Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Laser-inducerad hjärnskada i motor cortex av råttor

doi: 10.3791/60928 Published: September 26, 2020
* These authors contributed equally

Summary

Protokollet som presenteras här visar en teknik för att skapa en gnagare modell av hjärnskada. Den metod som beskrivs här använder laser bestrålning och mål motor cortex.

Abstract

En vanlig teknik för att inducera stroke i experimentella gnagare modeller innebär den övergående (ofta betecknas som MCAO-t) eller permanent (betecknas som MCAO-p) ocklusion av den mellersta cerebral artär (MCA) med hjälp av en kateter. Denna allmänt accepterade teknik har dock vissa begränsningar, och begränsar därmed dess omfattande användning. Stroke induktion av denna metod kännetecknas ofta av hög variation i lokalisering och storlek av det ischemiska området, periodiska förekomster av blödning, och höga dödstal. Också, den framgångsrika slutförandet av någon av de övergående eller permanenta förfaranden kräver expertis och ofta varar i ca 30 minuter. I detta protokoll presenteras en laserbestrålningsteknik som kan tjäna som en alternativ metod för att inducera och studera hjärnskada i gnagaremodeller.

När jämfört med råttor i kontroll och MCAO grupper, hjärnan skada genom laserinduktion visade minskad variabilitet i kroppstemperatur, infarct volym, hjärnan ödem, intrakraniell blödning, och dödlighet. Vidare orsakade användningen av en laser-inducerad skada skador på hjärnvävnaderna endast i motor cortex till skillnad från i MCAO experiment där förstörelse av både motor cortex och striatal vävnader observeras.

Resultaten från denna undersökning tyder på att laser bestrålning skulle kunna fungera som en alternativ och effektiv teknik för att inducera hjärnan skada i motor cortex. Metoden förkortar också tiden för att slutföra proceduren och kräver inte experthanterare.

Introduction

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

Globalt är stroke den näst vanligaste dödsorsaken och den tredje vanligaste orsaken till funktionshinder1. Stroke leder också till svår funktionsnedsättning, ofta kräver extra vård från medicinsk personal och släktingar. Det finns därför ett behov av att förstå de komplikationer som är förknippade med sjukdomen och förbättra risken för mer positiva resultat.

Användningen av djurmodeller är det första steget för att förstå sjukdomar. För att säkerställa bästa forskningsresultat, en typisk modell skulle innehålla en enkel teknik, överkomliga priser, hög reproducerbarhet, och minimal variation. De avgörande faktorerna i ischemisk stroke modeller inkluderar hjärnan ödem volym, infarct storlek, omfattningen av blod - hjärnbarriären (BBB) uppdelning, och funktionsförsämring allmänt utvärderas via neurologisk svårighetsgrad poäng2.

Den mest använda stroke induktionstekniken i gnagare modeller occludes den mellersta cerebrala artären (MCA) transiently eller permanent3. Denna teknik ger ett slag modell som liknar de hos människor: det har en penumbra som omger linjerade området, är mycket reproducerbara, och reglerar ischemi varaktighet och reperfusion4. Icke desto mindre har MCAO-metoden vissa komplikationer. Tekniken är benägen att intrakraniell blödning och skada på ipsilateral näthinnan med en dysfunktion av den visuella cortex och gemensamma hypertermi som ofta leder till ytterligare resultat5,6,7. Andra begränsningar inkluderar höga variationer i inducerad stroke (som härrör från den troliga förlängningen av ischemi till oavsiktliga regioner, som den yttre halspulsådern regionen), otillräcklig ocklusion av MCA, och för tidig reperfusion. Också, råttor av olika stammar och storlekar uppvisar olika infarct volymer8. Förutom alla de nämnda nackdelarna, kan MCAO-modellen inte framkalla små isolerade stroke i djupa hjärnområden, eftersom det är begränsat tekniskt när det gäller dess krav på minsta kärlstorlek för kateterisering. Detta gör behovet av en alternativ modell desto mer kritiskt. En annan metod, photothrombosis, ger ett möjligt alternativ till MCAO förfaranden men inte förbättra på effektiviteten9. Denna teknik riktar stroke med ljus och erbjuder vissa förbättringar på de tidigare modellerna. Emellertid kräver photothrombosis en invasiv craniotomy som är associerad med sekundära compications9.

Mot bakgrund av skisserade brister ger det protokoll som presenteras här en kapabel alternativ laserteknik för att inducera hjärnskada hos gnagare. Laserteknikens verkningsmekanism bygger på laserns fototermiska effekter som förmedlas på levande vävnader, vilket leder till att ljusstrålarna upptags upptag av kroppsvävnader och att de förvandlingen till värme. Fördelarna med att använda en laserteknik är dess säkerhet och enkel manipulation. En laser förmåga att producera värme för att stoppa blödning gör det mycket viktigt inom medicinen, medan dess förmåga att förstärka olika strålar vid en given meet point säkerställer att lasrar undvika att förstöra friska vävnader som står i vägen för målet punkt10. Laserstrålen som används i detta protokoll kan passera genom ett låg flytande medium, såsom ben, utan att avge sin energi och / eller orsakar någon förstörelse. När den når ett högt flytande medium, såsom hjärnvävnader, den använder upp sin energi för att förstöra målet vävnader. Tekniken, därför, kan framkalla hjärnskada endast i lämpligt område i hjärnan.

Tekniken presenteras här visade en enorm mängd förmåga att reglera sina nivåer av bestrålning, producerar de valda variationerna av hjärnskada avsedd från början. Till skillnad från den ursprungliga MCAO som påverkar både cortex och striatum, lasertekniken kunde reglera effekterna av hjärnskada, inducera skada endast på den avsedda motor cortex. Häri tillhandahålls laser-inducerad hjärnan skada protokollet och en sammanfattning av representativa resultat för förfarandet utförs på hjärnbarken hos råttor.

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

Följande förfarande genomfördes enligt riktlinjerna för användning av försöksdjur i Europeiska gemenskapen. Experimenten godkändes också av djurvårdskommittén vid Ben-Gurion University of the Negev.

1. Val och beredning av djur

  1. Välj 65 manliga Sprague-Dawley råttor som väger 300 till 350 g med någon overt patologi för detta förfarande. Den mindre storleken medför tekniska svårigheter för MCAO-förfarandet.
  2. Tilldela 3 råttor per bur och låt dem anpassa sig i minst 3 dagar.

2. MCAO-förfarandet

  1. Välj 25 råttor för MCAO möjliggör 10—20% dödlighet i samband med förfarandet11.
  2. Utför MCAO med hjälp av en standardteknik, som tidigare beskrivits i detalj12.

3. Laserinducerad försöksprocedur i hjärnskada

  1. Tilldela 20 råttor till en grupp som är markerad som lasergrupp och 20 råttor till en annan kontrollgrupp (sham-operated).
  2. Försök lasergruppen råttor att laser bestrålning vid 50J X 10 punkter på följande sätt:
    1. Söva råtta med en blandning av 2% isofluran i syre möjliggör den spontana ventilationen. Kontrollera om det finns tillräckligt anestetiskt djup genom att nypa svansen med tivnip för att se frånvaron av tillbakadragandereflexen.
    2. Bibehålla råttans kärnkroppstemperatur vid 37 °C under hela försöksförfarandet med hjälp av en rektaltemperaturreglerad värmedyna.
    3. Ta bort lokalt hår med en rakapparat och desinficera med 70% alkohol och 0,5% klorhexidinglukonat. Upprepa desinfektionssteget två gånger till.
      OBS: Storleken på det kirurgiska snittet bör vara cirka 3 cm. Ta bort hår minst 2 cm runt snittet området.
    4. Placera råttan på en stereotaxisk huvudhållare i ett benäget läge och gör ett 3 cm snitt för att reflektera hårbotten i lateralt och för att exponera området mellan Bregma och Lambda.
    5. Underhåll anestesi genom noskonen.
    6. Använd Neodym-YAG (Nd-YAG) laser (topp våglängd 1064 nm) för att administrera 50J X 10 punkter, med 1 s puls varaktighet, till det utsatta området av skallen ovanför den högra hjärnhalvan.
    7. Se till att den lasergenererande delen av apparaten beser sig på 2 mm avstånd från det utsatta området för att framställa en laserstråle. 50J X 10 poäng valdes efter noggrann utvärdering av olika energi/ytkombinationer. Denna kombination är effektiv och orsakar inte ben förstörelse av skallen efter administrering för mindre än en andra10.
      OBS: 2 mm är avståndet mellan laserstrålens pol (från den optiska kabel den förs igenom) och skallbenet. I det fall en fokuseringslins används bör avståndet beräknas med hänsyn till linsens lutningsvinkel för att fokusera strålen i det önskade området för skador. Säkerställ korrekt säkerhet vid användning av en laseranordning inklusive lämplig träning och ögonskydd.
    8. Ta bort råttan från enheten och stäng hårbotten med 3-0 siden kirurgiska suturer.
    9. Avbryt anestesi och återför råttan till sin bur för återhämtning. Administrera 0,1 mL av 0,25% bupivacaine lokalt för att minska den postoperativa smärtan omedelbart efter operationen.
      OBS: Hela proceduren bör pågå mindre än 5 min om den utförs korrekt.
  3. Observera råttan för eventuella tecken på nöd under post- anestesi återhämtning. Före uppkomsten från anestesi, ge 0.01mg/kg intramuskulära buprenorfin för postoperativa analgesi och fortsätta med upprepade doser var 12 h i minst 48 h.
  4. Försök med kontrollråttor till samma villkor utan att utsätta dem för lasern.

4. Neurologisk svårighetsgrad poäng (NSS)

  1. Utvärdera den neurologiska svårighetsgraden poäng 24 h efter den laser-inducerad hjärnskada med hjälp av en 43-punktspoäng13. Testa djuren för neurologiska underskott, beteendestörningar, strålbalanserande uppgift och reflexer, tilldela högre poäng för allvarligare funktionshinder, som tidigare detaljerade13.

5. Manipulationer efter skada

  1. Efter NSS-utvärdering, avliva råttorna genom att utsätta dem för 20% syre och 80% CO2 (via inspiration) och transcardially genomsyra råttan med heminerade fosfatbuffrad saltlösning (PBS, 0,9% NaCl).
    OBS: Se till att CO2 levereras till en förutbestämd takt i enlighet med 1999 års riktlinjer för 1999 års djurvårds- och användningskommittéer. Detta steg kan också utföras under 5% isofluran anestesi.
  2. Skörda hjärnor och förbered dig för ytterligare undersökning enligt beskrivningen i ett tidigare protokoll11.
  3. Utvärdera för subarachnoid blödning (SAH) genom visuell undersökning av hela hjärnan efter dess isolering från skallen. Vid behov får mikroskop eller förstoringsglas användas för detta ändamål.

6. Utvärdering av hjärnskadan

  1. Bestämma hjärnan infarct volym och hjärnan ödem genom TTC färgning
    OBS: 2,3,5-Triphenyltetrazolium klorid (TTC) färgning är ett bekvämt förfarande för hjärnan infarktdetektion 11.
    1. Sektion de skördade hjärnorna i 6 koronalskivor, vardera 2 mm tjocklek.
    2. Inkubera uppsättningen skivor från varje hjärna i 30 min vid 37 °C i 0,05% TTC.
    3. Efter färgningen ska du skanna skivorna med en optisk skanner med en upplösning på 1600 X 1600 dpi.
    4. De obefläckade områdena i de fasta hjärnskivorna definieras som infarcted12.
    5. Med hjälp av en bildbehandlingsprogramvara (t.ex. gratisprogram Bild J) mäta det obefläckade infarcted området, ipsi- och kontralateral halvklot för var och en av de 6 koronalskivor.
    6. Beräkna den infarcted volymen som en procentsats av den totala hjärnan:
      Equation 1
    7. Beräkna hjärnan ödem med Kaplan metod:
      Equation 2
  2. Bestämma omfattningen av blod-hjärnbarriären (BBB) brott
    OBS: Bedöm BBB-brott 24 h efter den laserinducerade hjärnskadan enligt följande:
    1. Administrera 2% Evans Blue blandat med 4 mL/kg saltlösning intravenöst till råttor via den kanylerade svansvenen och låt lösningen cirkulera i 1 h.
    2. Avliva råttor genom att utsätta dem för 20% syre och 80% CO2 (via inspiration) 24 h efter den sista NSS, som tidigare beskrivits13.
    3. Skörda det intravaskulära lokaliserade färgämnet enligt följande:
      1. Öppna bröstkorgarna på råttorna med kirurgiska pincettes och kirurgisk sax.
      2. Genomsyra djuren med kyld 0,9% koksaltlösning via vänster kammare med hjälp av 110 mmHg tills erhållen en färglös perfusionsvätska från höger förmak.
    4. Skörda hjärnorna och skiva dem rostrocaudally i 2 mm skivor.
    5. Separera den vänstra hjärnan skivor från rätt delar att utvärdera skadade och icke-skadade halvklot separat.
    6. Väg, homogenisera med hjälp av murbruk och mortelstöt, och sedan inkubera hjärnvävnaderna i 50% triklorättiksyra i 24 h.
    7. Centrifugera den homogeniserade hjärnan skivor vid 10.000 × g för 20 min.
    8. Blanda 1 mL av supernatanten från centrifugerad hjärna med 1,5 mL 96% etanol vid 1:3 och bedöm blod- hjärnbarriärbrott med hjälp av en fluorescensdetektor vid 620 nm excitation våglängd (10 nm bandbredd) och 680 nm emissionsvåglängd (10 nm bandbredd).
      OBS: Båda ratgrupperna genomgår samma protokoll för bestämning av BBB-haveri.

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

Inga dödsfall eller SAH registrerades i vare sig kontroll- eller experimentgrupperna (tabell 1). MCAO-gruppen hade en 20% av både dödlighet och SAH.

De relativa kroppstemperaturförändringarna hos råttorna i båda grupperna var också likartade, trots en skillnad i variabiliteten hos båda grupperna (tabell 1).

Det fanns en betydligt sämre NSS i både laser (16 ± 1.1) och MCAO (20 ± 1.5) modeller, jämfört med den skenstyrda kontrollgruppen (1 ± 0,3; Tabell 1; p<0,01).

Den laserinducerade hjärnskadan orsakade också en betydande ökning av infarktvolymen vid målhalvfären, jämfört med den skenstyrda kontrollgruppen (2,4 % ± 0,3 mot 0,5 % ± 0,1; Tabell 2 och figur 1A; p<0.01), per Mann-Whitney U-testet. Lasermodellens infarktvolym var dock mindre i jämförelse med MCAO-tekniken (2,4 % ± 0,3 jämfört med 9,9 % ± 2,9).

Hjärnan ödem bestäms 24 h efter hjärnskada visas i figur 1B och tabell 2. Det fanns ingen skillnad i hjärnan ödem mellan laser-inducerad hjärnan skada modellen och den sham-drivs kontrollgruppen (3,4% ± 0,6 vs 0,7% ± 1,2). Det fanns en signifikant skillnad i hjärnan ödem mellan lasermodellen och MCAO tekniken (3,4 ± 0,6 vs 7 ± 2,6†). Data presenteras som medelvärde ± SEM.

Jämfört med den simulerade kontrollgruppen orsakade den laserinducerade hjärnskadan och MCAO-tekniken båda en signifikant ökning av BBB-brott vid det icke skadade halvklotet (563 ng/g ± 66 och 1176 ng/g ± 168, respektive, jämfört med 141 ng/g ± 14; Figur 2A och tabell 2; p<0,01) och målhalvfären (2204 ng/g ± 280 respektive 2764 ng/g ± 256, vs 134 ng/g ± 11; Figur 2B och tabell 2; p<0,01).

Histologisk undersökning av råttors hjärnor visas i figur 3.

Nss Temperatur, °C SAH, % Dödlighet, %
Grupper medelvärde ± SEM variabilitet, % medelvärde ± SEM variabilitet, %
Sham-manövrerad kontroll 1 ± 0,3 97 37,2 ± 0,1 59 0 0
Laser 50J x10 16 ± 1,1* 30 37,4 ± 0,1 84 0 0
p-MCAO 20 ± 1,5* 37 38,3 ± 0,1* 129 20* 20*

Tabell 1: Bedömning av NSS, kroppstemperatur, subarachnoid blödning och dödlighet. * = p < 0,01

Bbb Infarcted Volym Hjärnan Ödem
Grupper medelvärde ± SEM variabilitet, % medelvärde ± SEM variabilitet, % medelvärde ± SEM variabilitet, %
Sham-manövrerad kontroll 134 ± 11 25 0,5 ± 0,1 77 0,7 ± 1,2 573
Laser 50J x10 2204 ± 280* 40 2,4 ± 0,3* 34 3,4 ± 0,6 58
p-MCAO 2764 ± 256* 29 9,9 ± 2,9* 92 7 ± 2,6* 115

Tabell 2: Bedömning av BBB-nedbrytning, infarktzon och hjärnödem. * = p < 0,01

Figure 1
Figur 1: Bedömning av hjärnskada i lasermodellen 24 h efter skadan jämfört med MCAO-modellen och den skenstyrda kontrollen. (A) Bedömning av infarktvolym. Det fanns en ökning av infarct volym i lasermodellen jämfört med den simulerade kontrollen (*p<0.01). Dock var infarct volymen i lasermodellen mindre jämfört med MCAO-modellen (*p<0.01). (B) Bedömning av totalt hjärnödem. Det fanns en ökning av hjärnan ödem i MCAO modellen jämfört med antingen laser modell eller sham-opereras kontroll. Det fanns ingen skillnad i hjärnan ödem mellan laser modell och sham-drivs kontroll. Uppgifterna mäts som % till det kontralaterala halvklotet och uttrycks som medelvärde ± SEM. Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.

Figure 2
Figur 2: Omfattningen av BBB-haveri jämfört med skenkontroller. (A) Kontralateral (icke-skadade) hemisfär. Både laser och MCAO modeller, ledde till en betydande ökning av BBB brott på icke-skadade halvklotet jämfört med den simulerade styrgrupp (* p & lt;0,01). (B) Ipsilateral (skadade) halvklotet. Det fanns en skillnad i ipsilateral BBB uppdelning i laser och MCAO modeller jämfört med den simulerade styr (* p & lt;0,01). Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.

Figure 3
Figur 3: Histologisk undersökning av råttors hjärnor från sken-, laser- och MCAO-grupper. Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.

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

Det är rimligt att anta att lasertekniken är minimalt invasiv, med tanke på att inga dödsfall eller SAH inträffade i lasergruppen. Den primära dödsorsaken och SAH är den skada på blodkärl som leder till en förhöjning av intrakraniellt tryck (ICP), som visas i de ursprungliga MCAO-teknikerna10. Frånvaron av dödsfall och SAH i lasergruppen beror sannolikt på de särskilda effekterna av lasrar: de har inte direkt påverkan på blodkärlen och kan framkalla koagulation vid läckage. Låg infarktvolym och hjärnödem hjälper också till att minimera risken för dödsfall. Användning av lasrar bör betraktas som en lämplig teknik för att inducera hjärnskada med minimala negativa utfall, med tanke på att de ursprungliga MCAO-teknikerna för att utlösa stroke (både övergående och permanent) har visat sig producera dödsfall och SAH6.

Låg kroppstemperatur resultaten i lasergruppen visar att lasertekniken inte occlude den hypotalamus artär som reglerar kroppstemperaturen, som den ursprungliga MCAO gör typiskt7, stödja teorin att lasertekniken är mer riktade. Låg variabilitet över hela linjen av parametrar som undersökts anges konsekvens i användningen av lasrar för att inducera hjärnskada, men sådana fina resultat beror mycket på valet av makt. Tillräcklig effekt ger önskade utfall, medan små eller överskottskalibreringar kan orsaka under- eller överprestanda, vilket i båda fallen är till skada. Förmågan att sikta på målet gör dock fortfarande tekniken mindre riskabel. Därav, korrekt hantering gör det lättare att få resultat med precision med hjälp av lasertekniken, samt att reglera metoden för önskvärda effekter.

Precisionen och effekten av lasertekniken var tydligt i sin förmåga att slå endast motor cortex utan att orsaka skador på striatum, vilket tyder på att lasertekniken kan producera lokaliserad skada som är nästan omöjligt att uppnå med MCAO10. Detta uppnåeliga utfall med lasertekniken beror på förmågan att reglera laserstrålen och dess effekt och gör lasermetoden till en modellteknik för att inducera mindre, perifer och djup och definierad hjärnskada som inte kan erhållas med MCAO. Enkelheten att manipulera en lasermaskin gör det mycket önskvärt. Till skillnad från MCAO-tekniker som kräver mödosam utbildning och experter, med hjälp av lasrar är enklare, kräver inga experter eller dyr utbildning. Användningen av lasertekniken kan öka forskningen och bidra till att upptäcka bättre resultat snabbare än MCAO-metoden ensam.

När det gäller begränsningar av lasertekniken, producerar användningen av laserstrålar inte hjärnskador som är helt lika med akuta vaskulära ocklusiva stroke. Specifikt, lasrar producera omedelbar vävnad ärr på målplatsen som är jämförbara med en vaskulär ocklusiv stroke som är flera dagar gammal. Tekniken kan därför inte vara lämplig för att utvärdera läkemedel som syftar till att förhindra spridning av stroke men bör vara idealisk för att bedöma isolerade motor cortex stroke på långvarig motor, kognitiva och beteendemässiga funktionsnedsättningar. Användningen av ett litet antal råttor för denna forskning var också en begränsning, med endast hälften av antalet råttor (n = 10) i varje grupp som används för hjärnans skörd och undersökning av storleken på stroke, omfattningen av hjärnan ödem, BBB brott, och SAH närvaro.

Bristen på jämförelser mellan vår teknik och andra lasermetoder kan också anses vara en begränsning. Vi överlagt om att utföra jämförande metoder men beslutade att inte göra det eftersom bedöma de skador som orsakas av dessa andra lasermetoder är svårt. Till exempel, fototrombos tekniken6 orsakar svaga skador som gör det utmanande att utvärdera hjärnan svullnad och andra villkor som kan uppstå. Också, användning av craniotomy i lasertekniken för ischemi är problematiskt eftersom craniotomy är mycket invasiv och kan öka BBB: s permeabilitet, orsakar ytterligare hjärnskada som inte är associerad med stroke. Att bedöma sådana skador för jämförelse med vår metod är nästan omöjligt. Lasermodellen inducerar stroke med strålning genom skallen utan kraniotomi.

Liksom många modeller har lasermodellen sina fördelar och begränsningar, med den mest uppenbara nackdelen är dess oförmåga att efterlikna perfekt mänskliga stroke så exakt som andra modeller. Ändå gör den låga variationen i primära resultat av de flesta parametrar, dess precision, överkomliga priser, förmåga att framkalla mindre hjärnskador och dess enkla tillämpning det till en lämplig alternativ teknik för hjärnskada hos gnagare.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

Vi vill tacka Institutionen för anestesiologi av Soroka University Medical Center och laboratoriet personal Ben-Gurion University of the Negev för deras hjälp i utförandet av detta experiment.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride SIGMA - ALDRICH 298-96-4
50% trichloroacetic acid SIGMA - ALDRICH 76-03-9
Brain & Tissue Matrices SIGMA - ALDRICH 15013
Cannula Venflon 22 G KD-FIX 1.83604E+11
Centrifuge Sigma 2-16P SIGMA - ALDRICH Sigma 2-16P
Compact Analytical Balances SIGMA - ALDRICH HR-AZ/HR-A
Digital Weighing Scale SIGMA - ALDRICH Rs 4,000
Dissecting scissors SIGMA - ALDRICH Z265969
Eppendorf pipette SIGMA - ALDRICH Z683884
Eppendorf Tube SIGMA - ALDRICH EP0030119460
Ethanol 96 % ROMICAL Flammable Liquid
Evans Blue 2% SIGMA - ALDRICH 314-13-6
Fluorescence detector Tecan, Männedorf Switzerland model Infinite 200 PRO multimode reader
Heater with thermometer Heatingpad-1 Model: HEATINGPAD-1/2
Infusion Cuff ABN IC-500
Isofluran, USP 100% Piramamal Critical Care, Inc NDC 66794-017
Multiset TEVA MEDICAL 998702
Olympus BX 40 microscope Olympus
Optical scanner Canon Cano Scan 4200F
Petri dishes SIGMA - ALDRICH P5606
Scalpel blades 11 SIGMA - ALDRICH S2771
Sharplan 3000 Nd:YAG (neodymium-doped yttrium aluminum garnet) laser machine Laser Industries Ltd
Stereotaxic head holder KOPF 900LS
Sterile Syringe 2 ml Braun 4606027V
Syringe-needle 27 G Braun 305620

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. World Health Organization. Global health estimates: deaths by cause, age, sex and country, 2000-2012. World Health Organization. 9, Geneva. (2014).
  2. Meadows, K. L. Experimental models of focal and multifocal cerebral ischemia: a review. Reviews in the Neurosciences. 29, 661-674 (2018).
  3. Durukan, A., Strbian, D., Tatlisumak, T. Rodent models of ischemic stroke: a useful tool for stroke drug development. Current Pharmaceutical Designs. 14, 359-370 (2008).
  4. Fluri, F., Schuhmann, M. K., Kleinschnitz, C. Animal models of ischemic stroke and their application in clinical research. Drug Design, Development and Therapy. 9, 3445-3454 (2015).
  5. Li, F., Omae, T., Fisher, M. Spontaneous hyperthermia and its mechanism in the intraluminal suture middle cerebral artery occlusion model of rats. Stroke. 30, 2464-2470 (1999).
  6. Boyko, M., et al. An experimental model of focal ischemia using an internal carotid artery approach. Journal of Neuroscience Methods. 193, 246-253 (2010).
  7. Zhao, Q., Memezawa, H., Smith, M. L., Siesjo, B. K. Hyperthermia complicates middle cerebral artery occlusion induced by an intraluminal filament. Brain Research. 649, 253-259 (1994).
  8. Braeuninger, S., Kleinschnitz, C. Rodent models of focal cerebral ischemia: procedural pitfalls and translational problems. Experimental and Translational Stroke Medicine. 1, 8 (2009).
  9. Choi, B. I., et al. Neurobehavioural deficits correlate with the cerebral infarction volume of stroke animals: a comparative study on ischaemia-reperfusion and photothrombosis models. Environmental Toxicology and Pharmacology. 33, 60-69 (2012).
  10. Boyko, M., et al. An Alternative Model of Laser-Induced Stroke in the Motor Cortex of Rats. Biological Procedure Online. 21, 9 (2019).
  11. Bleilevens, C., et al. Effect of anesthesia and cerebral blood flow on neuronal injury in a rat middle cerebral artery occlusion (MCAO) model. Experimental Brain Research. 224, 155-164 (2013).
  12. Kuts, R., et al. A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats. Journal of Visualized Experiments. (147), e58875 (2019).
  13. Boyko, M., et al. Morphological and neuro-behavioral parallels in the rat model of stroke. Behavioural Brain Research. 223, 17-23 (2011).
Laser-inducerad hjärnskada i motor cortex av råttor
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kuts, R., Melamed, I., Shiyntum, H. N., Gruenbaum, B. F., Frank, D., Knyazer, B., Natanel, D., Severynovska, O., Vinokur, M., Boyko, M. Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats. J. Vis. Exp. (163), e60928, doi:10.3791/60928 (2020).More

Kuts, R., Melamed, I., Shiyntum, H. N., Gruenbaum, B. F., Frank, D., Knyazer, B., Natanel, D., Severynovska, O., Vinokur, M., Boyko, M. Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats. J. Vis. Exp. (163), e60928, doi:10.3791/60928 (2020).

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