To-fartøj okklusion musemodel af Cerebral iskæmi-reperfusion
Summary
En musemodel af cerebral iskæmi-reperfusion er etableret for at undersøge Patofysiologi af slagtilfælde. Vi distalt ligate lige midt cerebral arterie og højre fælles halspulsåren og genoprette blodtilførslen efter 10 eller 40 min for iskæmi.
Abstract
I denne undersøgelse, er en midterste cerebral arterien (MCA) okklusion musemodel ansat til at studere cerebral iskæmi-reperfusion. En reproducerbar og pålidelig musemodel er nyttig for at undersøge Patofysiologi af cerebral iskæmi-reperfusion og fastlægge potentielle terapeutiske strategier for patienter med slagtilfælde. Variationer i anatomien af kredsen af Willis af C57BL/6 mus påvirker deres infarkt volumen efter cerebral-iskæmi-induceret skade. Undersøgelser har vist at distale MCA okklusion (MCAO) kan løse dette problem og resultere i en stabil infarkt størrelse. I denne undersøgelse etablerer vi en to-fartøj okklusion musemodel af cerebral iskæmi-reperfusion gennem afbrydelse af blodgennemstrømningen til de rigtige MCA. Vi distalt ligate rigtige MCA og højre fælles halspulsåren (CCA) og genoprette blodtilførslen efter en vis periode af iskæmi. Denne iskæmi-reperfusion skade inducerer en infarkt stabil størrelse og adfærdsmæssige underskud. Perifere immunceller infiltrere iskæmisk hjernen i perioden 24 h infiltration. Derudover er neuronal tabet i det kortikale område mindre for en længere reperfusion varighed. Derfor, denne to-fartøj okklusion model er velegnet til at undersøge immunrespons og neuronal opsving efter cerebral iskæmi i perioden reperfusion.
Introduction
Cerebral iskæmi-reperfusion musen model er en af de mest udbredte eksperimentelle metoder til undersøgelse af Patofysiologi af iskæmi-induceret hjerne skade1. Fordi cerebral iskæmi-reperfusion aktiveres perifere immunsystemet, perifere immunceller infiltrere iskæmisk hjernen og forårsage neuronal skade2. Således er en pålidelig og reproducerbar musemodel, der efterligner cerebral iskæmi-reperfusion skal forstå Patofysiologi af slagtilfælde.
C57BL/6J (B6) mus er den mest almindeligt anvendte stamme i slagtilfælde eksperimenter, fordi de kan nemt blive genetisk manipuleret. Der findes to fælles modeller MCAO/reperfusion, der efterligner betingelsen af cerebral iskæmi-reperfusion. Først er intraluminal glødetrådens model af proksimale MCAO, hvor en silicium-belagt glødetråden er ansat til intravascularly occlude blodgennemstrømningen i MCA; occluding glødetråden er efterfølgende fjernes for at genoprette blod flow3. En kort okklusion varighed resulterer i en læsion af subkortikale regionen, mens en længere okklusion varighed forårsager infarkter i kortikale og subkortikale områder. Den anden model er modellens ligatur af distale MCAO, som involverer ekstravaskulære ligatur af MCA og CCA at reducere blodgennemstrømningen gennem MCA, hvorefter blodtilførslen er genoprettet gennem fjernelse af sutur og aneurisme klip4. I denne model, en infarkt forårsaget i de kortikale områder, og dødeligheden er lav. Fordi ligatur af MCAO/reperfusion model kræver craniectomy at udsætte stedet, hvor den distale MCA, webstedet nemt kan bekræftes, og undersøge, om blodgennemstrømningen i de distale MCA afbrydes under proceduren er ligetil.
B6 mus udviser betydelige variationer i anatomi af deres circle of Willis; Dette kan påvirke infarkt lydstyrken efter cerebral iskæmi-reperfusion5,6,7. I øjeblikket, kan dette problem overvindes gennem ligatur af den distale MCA8. I denne undersøgelse etablerer vi en metode til at tilstoppe MCA blodgennemstrømningen og aktivering af reperfusion efter en forudbestemt periode af iskæmi. To-fartøj okklusion af cerebral iskæmi-reperfusion model inducerer forbigående iskæmi af MCA område gennem ligatur af lige distal MCA og rigtige CCA, med blodgennemstrømningen genoprettes efter en vis periode af iskæmi. Denne MCAO/reperfusion model inducerer en infarkt af stabil størrelse, hovedparten af hjerne-infiltrerer immunceller i iskæmisk hjernen og adfærdsmæssige underskud efter cerebral iskæmi – reperfusion4.
Protocol
Representative Results
Discussion
MCAO/reperfusion musen model er en dyremodel, almindeligvis ansat til at efterligne forbigående iskæmi i mennesker. Dette dyr model kan anvendes til transgene og knockout mus stammer at undersøge Patofysiologi af slagtilfælde. Flere trin i protokollen er især kritisk. (1) microdrill skal anvendes forsigtigt, når du opretter et hul i kraniet, med upassende handling nemt forårsager blødning fra MCA. (2) MCA bør ikke blive beskadiget, og blødning skal undgås før og efter ligatur procedure. Skader på MCA påvirk…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af Ministeriet for videnskab og teknologi, Taiwan (mest 106-2320-B-038-024, mest 105-2221-E-038-007-MY3 og mest 104-2320-B-424-001) og Taipei Medical University Hospital (107TMUH-SP-01). Dette håndskrift blev redigeret af Wallace akademiske redigering.
Materials
| Bone rongeur | Diener | Friedman | |
| Buprenorphine | Sigma | B-044 | |
| Cefazolin | Sigma | 1097603 | |
| Chloral hydrate | Sigma | C8383 | |
| Dissection microscope | Nikon | SMZ-745 | |
| Electric clippers | Petpro | ||
| 10% formalin | Sigma | F5304 | |
| Germinator dry bead sterilizer | Braintree Scientific | ||
| Iris Forceps | Karl Klappenecker | 10 cm | |
| Iris Scissors | Diener | 9 cm | |
| Iris Scissors STR | Karl Klappenecker | 11 cm | |
| Microdrill | Stoelting | FOREEDOM K.1070 | |
| Micro-scissors-Vannas | HEISS | H-4240 | blade 7mm, 8 cm |
| Mouse brain matrix | World Precision Instruments | ||
| Non-invasive blood pressure system | Muromachi | MK-2000ST | |
| Operating Scissors STR | Karl Klappenecker | 14 cm | |
| Physiological Monitoring System | Harvard Apparatus | ||
| Razor blades | Ever-Ready | ||
| Stoelting Rodent Warmers | Stoelting | 53810 | Heating pad |
| Suture clip | Stoelting | ||
| Tweezers | IDEALTEK | No.3 | |
| Vetbond | 3M | 15672 | Surgical glue |
| 10-0 suture | UNIK | NT0410 | |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | Sigma | T8877 |
References
- Woodruff, T. M., et al. Pathophysiology, treatment, and animal and cellular models of human ischemic stroke. Molecular Neurodegeneration. 6 (1), 11 (2011).
- Chamorro, A., et al. The immunology of acute stroke. Nature Reviews. Neurology. 8 (7), 401-410 (2012).
- Engel, O., Kolodziej, S., Dirnagl, U., Prinz, V. Modeling stroke in mice – Middle cerebral artery occlusion with the filament model. Journal of Visualized Experiments. (47), e2423 (2011).
- Lee, G. A., et al. Interleukin 15 blockade protects the brain from cerebral ischemia-reperfusion injury. Brain, Behavior, and Immunity. 73, 562-570 (2018).
- Barone, F. C., Knudsen, D. J., Nelson, A. H., Feuerstein, G. Z., Willette, R. N. Mouse strain differences in susceptibility to cerebral ischemia are related to cerebral vascular anatomy. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 13 (4), 683-692 (1993).
- Kitagawa, K., et al. Cerebral ischemia after bilateral carotid artery occlusion and intraluminal suture occlusion in mice: evaluation of the patency of the posterior communicating artery. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 18 (5), 570-579 (1998).
- Wellons, J. C., et al. A comparison of strain-related susceptibility in two murine recovery models of global cerebral ischemia. Brain Research. 868 (1), 14-21 (2000).
- Doyle, K. P., Fathali, N., Siddiqui, M. R., Buckwalter, M. S. Distal hypoxic stroke: a new mouse model of stroke with high throughput, low variability and a quantifiable functional deficit. Journal of Neuroscience Methods. 207 (1), 31-40 (2012).
- Doyle, K. P., Buckwalter, M. S. A mouse model of permanent focal ischemia: Distal middle cerebral artery occlusion. Methods in Molecular Biology. , 103-110 (2014).
- Wayman, C., et al. Performing Permanent Distal Middle Cerebral with Common Carotid Artery Occlusion in Aged Rats to Study Cortical Ischemia with Sustained Disability. Journal Of Visualized Experiments. (108), e53106 (2016).
- Noor, R., Wang, C. X., Shuaib, A. Effects of hyperthermia on infarct volume in focal embolic model of cerebral ischemia in rats. Neuroscience Letters. 349 (2), 130-132 (2003).
- Florian, B., et al. Long-term hypothermia reduces infarct volume in aged rats after focal ischemia. Neuroscience Letters. 438 (2), 180-185 (2008).
- Carmichael, S. T. Rodent models of focal stroke: size, mechanism, and purpose. NeuroRx: The Journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics. 2 (3), 396-409 (2005).
- Lin, T. N., Te, J., Huang, H. C., Chi, S. I., Hsu, C. Y. Prolongation and enhancement of postischemic c-fos expression after fasting. Stroke. 28 (2), 412-418 (1997).
- Glazier, S. S., O’Rourke, D. M., Graham, D. I., Welsh, F. A. Induction of ischemic tolerance following brief focal ischemia in rat brain. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 14 (4), 545-553 (1994).
- Tachibana, M., et al. Early Reperfusion After Brain Ischemia Has Beneficial Effects Beyond Rescuing Neurons. Stroke. 48 (8), 2222-2230 (2017).
- Gan, Y., et al. Ischemic neurons recruit natural killer cells that accelerate brain infarction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (7), 2704-2709 (2014).
- Li, M., et al. Astrocyte-derived interleukin-15 exacerbates ischemic brain injury via propagation of cellular immunity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (3), E396-E405 (2017).
- Wang, S., Zhang, H., Dai, X., Sealock, R., Faber, J. E. Genetic architecture underlying variation in extent and remodeling of the collateral circulation. Circulation Research. 107 (4), (2010).
