Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Laserindusert hjerneskade i motorcortex av rotter

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

Summary

Protokollen som presenteres her viser en teknikk for å skape en gnagermodell av hjerneskade. Metoden som er beskrevet her bruker laserbestråling og retter seg mot motorcortex.

Abstract

En vanlig teknikk for å indusere slag i eksperimentelle gnagermodeller innebærer forbigående (ofte betegnet som MCAO-t) eller permanent (utpekt som MCAO-p) okklusjon av den midterste cerebrale arterien (MCA) ved hjelp av et kateter. Denne allment aksepterte teknikken har imidlertid noen begrensninger, og begrenser dermed utstrakt bruk. Stroke induksjon av denne metoden er ofte preget av høy variasjon i lokalisering og størrelse på iskemisk område, periodiske forekomster av blødning og høye dødelighet. Også vellykket gjennomføring av noen av de forbigående eller permanente prosedyrene krever kompetanse og varer ofte i ca 30 minutter. I denne protokollen presenteres en laserbestrålingsteknikk som kan tjene som en alternativ metode for å indusere og studere hjerneskade i gnagermodeller.

Sammenlignet med rotter i kontroll- og MCAO-gruppene viste hjerneskaden ved laserinduksjon redusert variasjon i kroppstemperatur, infarktvolum, hjerneødem, intrakraniell blødning og dødelighet. Videre forårsaket bruk av en laserindusert skade skade på hjernevevet bare i motorcortexen i motsetning til i MCAO-forsøkene der ødeleggelse av både motorcortex og striatal vev observeres.

Funn fra denne undersøkelsen tyder på at laser bestråling kan tjene som en alternativ og effektiv teknikk for å indusere hjerneskade i motorcortex. Metoden forkorter også tiden for å fullføre prosedyren og krever ikke ekspertbehandlere.

Introduction

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

Globalt er hjerneslag den nest ledende dødsårsaken og den tredje ledende årsaken tilfunksjonshemming 1. Hjerneslag fører også til alvorlig funksjonshemning, ofte krever ekstra omsorg fra medisinsk personell og slektninger. Det er derfor et behov for å forstå komplikasjonene forbundet med lidelsen og forbedre potensialet for mer positive resultater.

Bruken av dyremodeller er det første skrittet for å forstå sykdommer. For å sikre de beste forskningsresultatene, vil en typisk modell inkludere en enkel teknikk, rimelighet, høy reproduserbarhet og minimal variasjon. Determinantene i iskemisk hjerneslag modeller inkluderer hjernen ødem volum, infarct størrelse, omfanget av blod-hjerne barriere (BBB) sammenbrudd, og funksjonell svekkelse generelt evaluert via nevrologisk alvorlighetsgrad score2.

Den mest brukte slaginduksjonsteknikken i gnagermodeller okkluderer den midterste hjernearterien (MCA) forbigående eller permanent3. Denne teknikken produserer en slagmodell som ligner på de hos mennesker: den har en penumbra rundt strøkområdet, er svært reproduserbar, og regulerer iskemivarighet og reperfusjon4. Likevel har MCAO-metoden noen komplikasjoner. Teknikken er utsatt for intrakraniell blødning og skade på ipsilateral netthinnen med dysfunksjon av den visuelle cortex og vanlig hypertermi som ofte fører til ytterligere utfall5,,6,,7. Andre begrensninger inkluderer store variasjoner i indusert slag (som følge av den sannsynlige forlengelsen av iskemi til utilsiktede regioner, som den eksterne halspulsåren), utilstrekkelig okklusjon av MCA og for tidlig reperfusjon. Også rotter av forskjellige stammer og størrelser viser ulike infarktvolumer8. I tillegg til alle ulempene nevnt, mcao modellen kan ikke indusere små isolerte slag i dype hjerneområder, fordi det er begrenset teknisk i forhold til kravet om minimum fartøystørrelse for kateterisering. Dette gjør behovet for en alternativ modell enda mer kritisk. En annen metode, fototrombose, gir et mulig alternativ til MCAO-prosedyrer, men forbedrer ikke effektiviteten9. Denne teknikken retter seg mot slag med lys og tilbyr noen forbedringer på de tidligere modellene. Fototrombose krever imidlertid en invasiv kraniotomi som er forbundet med sekundære kompications9.

I lys av skisserte mangler gir protokollen som presenteres her en dyktig alternativ laserteknikk for å indusere hjerneskade hos gnagere. Virkningsmekanismen til laserteknikken er basert på laserens fototermiske effekter formidlet på levende vev, noe som fører til absorpsjon av lysstråler av kroppsvev og deres konvertering til varme. Fordelene ved å bruke en laserteknikk er dens sikkerhet og enkel manipulasjon. En laser evne til å produsere varme for å stoppe blødning gjør det svært viktig i medisin, mens dens evne til å forsterke ulike bjelker på et gitt møtested sikrer at lasere unngå å ødelegge sunt vev som står i veien for målpunktet10. Laserstrålen som brukes i denne protokollen kan passere gjennom et lavt flytende medium, for eksempel bein, uten å slippe ut sin energi og / eller forårsake ødeleggelse. Når den når et høyt flytende medium, for eksempel hjernevev, bruker den opp sin energi til å ødelegge målvevet. Teknikken kan derfor indusere hjerneskade bare i riktig område av hjernen.

Teknikken som presenteres her viste en enorm mengde evne til å regulere nivåene av bestråling, og produserte de valgte variasjonene av hjerneskade beregnet fra starten. I motsetning til den opprinnelige MCAO som påvirker både cortex og striatum, laser teknikken var i stand til å regulere virkningen av hjerneskade, indusere skade bare på den tiltenkte motorcortex. Heri er den laserinduserte hjerneskadeprotokollen og et sammendrag av representative resultater for prosedyren som utføres på hjernebarken av rotter gitt.

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

Følgende prosedyre ble utført i henhold til retningslinjene for bruk av eksperimentelle dyr i Det europeiske fellesskap. Eksperimentene ble også godkjent av Dyrevernskomiteen ved Ben-Gurion University of the Negev.

1. Valg og forberedelse av dyr

  1. Velg 65 hannSprague-Dawley rotter som veier 300 til 350 g uten overt patologi for denne prosedyren. Den mindre størrelsen utgjør tekniske problemer for MCAO-prosedyren.
  2. Tilordne 3 rotter per bur og la dem tilpasse seg i minst 3 dager.

2. MCAO prosedyre

  1. Velg 25 rotter for MCAO som tillater 10 – 20 % dødelighet knyttet til prosedyren11.
  2. Utfør MCAO ved hjelp av en standardteknikk, som tidligere beskrevet i detalj12.

3. Laserindusert hjerneskade eksperimentell prosedyre

  1. Tilordne 20 rotter til en gruppe merket som lasergruppe og 20 rotter til en annen kontrollgruppe (sham-operert).
  2. Utfør lasergrupperotter for laser bestråling ved 50J X 10 points poeng på følgende måte:
    1. Bedøve rotte med en blanding av 2% isofluran i oksygen som tillater spontan ventilasjon. Kontroller tilstrekkelig bedøvelsesdybde ved å klemme halen med tang for å se fraværet av uttaksrefleksen.
    2. Opprettholde rotens kroppstemperatur på rotten ved 37 °C gjennom hele eksperimentell prosedyren ved hjelp av en rektal temperaturregulert varmepute.
    3. Fjern lokalt hår med barbermaskin og desinfiser med 70% alkohol og 0,5% klorhexidinglukosat. Gjenta desinfeksjonstrinnet to ganger til.
      MERK: Størrelsen på det kirurgiske snittet skal være ca. 3 cm. Fjern håret minst 2 cm rundt snittområdet.
    4. Plasser rotten på en stereotaksisk hodeholder i en utsatt posisjon og lag et 3 cm snitt for å reflektere hodebunnen sidealt og for å utsette området mellom Bregma og Lambda.
    5. Opprettholde anestesi gjennom nesekjegle.
    6. Bruk Neodymium-YAG (Nd-YAG) laser (peak bølgelengde 1064 nm) for å administrere 50J X 10 poeng, med 1 s puls varighet, til det eksponerte området av skallen over høyre halvkule.
    7. Sørg for at lasergenererende del av apparatet er i 2 mm avstand fra det eksponerte området for å produsere en laserstråle. 50J X 10 poeng ble valgt etter nøye evaluering av ulike energi-/overflatekombinasjoner. Denne kombinasjonen er effektiv og forårsaker ikke beinødeleggelse av skallen etter administrering i mindre enn et sekund10.
      MERK: 2 mm er avstanden mellom terminalen på laserstrålen (fra den optiske kabelen den passerer gjennom) og skallebenet. Hvis det brukes en fokusflinse, bør avstanden beregnes med hensyn til vinkelen på objektivet for å fokusere strålen i ønsket skadeområde. Sørg for riktig sikkerhet når du bruker en laserenhet, inkludert egnet opplæring og øyebeskyttelse.
    8. Fjern rotten fra enheten og lukk hodebunnen med 3-0 silkekirurgiske suturer.
    9. Avslutt anestesi og returner rotten til buret for utvinning. Administrer 0,1 ml 0,25 % bupivakain lokalt for å redusere den postoperative smerten umiddelbart etter operasjonen.
      MERK: Hele prosedyren skal vare mindre enn 5 min hvis den utføres riktig.
  3. Vær oppmerksom på at rotten er tegn på nød under gjenoppretting etter anestesi. Før anestesi oppstår, må du gi 0,01mg/kg intramuskulær buprenorfin for postoperativ analgesi og fortsette med gjentatte doser hver 12.
  4. Subjektiv kontroll rotter til de samme forholdene uten å utsette dem for laseren.

4. Nevrologisk alvorlighetsgrad score (NSS)

  1. Evaluer den nevrologiske alvorlighetsgraden score 24 timer etter laser-indusert hjerneskade ved hjelp av en 43-punkts score13. Test dyrene for nevrologiske underskudd, atferdsforstyrrelser, strålebalanserende oppgave og reflekser, tildele høyere score for mer alvorlige funksjonshemninger, som tidligere detaljert13.

5. Manipulasjoner etter skade

  1. Etter NSS evaluering, euthanize rotter ved å utsette dem for 20% oksygen og 80% CO2 (via inspirasjon) og transcardially perfuse rotte med heparinisert fosfat-bufret saltvann (PBS, 0,9% NaCl).
    MERK: Sørg for at CO2 leveres til en forhåndsbestemt sats i samsvar med retningslinjene for institusjonell dyrepleie- og brukskomité. Dette trinnet kan også utføres under 5% isofluran anestesi.
  2. Harvest hjerner og forberede seg på videre undersøkelse som beskrevet i en tidligere protokoll11.
  3. Evaluer for subaraknoid blødning (SAH) gjennom visuell undersøkelse av hele hjernen etter isolasjon fra skallen. Om nødvendig kan et mikroskop eller forstørrelsesglass brukes til dette formålet.

6. Evaluering av hjerneskaden

  1. Bestemme hjernens infarktvolum og hjerneødem ved TTC-farging
    MERK: 2,3,5-Triphenyltetrazoliumklorid (TTC) farging er en praktisk prosedyre for hjernens infarktdeteksjon11.
    1. Del de høstede hjernene i 6 koronale skiver, hver 2 mm tykkelse.
    2. Inkuber settet med skiver fra hver hjerne i 30 min ved 37 °C i 0,05 % TTC.
    3. Etter farging skanner du skivene med en optisk skanner med en oppløsning på 1600 X 1600 dpi.
    4. De uopphetede områdene av de faste hjerneskivene er definert som infarcted12.
    5. Ved hjelp av en bildebehandlingsprogramvare (f.eks. freeware Image J) måle det uoppståede infarktområdet, ipsi- og kontralaterale halvkuler for hver av de 6 koronale skiver.
    6. Beregn det ufarcted volumet som en prosentandel av den totale hjernen:
      Equation 1
    7. Beregn hjerneødem ved hjelp av Kaplan-metoden:
      Equation 2
  2. Bestemme omfanget av blod hjernebarriere (BBB) brudd
    MERK: Vurder BBB-brudd 24 timer etter laserindusert hjerneskade som følger:
    1. Administrer 2 % Evans Blue blandet med 4 ml/kg saltvannsløsning intravenøst til rotter via den hernulerte halevenen og la oppløsningen sirkulere i 1 time.
    2. Euthanize rotter ved å utsette dem for 20% oksygen og 80% CO2 (via inspirasjon) 24 timer etter siste NSS, som tidligere beskrevet13.
    3. Høst det intravaskulært lokaliserte fargestoffet som følger:
      1. Åpne rotters kister med kirurgiske pincettes og kirurgisk saks.
      2. Perfuse dyrene med avkjølt 0,9% saltvann via venstre ventrikkel ved hjelp av 110 mmHg til du får en fargeløs perfusjonsvæske fra høyre atrium.
    4. Høst hjernen og skjær dem rostrocaudally i 2 mm skiver.
    5. Skill de venstre hjerneskivene fra de riktige delene for å evaluere skadde og ikke-skadde halvkuler separat.
    6. Vei, homogeniser ved hjelp av mørtel og pestle, og inkuber deretter hjernevevet i 50% trikloreddiksyre i 24 timer.
    7. Sentrifuge homogeniserte hjerneskiver ved 10.000 × g i 20 min.
    8. Bland 1 ml av supernatanten fra sentrifugert hjerne med 1,5 ml 96% etanol på 1:3 og vurder blod-hjerne barriere brudd ved hjelp av en fluorescens detektor på 620 nm excitation bølgelengde (10 nm båndbredde) og 680 nm utslipp bølgelengde (10 nm båndbredde).
      MERK: Begge grupper av rotter gjennomgår samme protokoll for å bestemme BBB-sammenbrudd.

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

Ingen dødsfall eller SAH ble registrert i verken kontroll- eller eksperimentelle grupper (tabell 1). MCAO-gruppen hadde en 20 % rate av både dødelighet og SAH.

De relative kroppstemperaturendringene i rotter i begge gruppene var også like, til tross for en forskjell i variasjonen i begge gruppene (tabell 1).

Det var en betydelig verre NSS i både laseren (16 ± 1,1) og MCAO (20 ± 1,5) modeller, sammenlignet med den sham-opererte kontrollgruppen (1 ± 0,3; Tabell 1; p<0,01).

Den laserinduserte hjerneskaden forårsaket også en betydelig økning i infarktvolum på målhalvkule, sammenlignet med den sham-opererte kontrollgruppen (2,4% ± 0,3 vs 0,5% ± 0,1; Tabell 2 og figur 1A; p<0,01), per Mann-Whitney U-testen. Det infarktvolumet til lasermodellen var imidlertid mindre sammenlignet med MCAO-teknikken (2,4 % ± 0,3 mot 9,9 % ± 2,9).

Hjerneødem bestemt 24 timer etter hjerneskade er vist i figur 1B og tabell 2. Det var ingen forskjell i hjerneødem mellom den laserinduserte hjerneskademodellen og den sham-opererte kontrollgruppen (3,4 % ± 0,6 vs. 0,7 % ± 1,2). Det var en signifikant forskjell i hjerneødem mellom lasermodellen og MCAO-teknikken (3,4 ± 0,6 vs 7 ± 2,6†). Data presenteres som gjennomsnitt ± SEM.

Sammenlignet med den sham-opererte kontrollgruppen forårsaket den laserinduserte hjerneskaden og MCAO-teknikken begge en betydelig økning i BBB-brudd på den ikke-skadde halvkule (563 ng / g ± 66 og 1176 ng / g ± 168, vs 141 ng / g ± 14; Figur 2A og tabell 2; p<0,01) og målhalvkule (2204 ng/g ± henholdsvis 280 og 2764 ng/g ± 256 vs. 134 ng/g ± 11; Figur 2B og tabell 2; p<0,01).

Histologisk undersøkelse av rotters hjerner er vist i figur 3.

Nss Temperatur, °C SAH, % Dødelighet, %
Grupper gjennomsnitt ± SEM variabilitet, % gjennomsnitt ± SEM variabilitet, %
Sham-operert 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: Vurdering av NSS, kroppstemperatur, subaraknoid blødning og dødelighet. * = p < 0,01

Bbb Infarcted volum Ødem i hjernen
Grupper gjennomsnitt ± SEM variabilitet, % gjennomsnitt ± SEM variabilitet, % gjennomsnitt ± SEM variabilitet, %
Sham-operert 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: Vurdering av BBB-sammenbrudd, infarktsone og hjerneødem. * = p < 0,01

Figure 1
Figur 1: Vurdering av hjerneskade i lasermodellen 24 timer etter skaden sammenlignet med MCAO-modellen og sham-operert kontroll. (A) Vurdering av infarkt volum. Det var en økning i infarktvolum i lasermodellen sammenlignet med den sham-opererte kontrollen (*p<0.01). Det infarktvolumet i lasermodellen var imidlertid mindre sammenlignet med MCAO-modellen (*p<0.01). (B) Vurdering av totalt hjerneødem. Det var en økning i hjerneødem i MCAO-modellen sammenlignet med enten lasermodellen eller sham-operert kontroll. Det var ingen forskjell i hjerneødem mellom lasermodellen og sham-operert kontroll. Dataene måles som % til den kontralaterale halvkule og uttrykkes som gjennomsnittet ± SEM. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: Omfanget av BBB-sammenbrudd sammenlignet med sham-kontroller. (A) Kontralateral (ikke-skadet) halvkule. Både laser- og MCAO-modellene førte til en betydelig økning i BBB-brudd på den ikke-skadde halvkule sammenlignet med den sham-opererte kontrollgruppen (*p<0.01). (B) Ipsilateral (skadet) halvkule. Det var en forskjell i ipsilateral BBB sammenbrudd i laser- og MCAO-modellene sammenlignet med den sham-opererte kontrollen (*p<0.01). Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: Histologisk undersøkelse av rotters hjerner fra sham,laser- og MCAO-grupper. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

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 er rimelig å anta at laserteknikken er minimalt invasiv, gitt at ingen dødsfall eller SAH skjedde i lasergruppen. Den primære dødsårsaken og SAH er skade på blodkar som fører til en økning av intrakranielt trykk (ICP), som vist i de opprinnelige MCAO-teknikkene10. Fraværet av død og SAH i lasergruppen skyldes sannsynligvis de spesifikke effektene av lasere: de har ikke direkte innvirkning på blodårene og kan indusere koagulasjon i tilfelle lekkasje. Lavt infarktvolum og hjerneødem bidrar også til å minimere risikoen for død. Bruk av lasere bør betraktes som en egnet teknikk for å indusere hjerneskade med minimale uønskede resultater, gitt at de opprinnelige MCAO-teknikkene for å utløse slag (både forbigående og permanent) har vist seg å produsere dødsfall og SAH6.

Lave kroppstemperaturfunn i lasergruppen viser at laserteknikken ikke okkluderer hypothalamusarterien som regulerer kroppstemperaturen, da den opprinnelige MCAO vanligvis7,støtter teorien om at laserteknikken er mer målrettet. Lav variasjon over hele linja av parametere undersøkt indikertkonsistens i bruk av lasere for å indusere hjerneskade, men slike fine resultater avhenger veldig mye av valg av makt. Tilstrekkelig kraft gir ønskede resultater, mens små eller overskuddskalibreringer kan forårsake under- eller overytelse, noe som i begge tilfeller er skadelig. Likevel gjør evnen til å sikte mot målet fortsatt teknikken mindre risikabelt. Derfor, riktig håndtering gjør det lettere å oppnå resultater med presisjon ved hjelp av laser teknikk, samt å regulere metoden for ønskelige effekter.

Presisjonen og effekten av laserteknikken var tydelig i sin evne til å slå bare motorcortex uten å forårsake skade på striatum, noe som tyder på at laserteknikken kan produsere lokalisert skade som er nesten umulig å oppnå med MCAO10. Dette oppnåelige resultatet med laserteknikken skyldes evnen til å regulere laserstrålen og dens kraft og gjør lasermetoden til en modellteknikk for å indusere mindre, perifer og dyp og definert hjerneskade som ikke kan oppnås med MCAO. Enkelheten ved å manipulere en lasermaskin gjør det svært ønskelig. I motsetning til MCAO teknikker som krever krevende trening og eksperter, ved hjelp av lasere er enklere, krever ingen eksperter eller dyr trening. Bruken av laserteknikken kan øke forskningen og bidra til å avdekke bedre resultater raskere enn MCAO-metoden alene.

Når det gjelder begrensninger av laserteknikken, produserer bruk av laserstråler ikke hjerneskader som er helt lik akutte vaskulære okklusive slag. Spesielt, lasere produsere umiddelbare vev arr på målstedet som kan sammenlignes med en vaskulær okklusiv hjerneslag som er flere dager gammel. Teknikken kan derfor ikke være egnet for evaluering av legemidler som tar sikte på å forhindre spredning av slag, men bør være ideell i å vurdere isolert motorcortex slag på langvarig motorisk, kognitiv, og atferdsmessige funksjonsnedsettelse. Bruken av et lite antall rotter for denne forskningen var også en begrensning, med bare halvparten av antall rotter (n = 10) i hver gruppe som brukes til hjernehøsting og undersøkelse av størrelsen på slaget, omfanget av hjerneødem, BBB-brudd og SAH-tilstedeværelse.

Mangelen på sammenligninger mellom vår teknikk og andre lasermetoder kan også anses som en begrensning. Vi bevisst på å utføre komparative metoder, men bestemte oss for ikke å gjøre det fordi vurdere skaden forårsaket av disse andre lasermetoder er vanskelig. For eksempel forårsaker fototromboseteknikken6 svak skade som gjør det utfordrende å evaluere hevelse i hjernen og andre forhold som kan oppstå. Også bruk av kraniotomi i laserteknikken for iskemi er problematisk fordi kraniotomi er svært invasiv og kan øke BBB permeabilitet, forårsaker ekstra hjerneskade som ikke er forbundet med hjerneslag. Å vurdere slik skade for sammenligning med vår metode er nesten umulig. Lasermodellen induserer slag med stråling gjennom skallen uten kraniotomi.

Som mange modeller, lasermodellen har sine fordeler og begrensninger, med den mest grelle ulempen er dens manglende evne til å etterligne perfekt menneskelig slag så nøyaktig som andre modeller. Likevel, den lave variasjonen i primære utfall av de fleste parametere, dens presisjon, overkommelig, evne til å indusere mindre hjerneskader, og dens enkle applikasjon gjør det til en passende alternativ teknikk for hjerneskade hos gnagere.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Vi vil gjerne takke Anestesiologiavdelingen ved Soroka University Medical Center og laboratoriepersonalet ved Ben-Gurion University of the Negev for deres hjelp i utførelsen av dette eksperimentet.

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).
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