改进的经颅大脑中动脉闭塞模型研究老年小鼠脑卒中结局

Summary

该协议展示了一种独特的小鼠卒中模型，具有中等大小的梗死和出色的生存率。该模型允许临床前卒中研究人员延长缺血持续时间，使用老年小鼠，并评估长期功能结果。

Abstract

在实验性卒中研究中，带有腔内细丝的大脑中动脉闭塞 （MCAO） 被广泛用于模拟小鼠缺血性卒中。细丝MCAO模型通常在C57Bl / 6小鼠中表现出巨大的脑梗死，有时包括大脑后动脉供应区域的脑组织，这主要是由于后交通动脉闭锁的高发生率。这种现象被认为是在细丝MCAO后长期卒中恢复期间在C57Bl / 6小鼠中观察到的高死亡率的主要原因。因此，许多慢性卒中研究都利用了远端MCAO模型。然而，这些模型通常只在皮层区域产生梗死，因此，中风后神经功能缺损的评估可能是一个挑战。本研究建立了一种改良的经颅 MCAO 模型，其中躯干处的 MCA 通过 一个小颅窗永久或短暂地部分闭塞。由于闭塞位置相对靠近 MCA 的起源，因此该模型会在皮层和纹状体中产生脑损伤。该模型的广泛表征表明，即使在老年小鼠中也具有出色的长期存活率，并且易于检测到神经功能缺损。因此，这里描述的MCAO小鼠模型代表了实验性中风研究的宝贵工具。

Introduction

在美国，每年有近 800,000 人患有中风，其中大多数是缺血性的¹。及时使用组织纤溶酶原激活剂（tPA）和/或血栓切除术恢复脑血流是目前对脑卒中患者最有效的治疗方法;然而，从长远来看，神经功能的完全恢复是罕见的^2,3。因此，寻找以功能改善为目标的新型卒中疗法是一个紧张的研究领域，需要临床相关的卒中动物模型。

啮齿动物中最常见的缺血性卒中模型使用腔内大脑中动脉闭塞 （MCAO） 来诱发卒中。在这个模型中，最初由 Zea Longa 于 1989 年开发，将尼龙丝引入颈内动脉 （ICA） 以阻止流向大脑中动脉 （MCA）⁴。但是，这种模式有局限性。首先，当细丝插入ICA时，流向大脑后动脉（PCA）的血流也可能被部分阻塞，特别是在小鼠中。至关重要的是，后交通动脉 （PcomA） 是连接大脑前循环和后脑循环的小动脉，在某些小鼠品系中经常发育不全，例如 C57Bl/6，该菌株主要用于实验性卒中研究。PcomA 的这种通畅性被认为有助于卒中后小鼠病变大小的变异性⁵.事实上，当 MCAO 期间流向 PCA 的血流量急剧下降，并且 PcomA 无法提供足够的侧支血流时，中风梗死可以扩展到 PCA 的领域。此外，在该模型中，长时间的缺血导致小鼠死亡的几率更高。因此，通常在小鼠中使用30-60分钟的短MCAO持续时间。然而，大多数卒中患者在再灌注治疗前会经历几个小时的缺血。因此，具有较长缺血持续时间的小鼠卒中模型具有高度的临床相关性。

该程序的总体目标是模拟具有中等大小梗死和出色存活率的小鼠的缺血性中风。这种经颅MCAO模型解决了临床中风的关键属性，因为可以进行长时间的缺血，并且老年小鼠对这种模型的耐受性很好，可以对功能恢复进行长期评估。

Protocol

这项工作中描述的所有程序均按照美国国立卫生研究院关于研究动物护理和使用指南进行，该协议已获得杜克研究所动物护理和使用委员会 （IACUC） 的批准。本研究使用年轻（8-10周龄）和年龄（22个月大）雄性C57Bl/6小鼠。该协议的概述如图 1所示。 1. 手术准备 检查小鼠的严重异常和行为缺陷。注意：手术前，外科医生必须穿戴?…

Representative Results

在手术显微镜下直接观察，可以目视确认缺血期间MCA血流受阻。我们之前的研究表明，使用激光多普勒监测仪 6 >缺血区域的血流量减少了80%。为了确定MCAO后血流变化，LSCI可用于进一步确认缺血性损伤和再灌注（图1）。事实上，在图3A中，观察到右侧MCA区域的血液供应减少。对于瞬时MCAO，拆线后，脑血流的再灌注很明显（图<strong clas…

Discussion

1981 年在大鼠中建立了第一个经颅 MCA 闭塞模型^{11,12，并于 1989} 年被无颅切除术 MCAO 模型取代⁴.最初的经颅 MCA 闭塞具有较宽的手术区域，因此整个颧弓被切除，肌肉被横向拉扯。手术后局部组织肿胀，导致动物压力和食物摄入量减少。在我们改良的经颅MCAO模型中，切口的侵入性较小，并且只切除了一小部分颧弓。使用四个小针牵开器暴…

Materials

0.25% bupivacaine	Hospira	NDC 0409-1159-18
0.9% sodium chloride	ICU Medical	NDC 0990-7983-03
2,3,5-Triphenyltetrazolium Chloride (TTC)	Sigma or any available vendor
20 G IV catheter	BD	381534	20 GA 1.6 IN
30 G needle	BD	305106
4-0 silk suture	Look	SP116	Black braided silk
8-0 suture with needle	Ethilon	2822G
Alcohol swabs	BD	326895
Anesthesia induction box	Any suitable vendor		Pexiglass make
Electrical grinder	JSDA	JD 700
High temperature cautery loop tip	Bovie	AA03
Isoflurane	Covetrus	NDC 11695-6777-2
Laser doppler perfusion monitor	Moor Instruments	moorVMS-LDF1
Lubricant eye ointment	Bausch + Lomb	339081
Mouse rectal probe	Physitemp	RET-3
Nitrous Oxide	Airgas	UN1070
Otoscope	Welchallyn	728	2.5 mm Speculum
Oxygen	Airgas	UN1072
Povidone-iodine	CVS	955338
Recovery box	Brinsea	TLC eco
Rimadyl (carprofen)	Zoetis	6100701	Injectable 50 mg/mL
Rodent ventilator	Harvard	Model 683
Temperature controller	Physitemp	TCAT-2DF
Triple antibioric & pain relief	CVS	NDC 59770-823-56
Vaporizer	RWD	R583S