Waiting
Login processing...

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

Behavior

En Middle cerebral arterien okklusjon Technique for inducing post-takts depresjon i rotter

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

Her presenterer vi en protokoll for å indusere post-takts depresjon hos rotter ved å okkluderer den midterste cerebral arterien via den interne hals puls arterien. Vi bruker Porsolt tvunget svømme test og sukrose preferanse test for å bekrefte og evaluere indusert depressive stemninger.

Abstract

Post-takts depresjon (PSD) er den mest tilbakevendende av alle psykiatriske komplikasjoner som følge av en iskemiske hjerneslag. Et større flertall (ca. 60%) av alle hjerneinfarkt pasienter lider av PSD, en lidelse anses å være en iskemiske hjerneslag-relatert forløper for økt død og fornedrelse i helse. Patofysiologi av PSD er fortsatt obskure. For å studere mekanismen for utvikling og forekomst av PSD videre, og for å finne ut en terapi, forsøkte vi å utvikle en ny protokoll som krever okkluderer midten cerebral arterien (MCA) via interne hals puls arterien (ICA) i rotter. Denne protokollen beskriver en modell av PSD indusert i rotter gjennom midten cerebral arterien okklusjon (MCAO). Også brukt i forsøket er Porsolt tvunget svømme test og sukrose preferanse test for å bekrefte og evaluere depressive stemningen av rottene under etterforskning. Snarere enn å sette inn kateteret gjennom eksterne hals puls arterien (ECA), som fastsatt for den opprinnelige prosedyren, denne MCAO teknikken har monofilament passerer direkte gjennom ICA. Denne MCAO teknikken ble utviklet for noen år siden og fører til en reduksjon i dødelighet og variasjon. Det er allment akseptert at kriteriene som brukes foretrekkes i utvelgelsen av biologiske modeller. Dataene innhentet med denne protokollen viser at denne modellen av MCAO kan være en måte å indusere PSD i rotter og kan potensielt føre til forståelse av patofysiologi og fremtidig utvikling av nye legemidler og andre nervecellene agenter.

Introduction

Hjerneslag er fjerde på listen over Death-begår sykdommer i USA1,2,3, mens det forårsaker flertallet av funksjonshemminger hos voksne i utviklede land4; Dette gjør slag en ledende kandidat blant verdens mest betydningsfulle helseproblemer. Normalitet i slag-overlevende pasienter er sjeldne, med ca 15%-40% av overlevelse ofrene lider permanent funksjonshemming, 20% krever institusjonell behandling 3 måneder etter slag debut5, og om lag en tredjedel av 6-måneders overlevelse trenger andre å hjelpe dem Live gjennom hver dag6. Stroke angivelig også står for den økende nasjonale helse utgifter7. Anslag fra American Heart Association har hjerneslag-relaterte kostnader i USA på over $50 000 000 000 i 20108.

Ikke bare kan slag forårsake personers langsiktige skader, men noen overlevende har en tendens til å lide følelsesmessige og atferdsmessige lidelser, slik som demens, tretthet, angst, depresjon, Delirium, og aggresjon9,10,11 ,12,13,14. Den mest tilbakevendende psykologisk oppfølger etter et slag er post-takts depresjon (PSD), diagnostisert i ca 40%-50% av overlevelse15,16,17. Hjerneslag-indusert depresjon resulterer i økt sykelighet og dødelighet18,19,20,21,22. Patofysiologi av PSD er ikke kjent helt, men det er tydeligvis forårsaket av flere faktorer og er knyttet til funksjonshemming, kognitiv svekkelse, og lesjon området23.

Rotte modell av fokal Brain iskemi, skapt av MCAO, er den mest utbredte dyret modell av hjerneslag24,25,26,27. I demonstrere induksjon av PSD i rotter ved å okkluderer MCA via ICA, teknikker som minimerer dødelighet og variasjon i MCAO modellen er ansatt28.

Det primære målet med denne protokollen er å skissere fremgangsmåten for å indusere PSD i rotter ved å okkluderer MCA via ICA, en modifisert modell av MCAO, som reduserer dødelighet og utfallet av variasjon28. Konkrete mål inkluderer å utføre nevrologiske og histologiske undersøkelser (bestemme nevrologisk alvorlighetsgrad score [NSS], volumet av hjerteinfarkt sonen, og hjerneødem) for å verifisere effekten av MCAO og bruke atferdsmessige tester for å undersøke påvirkning av denne MCAO prosedyren på utvikling av følelsesmessige lidelser, hovedsakelig PSD.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

The Animal Care Committee av Ben-Gurion University of the Negev, Israel godkjent alle behandling og testing prosedyrer som brukes i denne protokollen.

1. utarbeidelse av rotter for eksperimentell prosedyre

Merk: Velg voksen mannlig Sprague-Dawley rotter veiing 300-350 g.

  1. Huset rottene, fire per bur, inne en vivarium for 22 ° c og 40% fuktighet, med en omvendt 12 h lyset/mørk syklus (lyser av for 8:00 a.m.) og ubegrenset adgang å næringen og vann.
  2. Tilfeldig tildele rottene til to grupper, nemlig en MCAO gruppe (n = 24) og en humbug gruppe (n = 19).

2. utarbeidelse av rotter for kirurgi

  1. Å forberede rottene for det modifisert MCAO fremgangsmåte, bedøve hver rotten for 30 min med en blanding av isoflurane (4% for induksjon, 2% for kirurgi, og 1,3% for opprettholdelsen) inne 24% oksygen (2 L/min) inne en induksjon kammeret og tillate den å puste spontan29 ,30.
    Merk: Stimulere pedal abstinens refleks ved å knipe huden mellom tærne og/eller tå pads ved hjelp av Blunt tang. Vurdere dybden av anestesi tilstrekkelig når refleks forsvinner.
  2. Oppretthold kjerne kroppstemperaturen ved 37 ° c med en varmeplate.
  3. Mål kroppen temperatur av alle rotter igjennom en sonde oppstilt inne rotta ' rektum tidligere begynnelse det inngrep fremgangsmåte.
  4. Hold kroppstemperaturen konstant (37 ° c) for alle rotter for å minimere eventuelle hypotermi effekt på nevrologisk utfall og eventuelle nevrologiske skader.
  5. Påfør kunstig tårer salve på begge dyrets øyne mens de ligger på prep bordet.
  6. Barbere halsen av hver rotten og desinfisere huden med 70% alkohol klorheksidin (70% alkohol og 0,5% klorheksidin gluconate). Gjenta desinfeksjon trinn to ganger.
  7. Dekk rottene med sterilisert kirurgiske forheng.

3. kirurgi (MCAO Technique)

Merk: Utfør operasjonen som beskrevet av Boyko et al.28 og bruk instrumentene levert av Stensby et al.29 og Uluç et al.30.

  1. Utfør en ventrale midtlinjen snitt og analysere den overfladiske konseptet.
  2. Nøye utføre en skarp og stump disseksjon innenfor de tre trekant-formede muskelen (sternohyoidus, digastricus, og sternomastoid muskelen) for å identifisere hals puls arteriene (ECA, ICA, og den vanlige hals puls arterien [CCA]).
  3. Forsiktig analysere og eksponere høyre CCA og ICA.
  4. Skill høyre CCA og ICA fra vagus nerve.
    Merk: Ved identifisering av hals puls arteriene som fastsatt i trinn 3,2, ville ICA bli anerkjent som en halv av CCA grener sammen med ECA.
  5. Sett inn et kateter (avstumpet eller silikon-belagt 4-0 nylon) monofilament direkte gjennom ICA, ~ 18.5-19 mm fra bifurkasjonen punktet til høyre CCA inn i sirkelen av Willis til å nå en mild motstand, til tette MCA.
    Merk: Den varme avstumpet filament og silikon-belagt 4-0 nylon spille samme rolle og er de mer foretrukne fluorokarbonmonofilamenter i nyere tid, gitt at de gir bedre okklusjon enn vanlig nylon tråden28,30.
  6. Knyt en 4-0 silke Sutur rundt ICA rett over høyre CCA-bifurkasjonen (pterygopalatine arterie) for å blokkere ICA-proksimale til tråd filament innsettingspunktet permanent og i gang til den er midlertidig.
  7. Bind ICA rundt intraluminal tråden for å feste silke Sutur for å hindre blødning.
  8. Motiv det humbug-operert rotter å det likt inngrep fremgangsmåte idet det MCAO rotter bortsett fra innsette en nylon tråden i stedet28.
    Merk: Den nylon tråden, som silisium-belagt nylon, dualcare den ICA, men det er ikke så effektiv som den sistnevnte.
  9. Lukk såret på rotte halsen etter okkluderer MCA, slå av anestesi, og plassere rotte i en inkubator under observasjon til den våkner.
    Merk: Behovet for proksimale ligation er å tette ICA, og at av de ekstra ligation er å redusere blødningen rundt filament og sikre den på plass. Likeledes, rotta burde våkne opp et par minuttene etter dens sår er blitt stengt.

4. post-kirurgisk utvinning

  1. Administrere 5 mL av 0,9% saltoppløsning til hver rotte intraperitonealt, umiddelbart etter operasjonen, for å hindre dehydrering.
  2. Administrere analgesi betingelsesløst på den første dagen etter operasjonen; Bruk meloksikam 1 mg/kg SQ q24 h. give fortynnet dipyrone (0,5 g oppløst i 400 mL drikkevann) til rotter som viser symptomer på smerte i løpet av de første 3 dagene.
  3. Ofring alle rotter med anfall (anfall er forårsaket av det forhøyet intrakraniell trykk fra hjerneødem eller hjerneblødning28).

5. nevrologisk alvorlighetsgrad31

Merk: Denne prosedyren utføres av to observatører som ikke tar del i den kirurgiske behandlingen; de teste nevrologiske underskudd og grade motor underskudd på en kumulativ poengsum på 0-432. Evalueringen av denne poengsummen kan utføres ved forskjellige tidsintervaller; i denne etterforskningen, ble det utført 50 min, 24 h, 7, 15, og 30 dager etter operasjonen. Nedenfor finner du fremgangsmåten for evaluering av NSS. Selv om det ikke er en nødvendighet i denne situasjonen, er denne poengsummen nødvendig for å fastslå slag i gnagere for å administrere behandling.

  1. Plasser rotte på et keramisk gulv og la den bevege seg fritt i 1 min.
  2. Trekk rotta bakover ved halen og karakteren som følger.
    1. Vurder rotte med score 0 for ingen nevrologiske underskudd.
    2. Grade rotta med snes 1 for forlemen fleksjon.
    3. Grade rotta med snes 2 for kontralateral svak forlemen grep.
    4. Grade rotta med snes 3 for sirkle å det paretic side når hevet av halen.
    5. Grade rotta med snes 4 for spontan sirkle32.
      Merk: Hvis mer enn en av reaksjonene er observert, er preferanse gitt til handlingen med en høyere poengsum.

6. fastsettelse av infarkt Volume (Hhistologic undersøkelse)

  1. Måling av infarkt volum
    Merk: Utfør denne prosedyren som beskrevet tidligere33,34. Måle hjernen infarkt volum ved hjelp av 2, 3, 5-triphenyltetrazolium klorid (TTC) farging 24 h etter reperfusion.
    1. Euthanize fem rotter fra hver gruppe, 24 timer etter siste NSS, ved å utsette dem for en isoflurane overdose i en induksjon kammer.
    2. Halshugge rottene og raskt isolere sine hjerner ved hjelp av små saks og tang.
    3. Vask den isolerte hjernen i 0,9% saltvann.
    4. Undersøk blødning poeng på hjernen for å utelukke musene som gjennomgikk subarachnoid blødning i sirkelen av Willis.
    5. Plasser hver hjerne på et rent glass på en-20 ° c is sekk og plasser dem i et-20 ° c-kjøleskap i 5 minutter for å gjøre det lettere å skjære i hjernen.
    6. Ta glass skyve med hjernen på den ut av-20 ° c kjøleskap, Legg den tilbake på-20 ° c isen Pack, og analysere frontal Pol og lillehjernen med blad og tang.
    7. Skjær hjernen seksjoner horisontalt i 2 mm tykkelse med et blad for å produsere seks skiver.
    8. Forbered en 0,05% TTC-løsning ved å legge til 1,25 g av TTC-pulver til 500 mL normal saltløsning før ofring, Overfør løsningen til en 24-brønn plate (1 mL per brønn) dekket med folie, og oppbevar den ved 4 ° c.
      Merk: TTC og vev beiset med TTC er lysfølsom.
    9. Bruke tang, overføre hjerne skiver til 24-brønn plate som inneholder TTC løsningen (en skive per brønn) og strekke ut skiver i løsningen.
    10. Ruge plateinnholdet ved 37 ° c i et grunt vannbad i 30 minutter.
    11. Aspirer TTC løsningen fra platen med en pipette, vask dem med en brainwashing væske, og ruge ved romtemperatur i 30 min.
    12. Plasser sektorene i den rekkefølgen de ble kuttet på et laboratorie glass, og Undersøk segmentene med en skanner.
    13. Analysere infarkt størrelse som en prosentandel av hele hjernens skive, ved hjelp av ImageJ analyseprogramvare, basert på visuell identifisering.
  2. Analyse av infarkt volum35
    1. Kvantifisere det infarkt kvantum av benytter en målestokk image analyseprogramvare (ImageJ) og analysere det infarkt hjerne kvantum som prosenten av det hele hjerne størrelse33.
    2. Plasser hjernen skiver på glass mikroskop lysbilder og skanne dem med en optisk skanner med høy oppløsning (1 600 x 1 600 dpi) for en adekvat analyse.
    3. Beskjær bildene og standardisere skalaen for alle bilder ved å bruke den metriske linjalen som er inkludert i det skannede bildet.
    4. Mål arealet av markerte blekhet i seks påfølgende 2 mm koronale seksjoner ved hjelp av en wand (tracing) verktøy og Frihånd utvalg på ImageJ 1.37 v programvare36.
    5. Beregn det indirekte infarkt volumet ved hjelp av følgende formel37.

7. måling av Hjerneødem38

Merk: Hjerneødem ble målt 24 timer etter siste MCAO.  Euthanize dyr med alvorlig nevrologiske underskudd forstyrrer spising og/eller drikking i minst tre dager, mer enn 20% vekttap, hemiplegia eller beslag.

  1. Vurdere omfanget av ødem av høyre halvkule ved hjelp av summering av koronalt skiver områder for å beregne volumer av høyre og venstre halvkuler i vilkårlig enheter (piksler).
    Merk: Bruk ImageJ 1.37 v programvare for denne beregningen, etter optisk skanning (oppløsning: 1 600 x 1 600 dpi). Velg interesseområdet og bruk måle funksjonen fra analyse -menyen. Makroene ble brukt i etterforskningen.
  2. Express hjernen ødem området som en prosentandel av standard områdene i uberørt kontralateral halvkule.
  3. Beregn graden av hevelse ved hjelp av ligningen utviklet tidligere39.

Åttende Behavioral paradigmer

  1. Utfør atferds tester mellom dager 30 og 33 etter operasjonen i et lukket, stille og lys styrt rom.
  2. Tildel etterforskere blindet til alle eksperimentelle prosedyrer for å filme alle atferds tester med et kommersielt tilgjengelig program.
  3. Sukrose preferanse test40,41
    1. Sted rottene inne individ burene inne det likt rom idet der hvor de er huset under mørk syklus.
    2. For morgendagen 24 h, sted ettall flasken av 100 mL av 1% (w/v) sukrose løsning inne hver bur med det rotten å bli testet og regne med tilpasningen av rotta.
    3. Etter 24 h, frata rottene av mat og vann for 12 h ved å fjerne flaskene.
    4. Så etter 12 h, plassere to flasker i hvert bur for 4 h, en som inneholder 100 mL vann fra springen og en annen inneholdende 100 mL sukrose løsning (1% [w/v]).
    5. Ta opp mengden sukrose oppløsning og vann konsumert av rotter i milliliter. Beregn affinitet til sukrose preferanse som følger.
  4. Porsolt tvunget svømme test42
    Merk: Porsolt tvungen svømme test ble utført som beskrevet i en tidligere protokoll utgitt av Zeldetz et al.40 og Boyko et al.42. Prinsippet om denne testen sier at når rottene blir tvunget til å svømme i et begrenset område hvorfra, kan de ikke unnslippe, de til slutt bli Immobile, opphøre alle forsøk på å unnslippe vannet43,44. Denne testen ble utført i et annet rom under den mørke syklusen.
    1. Plasser hver rotte i en vertikal plexiglass sylinder (høyde: 100 cm; diameter: 40 cm) som inneholder 80 cm vann ved 25 ° c i 15 min for tilvenning.
    2. Ta rotta ut og la den tørke i 15 minutter i et oppvarmet kabinett (32 ° c).
    3. Retur rotta å dens hjem (original) bur.
    4. Gjenta trinn 8.4.1 24 h senere, denne gangen for etterforskningen, i 5 min.
    5. Video tape 5 min test og beregne den totale varigheten av immobilitet i denne perioden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Histologiske funn (tabell 1) avdekket en statistisk signifikant infarkt volum som en prosentandel av den totale hjernen (p < 0,0001) post-MCAO sammenlignet med dyr i humbug-kontrollgruppen. Også rapportert var en statistisk signifikant hjerneødem når evalueringen fra den eksperimentelle gruppen (p < 0,0003) ble satt side om side med at av humbug-kontrollgruppen.

Den NSS score innhentet, som er representert i tabell 2, viser lavere nevrologiske forestillinger i forsøksgruppen (MCAO) sammenlignet med høyere tall for humbug-kontrollgruppe etter mann-Whitney tester: p < 0,001 etter 50 min, p < 0,05 etter 24 timer, og p < 0,05 etter 7 dager.

Funn fra sukrose preferanse evalueringer avslørte at MCAO rotter også fortært en betydelig mindre mengde sukrose (p < 0,0001, figur 2a) og hadde en lengre immobilitet varighet (p < 0,0001, figur 2b) sammenlignet med humbug-opererte rotter.

Figure 1
Figur 1: grafisk demonstrasjon av protokollen tidslinjen. De ulike testene kjøres på rotter til forskjellige tider er vist på ordningen: MCAO = middels hjerne arterien okklusjon i begynnelsen av eksperimentet; NSS = nevrologisk alvorlighetsgrad, 50 min, 24 h, og 7 og 30 dager etter MCAO; og atferds tester (sukrose preferanse og Porsolt tvunget svømme tester) fra dager 30 til 33 post-MCAO. Dette tallet er blitt modifisert fra Ifergane et al.45. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: sukrose preferanse test utført fra dager 30 til 33 med post-MCAO (n = 16) og humbug-kontroll rotter (n = 14). Prosent (%) av sukrose preferanse. MCAO rotter forbruke færre sukrose (pencen < 0,0001) enn det humbug-administrere rotter, med en betydelig differansen inne sukrose fortæringen imellom det to holdene vist inne skikkelsen. MCAO = middels hjerne arterien okklusjon. Alle data representerer gruppen gjennomsnittlig ± SEM. Dette tallet er blitt modifisert fra Ifergane et al.45. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: Porsolt tvungen svømme test utført fra dager 30 til 33 post-MCAO (n = 16) og post-humbug prosedyre (n = 14). Immobilitet varighet (i sekunder). Den immobilitet tiden i tvangs svømme testen var signifikant lengre i MCAO-gruppen enn i humbug-gruppen (p < 0,0002). MCAO = middels hjerne arterien okklusjon. Alle data representerer gruppen gjennomsnittlig ± SEM. Dette tallet er blitt modifisert fra Ifergane et al.45. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Histologiske funn Midtre hjerne arterie okklusjon gruppe Humbug-opererte gruppe
Total hjerne (infarkt volum) 8,8% ± 6,5 0,3% ± 0,1
Hjerneødem 10,2% ± 4,6 2,6% ± 1,2
Alle data representerer gruppe gjennomsnittet ± S. E. M

Tabell 1: histologiske funn for infarkt volum og hjerneødem. MCAO = midtre hjerne arterie okklusjon (n = 5); humbug (n = 5).

Nevrologisk alvorlighetsgrad Midtre hjerne arterie okklusjon gruppe Humbug-opererte gruppe
50 min post-kirurgi 2,75 ± 0,14 0,0 ± 0,0
24 h post-kirurgi 3,2 ± 0,15 0,0 ± 0,0
7 dager etter operasjonen 0,91 ± 0,2 0,0 ± 0,0
Alle data representerer gruppe gjennomsnittet ± S. E. M

Tabell 2: nevrologisk alvorlighetsgrad (NSS) for MCAO og humbug-opererte rotter. MCAO = midtre hjerne arterie okklusjon (n = 16); humbug (n = 14). Denne tabellen er Hentet fra Ifergane et al.45.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

En av måtene som MCAO teknikken som presenteres her kan anses tryggere enn den opprinnelige MCAO modellen er illustrert av det faktum at ECA og dens grener, inkludert occipital arterien, terminalen flerspråklig, og maksillære arterien, er ikke kompromittert ved okkluderer av MCA via ICA. Den opprinnelige MCAO modellens offset av ECA (og dens grener), ved distally dissekere og coagulating dem46, forårsaker nedsatt tygge, på grunn av et kompromiss til vaskulær forsyning til masticating musklene47. Ødeleggelsen av muskelen kan til slutt føre til utgivelsen av ekstra beregningsorientert væske dynamikk. I motsetning til den opprinnelige MCAO teknikk som tilgang til MCA oppstår gjennom ECA, teknikken som er beskrevet her er modifisert for slag, uten forekomst av blodstrøm avbrudd i ECA og dens sideelver.

De viktigste argumentene for å foretrekke romanen MCAO modellen til den opprinnelige MCAO hvile i sin evne til å redusere variasjon i hjerneødem, infarkt volum, og vekt endringer, betydelig, samt redusere MCAO-relatert dødelighet. Dødelighet i MCAO prosedyrer er en viktig faktor48; en 20% dødelighet anses rimelig49,50. Dødeligheten (20% for originale MCAO, 12,5% for romanen MCAO, og 0% for kontroll) i dagens etterforskning var alle innen rekkevidde av akseptabel rente, men romanen MCAO teknikken gikk bedre enn den opprinnelige MCAO.

Rotter under romanen MCAO prosedyren mistet mindre vekt rett etter operasjonen og fikk mer vekt ved slutten av etterforskningen enn rotter utsatt for den opprinnelige MCAO teknikk28. Flere vekt forlis og færre vekt fortjene inne rotter utsatt for originalen MCAO kunne resultere fra ligating det ECA i løpet av kirurgi, hvilke anledninger i en Hypoperfusion inne det Facial, flerspråklig, og maksillære arterier, likeledes idet iskemi-i slekt erstatningskrav å det muskelen det støtte tygge. Hvis tygge er svekket, Oral inntak minsker, som, når kombinert med katabolisme, kan gjøre rede for vekttap, og i det lange løp, for en dårlig nevrologisk utfall, sykelighet, og død43. Tilgang til MCA via ICA krever ikke forstyrrer ECA og dens grener. Dermed er ingen nedskrivninger utløst under romanen MCAO prosedyren, og ingen vekt, sykelighet, eller dødelighet problemer oppleves av rotter gjennomgår prosedyren.

Testene som brukes til å vurdere underliggende depressive faktorer, slik som depressiv atferd, anhedonia, immobilitet, og læring og hukommelsessvikt, er standard prosedyrer anvendes i dyremodeller av depresjon51,52. En atferds test, som Porsolt tvunget svømme test, er ofte påvirket av uvanlige motoriske evner etter MCAO. Her ble denne testen brukt fra dager 30 til 33 etter kirurgiske prosedyren for å konstatere at induksjon av PSD i den modifiserte MCAO rottene ikke altfor påvirker deres motoriske evner. Alt etter det resultater, rotter fra det eksperimentelle gruppe viste en sammenlignbare sum flukt opptreden å det av humbug-administrere rotter. MCAO rotter fikk betydelig flere flukt feil, en viktig opphøyet varigheten av immobilitet, og en nedsatte preferanse for sukrose når sammenlignet med humbug-operert dyrene. Dette vil foreslå at denne MCAO teknikken er et dyktig alternativ til den opprinnelige MCAO metoden.

Forskjellen mellom inkludering og utelukkelse av rotter i MCAO prosedyren for en bredere eksperimentell evaluering avhenger veldig mye på utfallet av operasjonen. Med det MCAO-i slekt PSD-inducing modell, noe uønsket side-virkninger av MCAO det kan tenkes curtailed, innlevering rom for det inkludering av mindre, og muligens skjør rotter inne det MCAO fremgangsmåte. Dyret modell av MCAO presenteres her gir et scenario for å minske utilsiktede utfall etter MCAO-indusert PSD fordi den har potensial til å redusere variasjon i vekt endringer, hjerneødem, og infarkt volum, samt MCAO-relaterte dødsfall. Denne teknikken kan potensielt tjene som et verktøy for å vurdere fremtidige PSD terapier og gi prekliniske data om effekten av terapeutiske stoffer, samt overvåke andre faktorer som endrer modaliteter på det kliniske utfallet av hjerneslag og PSD.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Vi takker professor Olena Severynovska ved Institutt for fysiologi, Fakultet for biologi, økologi og medisin, Oles Hontsjar Dnipro University, Dnipro, Ukraina for sin støtte og nyttige bidrag til våre diskusjoner. Data innhentet er en del av R.K. doktoravhandling.

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

Atferd iskemiske hjerneslag poststroke depresjon rotte modell middels cerebral arterien okklusjon infarkt volum hjerneødem Porsolt tvunget svømme test sukrose preferanse test

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

En Middle cerebral arterien okklusjon Technique for inducing post-takts depresjon i rotter
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