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Summary
여기에서 우리는 내부 경 동맥을 통해 중간 대뇌 동맥을 폐색 하 여 쥐의 사후 뇌졸중 우울증을 유도 하는 프로토콜을 제시. 우리는 Porsolt 강제 수영 시험과 자당 기본 설정 테스트를 사용 하 여 유도 우울한 기분을 확인 하 고 평가 합니다.
Abstract
사후 뇌졸중 우울증 (PSD)은 허 혈 성 뇌졸중으로 인해 발생 하는 모든 정신병 합병증의 가장 재발입니다. 더 큰 (약 60%) 모든 허 혈 성 뇌졸중 환자는 PSD로 고생 하 고, 장애는 건강의 증가 된 죽음과 악화를 위한 허 혈 성 뇌졸중 관련 전 구체로 여겨진다. PSD의 이상 징후는 여전히 모호 합니다. PSD의 개발과 발생의 메커니즘을 연구 하 고 치료법을 발견 하기 위해 우리는 쥐의 내부 경 동맥 (ICA)을 통해 중간 대뇌 동맥 (MCA)을 폐색 해야 하는 새로운 프로토콜을 개발 하려고 시도 했습니다. 이 프로토콜은 중간 대뇌 동맥 폐색 (MCAO)을 통해 쥐에 유도 된 PSD의 모델을 기술 한다. 또한 실험에서 사용 되는 Porsolt 강제 수영 시험과 자당 선호도 검사는 조사 중인 쥐의 우울한 기분을 확인 하 고 평가 하는 것입니다. 원래 절차에 규정 된 것 처럼 외부 경 동맥 (ECA)을 통해 카 테 터를 삽입 하는 대신,이 MCAO 기술은 ICA를 통해 직접 전달 되는 모노 필 라 멘 트를가지고 있습니다. 이 MCAO 기술은 몇 년 전에 개발 되었으며 사망률과 가변성의 감소로 이어집니다. 일반적으로 사용 되는 기준은 생물학적 모델의 선택에서 선호 되는 것으로 받아들여진다. 이 프로토콜로 얻어진 데이터는 MCAO의이 모형은 쥐에 있는 PSD를 유도 하는 방법이 고 잠재적으로 병 리 생리학 및 새로운 약 및 그밖 신경 보호 에이전트의 미래 발달의 이해로 이끌어 낼 수 있다는 것을 보여줍니다.
Introduction
뇌졸중은 미국1,2,3에 있는 죽음-가해자 질병의 목록에 넷째, 그것은 선진국에서 성인에서 장애의 대부분을 야기 하는 동안4; 이것은 뇌졸중 세계에서 가장 중요 한 건강 문제 중 선도적 인 경쟁자를 만든다. 뇌졸중 생존 환자에서 정상은 드문, 영구 장애를 겪고 생존 피해자의 약 15%-40%, 뇌졸중 발병5후 3 개월 기관 치료를 필요로 하는 20%, 그리고 6 개월 생존의 1/3은 그들이 사는 데 도움이 필요 매일6. 뇌졸중은 또한 상승 국가 건강 지출에 대 한 계정7. 미국 심장 협회의 추정치는 20108에서 $500억 이상에서 미국에서 뇌졸중 관련 비용을가지고 있다.
뇌졸중은 개인의 장기적인 손상을 유발할 뿐만 아니라 치 매, 피로, 불안, 우울증, 정신 착 란 및 침략과 같은 정서적 및 행동 장애를 겪는 경향이 있습니다. ,13,14. 뇌졸중 후 가장 재발 심리적 속 편은 사후 뇌졸중 우울증 (PSD), 생존15의 50%에서 진단,17. 뇌졸중 유발 우울증은 발병 률과 사망률이 증가하 고,19,20,21을 초래 한다. PSD의 병 태 생리학은 완전히 알려지지 않았지만, 여러 가지 요인에 의해 발생 하 고 장애, 인지 장애 및 변 부 부위23에 연결 되어 있습니다.
MCAO에 의해 생성 된 초점 뇌 허 혈의 쥐 모델은 뇌졸중24,25,26,27의 가장 광범위 한 동물 모델입니다. ICA를 통해 MCA를 폐색 하 여 쥐의 PSD를 유도 하는 것을 시연 하면서 MCAO 모델의 사망률과 가변성을 최소화 하는 기술은28을 사용 합니다.
이 프로토콜의 주요 목적은 사망률과 변동성28의 결과를 감소 시키는 MCAO의 수정 된 모델인 ICA를 통해 MCA를 폐색 하 여 쥐에서 PSD를 유도 하는 단계를 간략하게 설명 하는 것입니다. 특정 목표는 신경학 적 및 조직학 검사를 수행 하는 것을 포함 합니다 (신경학 적 심각도 점수 [NSS], 경색 영역의 부피 및 뇌 부 종을 결정) MCAO의 효능을 확인 하 고 행동 테스트를 사용 하 여 검사 정서적 장애, 주로 PSD의 개발에이 MCAO 절차의 영향.
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Protocol
이스라엘 네 게 브의 벤 구리 온 대학의 동물 관리 위원회는이 의정서에 사용 된 모든 치료 및 시험 절차를 승인 했습니다.
1. 실험 절차를 위한 쥐의 제조
참고: 300-350 g의 무게를 가진 성인 남성을 선택 합니다.
- 1 개의 케이지 당 4 마리의 쥐를, 22 ° c의 비 바리 움과 40%의 습도에서 반전 된 12 시간 빛/어둠의 순환 (8:00 오전에 소등)과 음식과 물을 무제한으로 이용할 수 있습니다.
- 래 트를 2 개의 그룹, 즉 MCAO 그룹 (n=24) 및 샴 그룹 (n=19) 에 임의로 할당 한다.
2. 수술을 위한 쥐의 준비
- 수정 된 MCAO 절차를 위해 쥐를 준비 하기 위해, 각 쥐를 소이 소 루 란 (유도를 위한 4%, 수술을 위한 2% 및 유지 보수를 위한 1.3%)의 혼합물로 30 분 동안 마 취 시킵니다. 인덕 션 챔버 내에서 24% 산소 (2L/min)가 자발적으로 호흡 할 수 있습니다.29 ,30.
참고: 무딘 집게를 사용 하 여 발가락 및/또는 발가락 패드 사이의 피부를 꼬 집기 하 여 페달 철수 반사를 자극 합니다. 반사가 사라질 때 마 취의 깊이를 적절 하 게 고려 하십시오. - 가 열판을 사용 하 여 37 ° c에서 코어 체온을 유지 합니다.
- 외과 수술을 시작 하기 전에 쥐의 직장에 배치 된 프로브를 통해 모든 쥐의 체온을 측정 하십시오.
- 모든 쥐에 대해 체온 상수 (37 ° c)를 유지 하 여 신경학 적 결과 및 모든 신경학 적 부상에 대 한 hypothermic 효과를 최소화 합니다.
- 그들은 준비 테이블에 거짓말을 하는 동안 각 동물의 눈 모두에 인공 눈물 연 고를 적용 합니다.
- 각 쥐의 목을 면도 하 고 70% 알코올 클 로르 헥 딘 (70% 알코올 및 0.5%의 클 로르 헥 딘 글 루 콘)으로 피부를 소독 하십시오. 소독 단계를 두 번 더 반복 합니다.
- 소독 된 수술 용 커튼과 함께 쥐를 덮으 십시오.
3. 수술 (MCAO 기술)
참고: 보이 코 외28 에 의해 설명 된 대로 수술을 수행 하 고, 맥 게리 외29 와 울 루 소 외30에 의해 제공 되는 악기를 사용 한다.
- 복 부 중간 선 절 개를 수행 하 고 피상적 근 막을 분해 합니다.
- 경 동맥 (ECA, ICA 및 일반적인 경 동맥 [CCA])을 식별 하기 위해 세 개의 삼각형 모양의 근육 (sternohyoid,가 수 및 유 양 돌기 근육) 내의 날카로운 무딘 해 부를 조심 스럽게 수행 하십시오.
- 조심 스럽게 분해 하 고 올바른 CCA와 ICA를 노출 합니다.
- 미주 신경에서 오른쪽 CCA와 ICA를 분리 합니다.
참고: 3.2 단계에서 규정 된 경 동맥을 확인 하면, ICA는 ECA와 함께 CCA 지점의 1/2로 인식 될 것입니다. - 카 테 터 (열 또는 실리콘 코팅 4-0 나일론) 모노 필 라 멘 트를 ICA를 통해 직접 삽입 하 고, 오른쪽 CCA의 분기에서 약 19 mm 사이에서 온화한 저항에 도달 할 때까지 윌리스의 원으로 들어갑니다.
참고: 상기 열 중 합 된 필 라 멘 트와 실리콘 코팅 된 4-0 나일론은 동일한 역할을 하 고, 이들은 일반 나일론 실 (28) 보다 더 우수한 폐색을 제공 하는 것을 감안 하 여 최근 보다 바람직한 모노 필 라 멘 트 이다. - 4-0 실크 봉합 사를 오른쪽 CCA 바로 위의 ICA 주변에 연결 (익 상 곱 동맥) 하 여 필 라 멘 트 삽입 지점에 대 한 ICA 근 위부를 일시적으로 그리고 원 위부로 차단 합니다.
- 이 카를 내 알루 실 주위에 묶어 실크 봉합을 조여 출혈을 방지 하십시오.
- MCAO 쥐와 같은 외과 수술에 가짜 작동 쥐를 대상으로 하지만 대신에 나일론 스레드를 삽입28.
참고: 실리콘 코팅 나일론 처럼 나일론 실은 ICA를 폐색 하지만 후자 만큼 효과적이 지는 않습니다. - MCA를 폐색 한 후 쥐의 목에 상처를 감고 마 취를 끄고 관찰 중인 인큐베이터에 쥐를 올려 놓으십시오.
참고: 근 위부 결 찰의 필요성은 ICA를 폐색 하는 것이 고, 추가 말단 결 찰은 필 라 멘 트 주위의 출혈을 감소 시키고 제자리에 고정 시키는 것입니다. 또한, 쥐는 상처가 닫힌 후 몇 분 후에 일어나 야 합니다.
4. 수술 후 회복
- 복 강 내 각 쥐에 게 5 mL의 0.9% 염 수 용액을 투여 하 고, 수술 직후에 탈수를 방지 합니다.
- 사후 작업의 첫날에 무조건 진통 관리; 멜 록 시 캄 1 밀리 그램/kg SQ q24를 사용 하 여 희석 된 di 0.5 (식 수의 400 mL에 녹 인)을 첫 3 일 동안 통증의 증상을 보여주는 쥐에 게 주십시오.
- 발작으로 모든 쥐를 희생 하십시오 (발작이 대뇌 부 종이나 뇌 출혈로 인 한 증가 된두개 내 압력에 의해 유발 됨).
5. 신경학 적 심각도 점수31
참고: 이 절차는 수술 절차에 참여 하지 않는 두 명의 관찰자에 의해 수행 됩니다. 그들은 0-432의 누적 점수에 신경 적자와 학년 모터 적자를 테스트 합니다. 이 점수에 대 한 평가는 상이한 시간 간격으로 수행 될 수 있다; 이 조사에서, 50 분, 24 시간, 7, 15 및 30 일 후 수술을 수행 하였다. NSS를 평가 하는 단계를 아래에서 찾습니다. 이 상황에서 필수품은 아니지만,이 점수는 치료를 관리 하기 위해 설치류에 뇌졸중을 확인 하는 데 필요한.
- 쥐를 세라믹 바닥에 놓고 1 분 동안 자유롭게 움직일 수 있습니다.
-
다음과 같이 꼬리와 경사면에 의해 쥐를 부드럽게 당깁니다.
- 신경 적자 없이 점수 0으로 쥐를 채 점 하십시오.
- Forelimb 굴곡을 위한 점수 1로 쥐를 채 점 하십시오.
- 반대편 약한 forelimb 그립에 대 한 점수 2와 쥐를 학년.
- 꼬리를 당길 때 파 레 틱 쪽으로 선회 하는 점수 3으로 쥐를 채 점 합니다.
- 자연 선회32에 대 한 점수 4와 쥐를 학년.
참고: 둘 이상의 반응이 관찰 되 면 선호도가 높은 점수를 가진 작업에 부여 됩니다.
6. 경색 체적 결정 (H조직학 시험)
-
경색 부피 측정
참고: 이전33,34에 설명 된 대로이 절차를 수행 합니다. 재 관류 후 24 시간 동안 2, 3, 5 triphenyltetrazolium 염화 물 (TTC) 염색을 사용 하 여 뇌 경색 부피를 측정 한다.- 각 그룹에서 다섯 마리의 쥐를 안락사 시키고, 마지막 NSS 후 24 시간 후, 유도 챔버에 있는 아이 소 포컬 과다 복용에 그들을 노출 시 킴으로써.
- 쥐를 욕 하 고 신속 하 게 작은가 위와 집게를 사용 하 여 뇌를 분리 합니다.
- 0.9% 염 분으로 분리 된 두뇌를 씻으십시오.
- 뇌의 출혈 점을 검사 하 여 윌리스 서클에서 지주 막의 출혈을 겪은 생쥐를 배제 합니다.
- 각 뇌를-20°c 얼음 팩에 깨끗 한 유리 슬라이드에 놓고 5 분간-20°c의 냉장고에 놓고 뇌를 쉽게 슬라이스 할 수 있도록 합니다.
- -20°c 냉장고 밖으로 뇌와 유리 슬라이드를 받아-20°c 얼음 팩에 다시 넣어, 그리고 블레이드와 집게로 정면 극과 소 뇌를 분해.
- 6 슬라이스를 생산 하는 블레이드와 2mm 두께로 수평으로 뇌 부분을 슬라이스.
- 1.25 g의 TTC 분말을 일반 생리 식 염 수의 500 mL에 추가 하 여 0.05% TTC 솔루션을 준비 하십시오. 희생 하기 전에 용액을 포 일에 덮여 있는 24 웰 플레이트 (우물 당 1Ml)로 이송 하 고 4°c에서 보관 하십시오.
참고: Ttc와 ttc의 스테인드 티슈는 빛에 민감합니다. - 집게를 사용 하 여 뇌 슬라이스를 TTC 솔루션 (웰 당 한 슬라이스)을 포함 하는 24 웰 플레이트에 전달 하 고 용액의 슬라이스를 늘립니다.
- 30 분간 얕은 수조에 37 ° c에서 플레이트 함량을 배양 합니다.
- 플레이트에서 TTC 용액을 피 펫으로 흡입 하 고, 세 뇌 세척 액체로 세척 하 고, 실 온에서 30 분간 배양 합니다.
- 실험실 유리에서 절단 된 순서 대로 슬라이스를 배치 하 고 스캐너로 세그먼트를 검사 합니다.
- 시각적 식별을 기반으로 ImageJ 분석 소프트웨어를 사용 하 여 전체 뇌 조각의 백분율로 경색 크기를 분석 합니다.
-
경색 볼륨 분석35
- 표준 이미지 분석 소프트웨어 (ImageJ)를 사용 하 여 경색 볼륨을 정량화 하 고 전체 뇌 크기33의 백분율로 경색 뇌 볼륨을 분석 합니다.
- 뇌 슬라이스를 유리 현미경 슬라이드에 놓고 광학 스캐너를 사용 하 여 고해상도 (1600 x 1600 dpi)로 스캔 하 여 적절 한 해석을 실시 합니다.
- 스캔 한 이미지에 포함 된 메트릭 눈금자를 사용 하 여 이미지를 자르고 모든 이미지의 배율을 표준화 합니다.
- Imagej 1.37 v 소프트웨어36에 지팡이 (추적) 도구와 프리 핸드 선택을 사용 하 여 6 연속 2mm 코 날 섹션의 표시 된 창백 영역을 측정 합니다.
- 다음 공식37을 사용 하 여 간접 경색 체적을 계산 합니다.
7. 뇌 부 종의 측정38
참고: 뇌 부 종은 마지막 MCAO 후 24 시간을 측정 하였다. 적어도 3 일 동안 식사 및/또는 음주를 방해 하는 심각한 신경학 적 결핍으로 동물을 안락사 시키고, 20% 이상의 체중 감량, 편 마비 또는 발작을 유발 한다.
- 검 시 슬라이스 영역의 합을 사용 하 여 오른쪽 반구의 부 종의 크기를 평가 하 여 임의의 단위 (픽셀)에서 오른쪽 및 왼쪽 반구로의 체적을 계산 합니다.
참고: 광학 스캐닝 (해상도: 1600 x 1600 dpi) 후이 계산을 위해 ImageJ 1.37 v 소프트웨어를 사용 하십시오. 관심 영역을 선택 하 고 분석 메뉴에서 측정 기능을 사용 합니다. 우리의 조사에 매크로가 사용 되었습니다. - 영향을 받지 않은 반대편 반구에서 표준 영역의 백분율로 뇌 부 종 영역을 표현.
- 이전에 개발 된 방정식을 사용 하 여 팽 윤 정도를 계산39.
8. 행동 패러다임
- 폐쇄, 조용 하 고 빛이 제어 되는 방에서 수술 후 일 30 및 33 사이에 행동 테스트를 수행 합니다.
- 모든 실험 절차에 눈이 멀게 된 조사자에 게 상업적으로 사용 가능한 프로그램으로 모든 행동 테스트를 비디오 테이프로 지정 합니다.
-
자당 선호도 테스트40,41
- 그들은 어두운 주기 동안 보관 되는 곳과 같은 방에 있는 개별 케이지에 쥐를 배치 합니다.
- 다음 24 시간 동안, 테스트 할 쥐와 함께 각 케이지에 100 mL의 1% (w/v) 자당 용액 한 병을 놓고 쥐의 적응을 허용 하십시오.
- 24 시간 후, 병을 제거 하 여 12 시간 동안 음식과 물의 쥐를 박탈.
- 그런 다음 12 시간 후에 각 케이지에 4 시간 동안 2 개의 병을 넣고 수돗물 100 mL를 포함 하 고 다른 하나는 100 mL의 자당 용액을 함유 합니다.
- 자당 용액과 물이 밀리 리터의 쥐에 의해 소비 되는 양을 기록 한다. 다음과 같이 자당 선호도에 대 한 친화도를 계산 한다.
-
Porsolt 강제 수영 테스트42
참고: Porsolt 강제 수영 시험은 Zeldetz et al.40 및 보이 코 외42에 의해 출판 된 이전 프로토콜에서 설명한 바와 같이 수행 되었다. 이 시험의 원리는 쥐가 whence 제한 된 지역에서 수영을 강요 할 때, 그들은 탈출 할 수 없습니다, 그들은 결국 물43,44을 탈출 하려는 시도를 중단, 비 이동이 될 것을 상태. 이 시험은 어두운 주기 동안 다른 방에서 수행 되었다.- 수직 플 렉 시 유리 실린더에 각각의 쥐를 배치 (높이: 100 40 센티미터), 25 ° c의 물 80 cm을 포함 하 여 한 번에 15 분 동안.
- 쥐를 꺼내가 열 된 인클로저 (32 ° c)에서 15 분 동안 건조 시키십시오.
- 쥐를 집 (원본) 케이지에 반환 합니다.
- 24 시간 후에 8.4.1 단계를 반복 하 여 이번 조사를 위해 5 분간 진행 한다.
- 5 분 테스트를 비디오 테이프로 만들고 해당 기간 동안 부동의 총 기간을 계산 합니다.
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Representative Results
조직 학적 소견 (표 1)은 MCAO 군에서 동물에 비하여 통계적으로 유의 한 경색 부피를 총 뇌 (p < 0.0001)의 백분율로 밝혀 내었다. 또한 실험 군에서 평가 되 면 통계적으로 유의 한 뇌 부 종 (p < 0.0003)이 그를 샴 대조 군의 것과 나란히 배치 하였다 고 보고 하였다.
표 2에 나타난 바와 같이, 얻어진 NSS 점수는,만-휘트니 테스트 다음에 MCAO 그룹에 대 한 더 높은 수치와 비교 하 여 실험 군에서 낮은 신경학 적 성능을 보여준다: p < 0.001 50 분 후, p < 24 시간 후 0.05, p < 7 일 후 0.05.
자당 선호도 평가에서 발견 된 것은 MCAO 쥐도 현저히 적은 양의 자당 (p < 0.0001, 도 2a)을 소비 하 고 더 긴 부동 한 지속 시간 (p < 0.0001, 도 2b)을가지고 있음을 밝혀 샴 작동 쥐에 비해.
그림 1: 프로토콜 타임 라인의 그래픽 데모 다른 시간에 쥐에 실행 하는 다양 한 테스트는 계획에 표시: MCAO = 실험의 시작 부분에 중간 대뇌 동맥 폐색; NSS = 신경학 적 심각도 점수, 50 분, 24 시간 및 MCAO 일 후; 그리고 행동 테스트 (자당 선호도 및 Porsolt 강제 수영 테스트) 30 일에서 33 후 MCAO. 이 그림은이 페가 네 외.45에서 수정 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
도 2: MCAO는 후에 30 내지 33 일 로부터 수행 되는 자당 선호도 시험 및 샴 조절 쥐 (n=14). 퍼센트 (%) 자당의 선호도. MCAO 쥐는 더 적은 자당 (p < 0.0001)을 사용 하였으며,이는 도면에 도시 된 두 그룹 사이에 자당 소비의 현저한 차이를가지고 있다. MCAO = 중간 대뇌 동맥 폐색. 모든 데이터는 그룹 평균 ± SEM을 나타낸다. 이 그림은이 페가 네 외.45에서 수정 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: Porsolt 강제 수영 시험은 30 일에서 33 후 MCAO) 및 사후 샴 절차 (n=14 )에서 수행 된다. 부동 한 지속 시간 (초)입니다. 강제 수영 시험에서의 비 이동성 시간은 샴 그룹 (MCAO 0.0002)에서 보다 훨씬 더 긴 것으로 < 그룹에 있었다. MCAO = 중간 대뇌 동맥 폐색. 모든 데이터는 그룹 평균 ± SEM을 나타낸다. 이 그림은이 페가 네 외.45에서 수정 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
조직학 연구 결과 | 중간 대뇌 동맥 폐색 그룹 | 샴 운영 그룹 |
총 뇌 (경색 볼륨) | 8.8% ± 6.5 | 0.3% ± 0.1 |
뇌 부 종 | 10.2% ± 4.6 | 2.6% ± 1.2 |
모든 데이터는 그룹 평균 ± s. e. M을 나타냅니다. |
표 1: 경색 부피 및 뇌 부 종에 대 한 조직 학적 소견. MCAO = 중간 대뇌 동맥 폐색 ( n=5); (5 )
신경학 적 심각도 점수 | 중간 대뇌 동맥 폐색 그룹 | 샴 운영 그룹 |
50 분 후 수술 | 2.75 ± 0.14 | 0.0 ± 0.0 |
24 시간 후 수술 | 3.2 ± 0.15 | 0.0 ± 0.0 |
7 일 후 수술 | 0.91 ± 0.2 | 0.0 ± 0.0 |
모든 데이터는 그룹 평균 ± s. e. M을 나타냅니다. |
표 2: MCAO 및 샴 조작 쥐에 대 한 신경학 적 심각도 점수 (NSS). MCAO = 중간 대뇌 동맥 폐색 ( n=16); 합니다. 이 테이블은 Ifergane 네 외.45에서 가져옵니다.
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Discussion
여기에 제시 된 MCAO 기술이 원래의 MCAO 모델 보다 안전 하다 고 간주 될 수 있는 방법 중 하나는 ECA 및 후 두 동맥, 터미널 언어, 및 상 악 동맥을 포함 한 그 가지가 손상 되지 않는다는 사실에 의해 예시 된다 ICA를 통해 MCA를 폐색 할 때. MCAO (및 해당 분기)의 원래 모델의 오프셋 (및 그 지점), 거리 해 부 및 응고 하 여46, 손상 된 저작 원인, 혈관 공급에 타협으로 인해 근육을 저작 하는47. 근육의 파괴는 결국 추가 전산 유체 역학의 방출을 일으킬 수 있습니다. MCA에 대 한 액세스가 ECA를 통해 발생 하는 원래의 MCAO 기법과는 달리, 여기에 설명 된 기술은 ECA 및 그 지류의 혈 류 중단 발생 없이 뇌졸중에 대해 수정 됩니다.
새로운 MCAO 모델을 선호에 대 한 가장 중요 한 인수는 뇌 부 종의 가변성을 줄일 수 있는 능력에 원래 MCAO 나머지, 경색 볼륨, 그리고 체중 변화, 크게, 뿐만 아니라 MCAO 관련 사망률을 감소. MCAO 절차에서의 사망률은 중요 한 요소48; 20% 사망률은 합리적인49,50으로 간주 됩니다. 현재 조사에서 사망률 (원래 MCAO의 경우 20%, 신규 MCAO에 대 한 12.5% 및 대조 군에 대 한 0%)은 모두 수용 가능한 비율의 범위 내에 있었지만, 신규 한 MCAO 기술은 본래의 MCAO 보다 더 나아졌다.
신규 MCAO 절차를 겪고 있는 쥐는 수술 직후 체중을 감량 하 고 원래 MCAO 기법을 실시 한 쥐 보다 조사의 끝에 의해 더 많은 무게를 얻었다28. 원래 MCAO을 받는 쥐에서 더 많은 체중 감량과 적은 체중 증가는 수술 중에 ECA를 결 찰 할 수 있으며,이는 안 면, 설 하 및 상 악 동맥에서의 말단 hypoperfusion를 야기 하 고, 근육에 대 한 허 혈 관련 손상 뿐 아니라 지원 저작. 저작이 손상 되 면, 경구 섭취는 감소,이 놓을와 결합 될 때, 체중 감량에 대 한 계정 수 있습니다., 그리고 장기적으로, 가난한 신경 결과 대 한, 사망률, 그리고 죽음43. ICA를 통해 MCA에 대 한 액세스는 ECA 및 해당 분기를 방해 하지 않아도 됩니다. 따라서, 새로운 MCAO 절차 도중 아무 손상도 트리거되지 않으며, 절차를 거치는 쥐에 의해 무게,이 환율 또는 사망 문제가 경험 되지 않습니다.
우울증의 행동을 평가 하는 데 사용 하는 테스트, anhedonia 니 아, 움직이지 않는, 학습과 메모리 장애,51의 동물 모델에 적용 되는 표준 절차는,52. Porsolt 강제 수영 시험과 같은 행동 시험은 MCAO 다음의 비정상적인 운동 능력에 일반적으로 영향을 받습니다. 여기서,이 시험은 수정 된 MCAO 쥐에서 PSD의 유도가 지나치게 자신의 운동 능력에 영향을 미치지 않는다는 것을 확인 하기 위해 외과 수술 후 30 ~ 33 일 로부터 적용 되었다. 결과에 따르면, 실험 군에서 랫 트는 가짜 대조 군의 쥐 들에 대 한 비교 총 탈출 거동을 보였다. MCAO 쥐는 현저 하 게 더 많은 탈출 실패, 현저 하 게 움직이지 않는 지속 기간, 그리고 샴 작동 동물에 비해 자당에 대 한 선호도 감소 했다. 이것은이 MCAO 기법이 원래 MCAO 메소드에 대 한 가능한 대안이 될 것 이라고 제안 합니다.
광범위 한 실험적인 평가를 위한 MCAO 절차에 있는 쥐의 포용과 제외의 다름은 수술의 결과에 아주 많이 달려 있습니다. MCAO 관련 PSD 유도 모델을 사용 하면 MCAO의 원치 않는 부작용이 축소 될 수 있으며 MCAO 절차에서 더 작고 가능 하 고 깨지기 쉬운 쥐의 포함을 위한 공간을 남겨 둡니다. 여기에 제시 된 MCAO의 동물 모델은 체중 변화, 뇌 부 종 및 경색 부피의 가변성을 감소 시킬 수 있는 잠재력을가지고 있기 때문에 MCAO 유도 된 PSD 후에 의도 하지 않은 결과를 줄이는 시나리오를 제공 합니다, 뿐만 아니라 MCAO 관련 된 죽음. 이 기술은 잠재적으로 미래의 PSD 치료를 평가 하 고 치료 물질의 효능에 대 한 임상 전 데이터를 제공 하는 도구로 서의 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라 뇌졸중과 PSD의 임상 결과에 대 한 다른 요인을 모니터링 합니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없습니다.
Acknowledgments
생리, 생태 및 의학의 학부 Olena 세이 베 스 카 교수님에 게 감사의 말을 드리며, 오 레 스 Honchar 드니프로 대학, 드니프로, 우크라이나의 지원 및 토론에 도움이 되는 공헌에 감사 드립니다. 얻어진 데이터는 R.K. 박사 학위 논문의 일부입니다.
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 |
References
- 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).
- 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).
- 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).
- Guo, J. M., Liu, A. J., Su, D. F. Genetics of stroke. Acta Pharmacologica Sinica. 31 (9), 1055-1064 (2010).
- 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).
- Warlow, C. P. Epidemiology of stroke. Lancet. 352 (Suppl 3), SIII1-SIII4 (1998).
- 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).
- 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).
- 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).
- Kim, J., Choi, S., Kwon, S. U., Seo, Y. S. Inability to control anger or aggression after stroke. Neurology. 58 (7), 1106-1108 (2002).
- Leys, D., Hénon, H., Mackowiak-Cordollani, M. S., Pasquier, F. Poststroke dementia. Lancet Neurology. 4 (11), 752-759 (2005).
- McManus, J., Pathansali, R., Stewart, R., Macdonald, A., Jackson, S. Delirium post-stroke. Age and Ageing. 36 (6), 613-618 (2007).
- Robinson, R. G. Poststroke depression: Prevalence, diagnosis, treatment, and disease progression. Biological Psychiatry. 54 (3), 376-387 (2003).
- 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).
- Astrom, M., Adolfsson, R., Asplund, K. Major depression in stroke patients: A 3-year longitudinal study. Stroke. 24 (7), 976-982 (1993).
- Eastwood, M. R., Rifat, S. L., Nobbs, H., Ruderman, J. Mood disorder following cerebrovascular accident. The British Journal of Psychiatry. 154, 195-200 (1989).
- 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).
- Kauhanen, M., et al. Poststroke depression correlates with cognitive impairment and neurological deficits. Stroke. 30 (9), 1875-1880 (1999).
- 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).
- Paolucci, S., et al. Post-stroke depression, antidepressant treatment and rehabilitation results. A case-control study. Cerebrovascular Diseases. 12 (3), 264-271 (2001).
- Schwartz, J. A., et al. Depression in stroke rehabilitation. Biological Psychiatry. 33 (10), 694-699 (1993).
- 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).
- Whyte, E., Mulsant, B. Post-stroke depression: Epidemiology, pathophysiology, and biological treatment. Biological Psychiatry. 52, 253-264 (2002).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Boyko, M., et al. Morphological and neurobehavioral parallels in the rat model of stroke. Behavioural Brain Research. 223 (1), 17-23 (2011).
- 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).
- 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).
- Zheng, Y., et al. Experimental Models to Study the Neuroprotection of Acidic Postconditioning Against Cerebral Ischemia. Journal of Visualized Experiments. 125 (125), e55931 (2017).
- 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).
- ImageJ. , Available from: https://imagej.nih.gov/ij/ (2018).
- 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).
- 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).
- Kaplan, B., et al. Temporal thresholds for neocortical infarction in rats subjected to reversible focal cerebral ischemia. Stroke. 22 (8), 1032-1039 (1991).
- Zeldetz, V., et al. A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats. Journal of Visualized Experiments. (132), e57137 (2018).
- American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition. , American Psychiatric Association. Washington, DC. (2000).
- Boyko, M., et al. Establishment of an animal model of depression contagion. Behavioural Brain Research. 281, 358-363 (2015).
- 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).
- Boyko, M., et al. The neuro-behavioral profile in rats after subarachnoid hemorrhage. Brain Research. 1491, 109-116 (2013).
- Ifergane, G., et al. Biological and Behavioral Patterns of Post-Stroke Depression in Rats. Canadian Journal of Neurological Sciences. 45 (4), 451-461 (2018).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Nestler, E. J., et al. Preclinical models: status of basic research in depression. Biological Psychiatry. 52 (6), 503-528 (2002).
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Formal Correction: Erratum: A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats
Posted by JoVE Editors on 02/07/2022.
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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
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Dmitry Frank