological Psychiatry. 33 (10), 694-699 (1993).
  22. Williams, L. S., Ghose, S. S., Swindle, R. W. Depression and other mental health diagnoses increase mortality risk after ischemic stroke. The American Journal of Psychiatry. 161 (6), 1090-1095 (2004).
  23. Whyte, E., Mulsant, B. Post-stroke depression: Epidemiology, pathophysiology, and biological treatment. Biological Psychiatry. 52, 253-264 (2002).
  24. Belayev, L., Alonso, O. F., Busto, R., Zhao, W., Ginsberg, M. D. Middle cerebral artery occlusion in the rat by intraluminal suture. Neurological and pathological evaluation of an improved model. Stroke. 27 (9), 1616-1623 (1996).
  25. Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20 (1), 84-91 (1989).
  26. Spratt, N. J., et al. Modification of the method of thread manufacture improves stroke induction rate and reduces mortality after thread-occlusion of the middle cerebral artery in young or aged rats. Journal of Neuroscience Methods. 155 (2), 285-290 (2006).
  27. Yu, F., Sugawara, T., Chan, P. H. Treatment with dihydroethidium reduces infarct size after transient focal cerebral ischemia in mice. Brain Research. 978 (1-2), 223-227 (2003).
  28. Boyko, M., et al. An experimental model of focal ischemia using an internal carotid artery approach. Journal of Neuroscience Methods. 193 (2), 246-253 (2010).
  29. McGarry, B. L., Jokivarsi, K. T., Knight, M. J., Grohn, O. H. J., Kauppinen, R. A. A Magnetic Resonance Imaging Protocol for Stroke Onset Time Estimation in Permanent Cerebral Ischemia. Journal of Visualized Experiments. (127), e55277 (2017).
  30. Uluç, K., Miranpuri, A., Kujoth, G. C., Aktüre, E., Başkaya, M. K. Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat. Journal of Visualized Experiments. (48), e1978 (2011).
  31. Boyko, M., et al. Morphological and neurobehavioral parallels in the rat model of stroke. Behavioural Brain Research. 223 (1), 17-23 (2011).
  32. Menzies, S. A., Hoff, J. T., Betz, A. L. Middle cerebral artery occlusion in rats: a neurological and pathological evaluation of a reproducible model. Neurosurgery. 31 (1), 100-107 (1992).
  33. Boyko, M., et al. Cell-free DNA - A marker to predict ischemic brain damage in a rat stroke experimental model. Journal of Neurosurgical Anesthesiology. 23 (2), 222-228 (2011).
  34. Zheng, Y., et al. Experimental Models to Study the Neuroprotection of Acidic Postconditioning Against Cerebral Ischemia. Journal of Visualized Experiments. 125 (125), e55931 (2017).
  35. Poinsatte, K., et al. Quantification of neurovascular protection following repetitive hypoxic preconditioning and transient middle cerebral artery occlusion in mice. Journal of Visualized Experiments. (99), e52675 (2015).
  36. ImageJ. , Available from: https://imagej.nih.gov/ij/ (2018).
  37. Liu, S., Zhen, G., Meloni, B. P., Campbell, K., Winn, H. R. Rodent stroke model guidelines for preclinical stroke trials. Journal of Experimental Stroke & Translational Medicine. 2 (2), 227 (2009).
  38. Boyko, M., et al. Pyruvate's blood glutamate scavenging activity contributes to the spectrum of its neuroprotective mechanisms in a rat model of stroke. European Journal of Neuroscience. 34 (9), 1432-1441 (2011).
  39. Kaplan, B., et al. Temporal thresholds for neocortical infarction in rats subjected to reversible focal cerebral ischemia. Stroke. 22 (8), 1032-1039 (1991).
  40. Zeldetz, V., et al. A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats. Journal of Visualized Experiments. (132), e57137 (2018).
  41. American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition. , American Psychiatric Association. Washington, DC. (2000).
  42. Boyko, M., et al. Establishment of an animal model of depression contagion. Behavioural Brain Research. 281, 358-363 (2015).
  43. Porsolt, R. D., Anton, G., Blavet, N., Jalfre, M. Behavioral despair in rats: a new model sensitive to antidepressant treatments. European Journal of Pharmacology. 47 (4), 379-391 (1978).
  44. Boyko, M., et al. The neuro-behavioral profile in rats after subarachnoid hemorrhage. Brain Research. 1491, 109-116 (2013).
  45. Ifergane, G., et al. Biological and Behavioral Patterns of Post-Stroke Depression in Rats. Canadian Journal of Neurological Sciences. 45 (4), 451-461 (2018).
  46. Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20 (1), 84-91 (1989).
  47. Dittmar, M., Spruss, T., Schuierer, G., Horn, M. External carotid artery territory ischemia impairs outcome in the endovascular filament model of middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke. 34 (9), 2252-2257 (2003).
  48. Ryan, C. L., et al. An improved post-operative care protocol allows detection of long-term functional deficits following MCAo surgery in rats. Journal of Neuroscience Methods. 154 (1-2), 30-37 (2006).
  49. Aspey, B. S., Cohen, S., Patel, Y., Terruli, M., Harrison, M. J. Middle cerebral artery occlusion in the rat: consistent protocol for a model of stroke. Neuropathology and Applied Neurobiology. 24 (6), 487-497 (1998).
  50. Spratt, N. J., et al. Modification of the method of thread manufacture improves stroke induction rate and reduces mortality after thread-occlusion of the middle cerebral artery in young or aged rats. Journal of Neuroscience Methods. 155 (2), 285-290 (2006).
  51. Cryan, J. F., Markou, A., Lucki, I. Assessing antidepressant activity in rodents: recent developments and future needs. Trends in Pharmacological Sciences. 23 (5), 238-245 (2002).
  52. Nestler, E. J., et al. Preclinical models: status of basic research in depression. Biological Psychiatry. 52 (6), 503-528 (2002).

Tags

התנהגות סוגיה 147 שבץ מוחי דיכאון אחרי שבץ מודל חולדה אוטם עורק המוח האמצעי סיכונים volume בצקת המוח Porsolt כפייה לשחות במבחן סוכות העדפה במבחן

Erratum

Formal Correction: Erratum: A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats
Posted by JoVE Editors on 02/07/2022. Citeable Link.

An erratum was issued for: A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats. The Authors section was updated.

One of the author names was updated from:

Dmitri Frank

to

Dmitry Frank

עורק מוחין בינוני טכניקת הסגר לגרימת שלאחר שבץ דיכאון בחולדות
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kuts, R., Melamed, I., Shiyntum, H.… More

Kuts, R., Melamed, I., Shiyntum, H. N., Frank, D., Grinshpun, J., Zlotnik, A., Brotfain, E., Dubilet, M., Natanel, D., Boyko, M. A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats. J. Vis. Exp. (147), e58875, doi:10.3791/58875 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter