Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Behavior

Farelerde inme sonrası depresyon Inducing için orta serebral arter tıkanıklığı tekniği

doi: 10.3791/58875 Published: May 22, 2019
* These authors contributed equally

Summary

Burada iç karotis arter üzerinden orta serebral arter yuvasını kapatıp tarafından fareler sonrası felç depresyon teşvik etmek için bir protokol sunuyoruz. İndüklenen depresif ruh hali onaylamak ve değerlendirmek için Porsolt zorla yüzme testi ve sakaroz tercih testi kullanıyoruz.

Abstract

İnme sonrası depresyon (PSD), iskemik inme kaynaklanan tüm psikiyatrik komplikasyonların en tekrarlayan olduğunu. Büyük bir çoğunluk (yaklaşık% 60) Tüm iskemik inme hastaların PSD muzdarip, bir hastalık artan ölüm ve sağlık bozulması için iskemik inme ile ilgili öncü olarak kabul. PSD 'nin patofizyolojisi hala belirsiz. PSD 'nin geliştirilmesi ve oluşumu ile ilgili mekanizmayı daha fazla incelemek ve bir terapi bulmak için, Orta serebral arter (MCA) ile iç karotis arter (ICA) aracılığıyla sıçanlarda okcluding gerektiren yeni bir protokol geliştirmeye çalıştık. Bu protokol, Orta serebral arter tıkanıklığı (MCAO) yoluyla fareler içinde indüklenen PSD modeli açıklanmaktadır. Ayrıca deneyde kullanılan Porsolt zorunlu yüzme testi ve teyit etmek ve soruşturmada fareler depresif ruh değerlendirmek için sakaroz tercih testi vardır. Orijinal prosedür için öngörülen gibi dış karotis arter (ECA) yoluyla kateter takmak yerine, bu MCAO tekniği doğrudan ICA üzerinden geçen monofilament vardır. Bu MCAO tekniği birkaç yıl önce geliştirilmiştir ve mortalite ve değişkenlik bir azalma yol açar. Kullanılan kriterlerin biyolojik modellerin seçiminde tercih edildiği genellikle kabul edilir. Bu protokol ile elde edilen veriler, bu MCAO modelinin, fareler içinde PSD 'nin inducing bir yolu olabilir ve potansiyel olarak patofizyoloji ve yeni ilaçların ve diğer nörokoruyucu ajanlar gelecekteki gelişimi anlayışına yol açabilir gösterir.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Stroke, Amerika Birleşik Devletleri1,2,3' te ölüm-işlenen hastalıklar listesinde dördüncü, gelişmiş ülkelerde yetişkinler Engelli çoğunluğu neden iken4; Bu, dünyanın en önemli sağlık sorunları arasında inme bir lider rakip yapar. Normal inme-hayatta kalan hastalarda nadirdir, yaklaşık 15%-40% hayatta kalma kurbanlarının kalıcı özürlülük acı, 20% inme başlangıcı5sonra 3 ay kurumsal bakım gerektiren, ve yaklaşık 6 aylık sağkalım başkalarına ihtiyaç onlara yaşamak yardımcı olmak için Her gün6. İnme bildirildi de yükselen Ulusal Sağlık harcamaları için hesaplar7. Amerikan Kalp Derneği tahminler $50.000.000.000 üzerinde 20108yılında Amerika Birleşik Devletleri 'nde inme ile ilgili maliyetleri vardır.

Sadece inme bireylerin uzun vadeli zararlara neden değil, ancak bazı kurtulan demans, yorgunluk, anksiyete, depresyon, deliryum ve saldırganlık gibi duygusal ve davranışsal bozukluklar, acı eğilimindedir9,10,11 ,12,13,14. Bir inme sonrası en tekrarlayan psikolojik devamı, felç sonrasında depresyon (PSD), yaklaşık% 40-50% hayatta kalma15,16,17tanısı. İnme kaynaklı depresyon morbidite ve mortalitenin artması ile sonuçlanır18, 19,20,21,22. PSD 'nin patofizyolojisi tamamen bilinmemektedir, ancak görünüşte birden fazla faktörden kaynaklanır ve özürlülük, bilişsel bozukluk ve lezyon sitesi23' e bağlıdır.

Odak beyin iskemi, MCAO tarafından oluşturulan sıçan modeli, inme en yaygın hayvan modeli24,25,26,27. Indor ile MCA okcluding tarafından fareler PSD indüksiyon gösteren, mortalite ve değişkenlik MCAO modelinde en aza indirmek teknikleri istihdam edilmektedir28.

Bu protokolün birincil amacı, MCA 'yı, mortaliteyi ve değişkenlik sonucunu azaltan modifiye edilmiş bir model olan ICA 'dan atlayarak PSD 'nin farelerde inducing adımlarını özetlemektedir28. Spesifik hedefler arasında nörolojik ve histolojik Sınavlar (nörolojik önem puanlarını belirleme [NSS], infarktüs bölgesinin hacmi ve beyin ödem), MCAO 'nun etkinliğini doğrulamak ve davranışsal testler kullanarak duygusal bozuklukların gelişimi üzerinde bu MCAO prosedürün etkisi, özellikle PSD.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Ben-Gurion Üniversitesi 'nin hayvan bakım Komitesi, Israil Bu protokolde kullanılan tüm tedavi ve test prosedürlerini onayladı.

1. deneysel prosedür için Rats hazırlanması

Not: Seçin yetişkin erkek Sprague-Dawley Rats tartım 300-350 g.

  1. Sıçan ev, kafes başına dört, 22 °C bir Vivarium ve 40% Nem, ters bir 12 h ışık/karanlık döngüsü (ışıklar kapalı 8:00 a.m.) ve gıda ve suya sınırsız erişim.
  2. Fareleri, yani MCAO grubu (n = 24) ve Sham Grubu (n = 19) gibi iki gruba rasgele atayın.

2. cerrahi için Rats hazırlanması

  1. Değiştirilmiş MCAO prosedürü için fareler hazırlamak için, bir indüksiyon odasında 24% oksijen (2 L/dak) ısofluran karışımı (indüksiyon için% 4, cerrahi için% 2 ve bakım için% 1,3) ile 30 dakika boyunca her sıçan anestezize ve kendiliğinden 29 nefes izin ,30.
    Not: Ayak parmakları ve/veya parmak pedleri arasında künt forseps kullanarak cilt pinching tarafından pedal çekilme refleks uyarmak. Refleks kaybolduğunda anestezi derinliği yeterli düşünün.
  2. 37 °C ' de ısıtma plakası ile çekirdek vücut sıcaklığını koruyun.
  3. Cerrahi prosedür başlamadan önce sıçan rektum yerleştirilen bir prob aracılığıyla tüm fareler vücut sıcaklığını ölçmek.
  4. Tüm farelerin nörolojik sonuç ve herhangi bir nörolojik yaralanma üzerindeki hipotermik etkiyi en aza indirmek için vücut sıcaklığını sabit (37 °C) tutun.
  5. Onlar hazırlık masasında yalan iken her iki hayvanın gözlerine suni gözyaşı merhem uygulayın.
  6. Her sıçan boyun tıraş ve 70% alkol klorheksidin ile cildi dezenfekte (70% alkol ve 0,5% klorheksidin Gluconate). Dezenfeksiyon adımını iki kez daha tekrarlayın.
  7. Fareler sterilize cerrahi perdeler ile koruyun.

3. cerrahi (MCAO tekniği)

Not: Boyko ve ark.28 tarafından açıklandığı gibi ameliyat yapın ve McGarry et al.29 ve uluç et al.30tarafından sağlanan enstrümanları kullanın.

  1. Bir ventral orta hat kesi gerçekleştirin ve yüzeysel fasya incelemek.
  2. Dikkatle üç üçgen şeklinde kas içinde keskin ve künt diseksiyon gerçekleştirmek (sternohyoid, digastrik, ve sternomastoid kas) karotis arterlerin tanımlamak için (ECA, ICA, ve ortak karotis arter [CCA]).
  3. Dikkatle gözden ayırıp doğru CCA ve ICA maruz.
  4. Doğru CCA ve ICA 'yı vagus sinirinden ayırın.
    Not: Adım 3,2 öngörülen olarak karotis arterlerin belirlenmesi üzerine, ICA ECA yanında CCA dalları bir buçuk olarak kabul edilecektir.
  5. Ekle bir kateter (ısı-Blunted veya silikon kaplı 4-0 naylon) doğrudan ICA üzerinden monofilament, ~ 18.5-19 mm sağ CCA çatallanma noktasından Willis daire içine hafif bir direnç ulaşıncaya kadar, occlude MCA.
    Not: Isı-Blunted filament ve silikon kaplı 4-0 naylon aynı rolü oynamak ve onlar düz naylon iplik daha iyi oklüzyon sağlamak göz önüne alındığında, son zamanlarda daha tercih edilen monofilamler28,30.
  6. Doğru CCA (Pterygopalatine arter) hemen üzerinde ICA etrafında bir 4-0 ipek dikiş Tie filament ekleme noktasına geçici olarak ve distal için ICA proksimal engellemek için çatallanma.
  7. Kanamayı önlemek için ipek sütür tutturmak için intraluminal iplik etrafında ICA bağlayın.
  8. Sahte çalışan fareler MCAO fareler aynı cerrahi prosedür konu ama yerine bir naylon iplik eklemek28.
    Not: Silikon kaplı naylon gibi naylon iplik, ICA okcludes, ama ikincisi kadar etkili değildir.
  9. MCA 'yı okcluding sonra sıçan boynundaki yarayı kapatın, anestezi kapatın, ve uyanana kadar gözlem altında bir kuluçka yere sıçan yerleştirin.
    Not: Proksimal ligasyon için ihtiyaç ICA okclude, ve ek distal ligasyon filament çevresindeki kanama azaltmak ve yerinde güvenli etmektir. Ayrıca, sıçan yara kapalı sonra birkaç dakika uyanmak gerekir.

4. cerrahi sonrası Iyileşme

  1. Yönetmek 5 mL 0,9% tuz çözeltisi her sıçan intraperitoneally, hemen ameliyattan sonra, dehidrasyon önlemek için.
  2. İlk gün operasyon sonrası koşulsuz olarak analjezi yönetin; Kullanım Meloksikam 1 mg/kg sq Q24 h. ilk 3 gün içinde ağrı belirtileri gösteren fareler için seyreltilmiş dipiron (0,5 gr içme suyu 400 ml çözünür) verin.
  3. Nöbet geçiren herhangi bir sıçan feda etme (nöbetler, serebral ödem veya serebral hemoraj28' den artan intrakranial basınç nedeniyle oluşur).

5. nörolojik önem Puanını31

Not: Bu prosedür, cerrahi davalarda yer almayan iki gözlemci tarafından gerçekleştirilir; Onlar 0-432toplu bir puan üzerinde nörolojik açıkları ve Grade motor açıkları test. Bu puanın değerlendirilmesi farklı zaman aralıklarında gerçekleştirilebilir; Bu soruşturmada, 50 dk, 24 saat, 7, 15 ve 30 gün ameliyat sonrası gerçekleştirildi. NSS değerlendirmek için adımları aşağıda bulun. Bu durumda bir zorunluluk olmasa da, bu puan tedavi yönetmek için kemirgenler içinde inme tespit etmek için gereklidir.

  1. Sıçan bir seramik zemin üzerine yerleştirin ve serbestçe yaklaşık 1 dakika hareket etmesini sağlar.
  2. Sıçan kuyruğunu ve notu aşağıdaki gibi yavaşça geri çekin.
    1. Hiçbir nörolojik açığı için puan 0 ile sıçan notu.
    2. Forelimb fleksiyon için 1 puan ile sıçan notu.
    3. Kontralateral zayıf forelimb kavrama için puan 2 ile sıçan notu.
    4. Kuyruk tarafından çekilen Paretik tarafına çember için puan 3 ile sıçan notu.
    5. Notu 4 spontan yuvarlak32için puan ile sıçan.
      Not: Reaksiyonlar birden fazla gözlenen ise, tercih daha yüksek bir puanı ile eyleme verilir.

6. ınfarct hacminin belirlenmesi (Hhistolojik muayene)

  1. İnfarkit hacminin ölçümü
    Not: Daha önce33,34açıklandığı gibi bu yordamı gerçekleştirin. Ölçmek beyin infarkt hacmi kullanarak 2, 3, 5-triphenyltetrazolium klorür (TTC) boyama 24 h reperfüzyon sonra.
    1. Her gruptan beş sıçan, son NSS sonra 24 saat, bir indüksiyon odasında bir izofluran aşırı dozda onları açığa tarafından ötenize.
    2. Fareler deapitate ve hızlı bir şekilde küçük makas ve forseps kullanarak beyni izole.
    3. İzole beyin% 0,9 tuz içinde yıkayın.
    4. Willis çemberinde subaraknoid kanama uygulanan fareler dışlamak için beynin kanama noktalarını inceleyin.
    5. Her beyni bir-20 °C ' lik buz paketinde temiz bir cam kaydırağa yerleştirin ve daha sonra beynin dilimlemeyi kolaylaştırmak için 5 dakika boyunca-20 °C ' lik buzdolabına yerleştirin.
    6. Üzerinde beyin ile cam slayt alın-20 °C buzdolabı, geri koymak-20 °C buz paketi, ve ön kutup ve bıçak ve forseps ile serebellum incelemek.
    7. Altı dilim üretmek için, beyin bölümlerini yatay olarak 2 mm kalınlığında bir bıçak ile dilimleyin.
    8. Kurban etmeden önce normal tuz çözeltisi 500 mL 'ye 1,25 g TTC tozu ekleyerek% 0,05 TTC solüsyonu hazırlayın, çözümü folyoyla kaplı 24 kuyu plakasına (1 mL başına) aktarın ve 4 °C ' de saklayın.
      Not: TTC ile lekelenmiş doku ve TTC hafif hassastır.
    9. Forseps kullanarak, beyin dilimleri TTC çözeltisi (iyi başına bir dilim) içeren 24-kuyu plaka aktarmak ve çözelti dilimleri dışarı uzatmak.
    10. 37 °C ' de plaka içeriğini 30 dakika boyunca sığ bir su banyosuna inkulatın.
    11. TTC çözeltisi tabandan bir pipet ile aspirate, onları bir beyin yıkama sıvısı ile yıkayın ve oda sıcaklığında 30 dakika boyunca inküye.
    12. Dilimleri bir laboratuar camında kesildikleri sıraya yerleştirin ve segmentleri tarayıcıyla inceleyin.
    13. Görsel kimlik dayalı ımagej analiz yazılımı kullanarak, tüm beyin dilim bir yüzdesi olarak infarkt boyutunu analiz.
  2. Infarkct hacmi35 Analizi
    1. Standart bir görüntü analiz yazılımı (ımagej) kullanarak infarkıt hacmi ölçmek ve tüm beyin büyüklüğü33bir yüzdesi olarak infarkt beyin hacmi analiz.
    2. Beyin dilimleri cam mikroskop slaytlar üzerine yerleştirin ve yüksek çözünürlükte bir optik tarayıcı ile tarama (1.600 x 1.600 dpi) yeterli bir analiz için.
    3. Taranan görüntüye dahil edilen metrik cetvel kullanarak görüntüleri kırpın ve tüm görüntüler için ölçeği standartlaştırın.
    4. Bir Wand (izleme) aracı ve ımagej 1.37 v yazılım36üzerinde FreeHand seçimi kullanarak altı ardışık 2 mm koronal bölümlerde işaretlenmiş paletleme alanını ölçün.
    5. Aşağıdaki formül37kullanarak dolaylı infarkct hacmi hesaplayın.

7. beyin ödem38 ölçümü

Not: Beyin ödem son MCAO sonra 24 saat ölçülmüştür.  Şiddetli nörolojik eksikliği ile ötenize hayvanlar yeme ve/veya en az üç gün için içme ile müdahale, daha fazla 20% kilo kaybı, hemipleji veya nöbetler.

  1. Sağ ve sol hemisferlerin keyfi birimler (piksel) hacimlerini hesaplamak için Cor, dilimlenmiş alanların toplamını kullanarak doğru Yarımküre ödem büyüklüğünü değerlendirmek.
    Not: Optik Tarama (çözünürlük: 1.600 x 1.600 dpi) sonra bu hesaplama için ımagej 1,37 v yazılımını kullanın. İlgi alanını seçin ve analiz menüsünden Ölçü işlevini kullanın. Soruşturmada makrolar kullanıldı.
  2. Beyin ödem alanını etkilenmeyen kontralateral Yarımküre 'deki standart alanların yüzdesi olarak ifade edersiniz.
  3. Hesaplamak daha önce39geliştirilen denklem kullanarak şişme derecesi.

8. davranışsal paradigmalar

  1. Kapalı, sessiz ve hafif kontrollü bir odada ameliyattan sonra 30 ve 33 gün arasında davranış testleri gerçekleştirin.
  2. Tüm deneysel prosedürlere, ticari olarak kullanılabilen bir programla tüm davranışsal testleri videoya kaydetmiş olan müfettişlerle kör olarak atayın.
  3. Sucrose tercih testi40,41
    1. Fareleri, karanlık döngüsünde barındırdıkları yerde olduğu gibi aynı odada ayrı kafeslere yerleştirin.
    2. Sonraki 24 h için, 100 mL bir şişe yer 1% (w/v) sukroz solüsyonu sıçan ile her kafeste test edilecek ve sıçan adaptasyon için izin.
    3. 24 saat sonra, şişe kaldırarak 12 saat boyunca gıda ve su fareler mahrum.
    4. Sonra 12 h, 4 h için her kafeste iki şişe yerleştirin, biri 100 mL musluk suyu ve başka bir içeren 100 mL sakaroz çözeltisi (1% [w/v]).
    5. Mililitre içinde fareler tarafından tüketilen sukrose çözeltisi ve su miktarını kaydedin. Benzeşimi aşağıdaki gibi sukrose tercihine göre hesaplayın.
  4. Porsolt zorla Swim test42
    Not: Porsolt zorla yüzme testi Zeldetz ve al.40 ve Boyko vd.42tarafından yayınlanan bir önceki protokolde açıklandığı gibi yürütülmüştür. Bu testin prensibi, fareler yasak bir alanda yüzmeye zorlandığı zaman, onlar kaçamaz, onlar sonunda hareketli hale, su43,44kaçmak için herhangi bir girişim durduruldu. Bu test karanlık döngüsünde farklı bir odada yürütülmüştür.
    1. Her bir fareyi, habituasyon için 15 dakika boyunca 25 °C ' de 80 cm su içeren dikey Pleksiglas silindir (Yükseklik: 100 cm; çap: 40 cm) içine yerleştirin.
    2. Sıçan dışarı alın ve ısıtmalı muhafaza (32 °C) 15 dakika kurumasına izin.
    3. Onun ev (orijinal) kafes için sıçan dönün.
    4. 5 dakika için, soruşturma için bu kez, 24 saat sonra 8.4.1 adım tekrarlayın.
    5. 5 dk test video ve bu dönemde hareketsizlik toplam süresini hesaplayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Histolojik bulgular (Tablo 1) toplam beyin yüzdesi olarak istatistiksel olarak anlamlı infarkt hacmi ortaya (p < 0,0001) Post-MCAO zaman sahte kontrol grubunda Hayvanlar ile karşılaştırıldığında. Ayrıca deneysel gruptan (p < 0,0003) değerlendirme, sahte kontrol grubu ile yan yana konulduğunda istatistiksel olarak anlamlı bir beyin ödem olduğunu bildirdi.

Tablo 2' de temsil edilen NSS puanları, deneysel grupta düşük nörolojik performansları (MCAO) Mann-Whitney testlerini takiben Sham-Control grubu için daha yüksek rakamlara kıyasla gösterir: p < 0,001 sonra 50 dk, p 24 saat sonra 0,05 < ve p < 0,05 sonra 7 gün.

Sakaroz tercih değerlendirmelerinde bulunan bulgular, MCAO farelerinin daha az miktarda sakaroz tükettiğini ortaya koydu (p < 0,0001, Şekil 2a) ve daha uzun hareketlilik süresi vardı (p < 0,0001, Şekil 2B) sahte çalışan fareler ile karşılaştırıldığında.

Figure 1
Şekil 1: protokol zaman çizelgesinin grafik gösterimi. Farklı zamanlarda fareler üzerinde çalışan çeşitli testler şemaya gösterilir: deney başlangıcında MCAO = orta serebral arter tıkanıklığı; NSS = nörolojik önem puanı, 50 dk, 24 saat, ve 7 ve 30 gün sonrası MCAO; ve davranışsal testler (sucrose tercihi ve Porsolt zorla Swim testleri) günden itibaren 30 için 33 Post-MCAO. Bu rakam Ifergane ve al.45güncellenmiştir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Figure 2
Şekil 2: MCAO sonrası (n = 16) ve Şam kontrol fareler (n = 14) ile 30 ' dan 33 günden itibaren sucrose tercih testi yapılmıştır. Yüzde (%) sakaroz tercihi. MCAO fareler daha az sakaroz tüketilen (p < 0,0001) sahte kontrol fareler daha, şekil gösterilen iki grup arasında sakaroz tüketimi önemli bir fark ile. MCAO = orta serebral arter tıkanıklığı. Tüm veriler grup ortalaması ± SEM temsil eder. Bu rakam Ifergane ve al.45güncellenmiştir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3: Porsolt zorla yüzme testi gün 30 için 33 Post-MCAO (n = 16) ve post-Sham prosedürü (n = 14) gerçekleştirilir. Hareketsizlik süresi (saniye cinsinden). Zorla yüzme testinde hareketsizlik süresi, MCAO grubunda Sham grubundan (p < 0,0002) önemli ölçüde daha uzundu. MCAO = orta serebral arter tıkanıklığı. Tüm veriler grup ortalaması ± SEM temsil eder. Bu rakam Ifergane ve al.45güncellenmiştir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Histolojik bulgular Orta serebral arter tıkanıklığı grubu Sham tarafından işletilen Grup
Toplam beyin (ınfarct hacmi) 8,8% ± 6,5 0,3% ± 0,1
Beyin ödem 10,2% ± 4,6 2,6% ± 1,2
Tüm veriler grup ortalaması ± S. E. M 'Yi temsil eder

Tablo 1: infarkt hacmi ve beyin ödem Için histolojik bulgular. MCAO = orta serebral arter tıkanıklığı (n = 5); (n = 5).

Nörolojik önem puanı Orta serebral arter tıkanıklığı grubu Sham tarafından işletilen Grup
50 min cerrahi sonrası 2,75 ± 0,14 0,0 ± 0,0
24 saat sonrası cerrahi 3,2 ± 0,15 0,0 ± 0,0
7 gün ameliyat sonrası 0,91 ± 0,2 0,0 ± 0,0
Tüm veriler grup ortalaması ± S. E. M 'Yi temsil eder

Tablo 2: MCAO ve Sham-çalışan fareler Için nörolojik önem puanı (NSS). MCAO = orta serebral arter tıkanıklığı (n = 16); (n = 14). Bu tablo Ifergane et al.45.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

MCAO tekniğinin burada sunulan yollarından biri, orijinal MCAO modelinden daha güvenli kabul edileceği, oksipital arter, Terminal lingual ve maksiller arter dahil olmak üzere ECA ve dalları, tehlikeye atmaz. ICA üzerinden MCA yuvasını kapatıp zaman. ECA (ve dalları) orijinal MCAO modelinin ofset, distale kesme aleti ve onları46pıhtılaşma, kaslar47masticating vasküler tedarik için bir uzlaşma nedeniyle, bozulmuş mastication neden olur. Kas imha sonunda ek Hesaplamalı Sıvı dinamikleri serbest neden olabilir. MCA erişim ECA aracılığıyla ortaya çıkan orijinal MCAO tekniğinin aksine, burada açıklanan tekniği inme için değiştirilmiş, ECA ve onun tributaries kan akışı kesinti hiçbir oluşumu ile.

Beyin ödem, infarkım hacmi ve ağırlık değişiklikleri, önemli ölçüde, yanı sıra MCAO ile ilgili mortalite azaltmak değişkenlik azaltmak için yeteneğini orijinal MCAO dinlenme için roman MCAO modeli tercih için en önemli argümanlar. MCAO prosedürlerinde mortalite önemli bir faktör48; % 20 mortalite oranı makul49,50. Ölüm oranları (orijinal MCAO için% 20, roman MCAO için% 12,5, ve kontrol için% 0) mevcut soruşturmada tüm kabul edilebilir oran aralığında vardı, ama roman MCAO tekniği orijinal MCAO daha iyi seyretti.

Roman MCAO prosedürü geçiren fareler ameliyattan hemen sonra daha az kilo kaybetti ve orijinal MCAO tekniği28maruz fareler daha soruşturma sonunda daha fazla kilo kazandı. Daha fazla kilo kaybı ve daha az ağırlık kazanç orijinal MCAO maruz sıçanlarda ameliyat sırasında ECA bağlanması neden olabilir, hangi yüz distal hipoperfusion neden, lingual, ve maksiller arterlerin, yanı sıra kaslara iskemi ile ilgili hasarlar Destek mastication. Eğer çiğneme bozuksa, Oral alımı azalır, hangi, katabolizm ile birleştiğinde, kilo kaybı için hesap olabilir, ve uzun vadede, kötü bir nörolojik sonuç için, morbidite, ve ölüm43. ICA üzerinden MCA erişim ECA ve dalları ile müdahale gerektirmez. Bu nedenle, yeni MCAO prosedürü sırasında hiçbir bozukluk tetiklenmez ve prosedür geçiren fareler tarafından hiçbir ağırlık, morbidite veya mortalite sorunu yaşanmaktadır.

Depresif davranış, anhedonia, hareketsizlik ve öğrenme ve bellek bozukluğu gibi altta yatan depresif faktörleri değerlendirmek için kullanılan testler, depresyon51,52hayvan modellerinde uygulanan standart prosedürlerdir. Porsolt zorla yüzme testi gibi bir davranış testi, yaygın MCAO aşağıdaki alışılmadık motor yetenekleri etkilenir. Burada, bu test, değiştirilmiş MCAO farelerde PSD indüksiyonunun aşırı motor yeteneklerini etkilemediğini tespit etmek için cerrahi işlemden sonra 30 ' a 33 günden itibaren uygulandı. Sonuçlara göre, deneysel gruptan fareler bu Sham-kontrol fareler benzer bir toplam kaçış davranışı gösterdi. MCAO fareler önemli ölçüde daha fazla kaçış arızası vardı, hareketsizlik önemli ölçüde yükseltilmiş süresi, ve yalancı çalışan hayvanlar ile karşılaştırıldığında sakaroz için düşük bir tercih. Bu MCAO tekniğinin orijinal MCAO yöntemine yetenekli bir alternatif olduğunu düşündürmektedir.

Daha geniş bir deneysel değerlendirme için MCAO yordamında sıçan eklenmesi ve dışlama arasındaki fark çok operasyonun sonucuna bağlıdır. MCAO ile ilgili PSD-inducing modeli ile, MCAO bazı istenmeyen yan etkileri MCAO prosedüründe küçük ve muhtemelen kırılgan fareler dahil etmek için oda bırakarak, kısıtlandı olabilir. MCAO hayvan modeli burada sunulan MCAO kaynaklı PSD sonra istenmeyen sonuçları azaltmak için bir senaryo sağlar, çünkü kilo değişiklikleri, beyin ödem ve infarksızlık hacmi, yanı sıra MCAO ile ilgili ölümlerde varyasyon azaltma potansiyeli vardır. Bu teknik potansiyel olarak gelecekteki PSD terapilerini değerlendirmek ve terapötik maddelerin etkinliğine ilişkin preklinik veriler sağlamak ve inme ve PSD 'nin klinik sonuçlarından oluşan diğer faktörleri takip etmek için bir araç olarak hizmet verebilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarların ifşa etmesi gereken hiçbir şey yok.

Acknowledgments

Biz Profesör Olena Severynovska fizyoloji, biyoloji, ekoloji ve Tıp Fakültesi, oles Honchar Dnipro Üniversitesi, Dnipro, Ukrayna onun destek ve bizim tartışmalar için yararlı katkılar için teşekkür ederiz. Elde edilen veriler, reyhan 'ın doktora tezinin bir parçasıdır.

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).
Farelerde inme sonrası depresyon Inducing için orta serebral arter tıkanıklığı tekniği
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).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