Mevcut protokol, serebral damarların anatomik yapısını hasara neden olmadan koruyan bir orta serebral arter oklüzyonu/reperfüzyonu sıçan modelini tanımlar.
Yöntem makalesi
Mevcut protokol, serebral damarların anatomik yapısını hasara neden olmadan koruyan bir orta serebral arter oklüzyonu/reperfüzyonu sıçan modelini tanımlar.
İskemik inme, dünya çapında yetişkinler arasında uzun süreli sakatlık ve mortalitenin birincil nedeni olarak durmaktadır. İskemik inmenin hayvan modelleri, patolojik mekanizmalarını anlamamıza ve potansiyel tedavilerin geliştirilmesine önemli ölçüde katkıda bulunmuştur. Şu anda, serebral iskeminin hayvan modellerini indüklemek için filament (endovasküler sütür) tekniklerini içeren iki yaygın yöntem vardır. Bununla birlikte, bu yöntemlerin beyne kan perfüzyonunun azalması, dış karotis arter sisteminde hasar, bozulmuş gıda ve/veya su alımı ve yüzün duyusal işlev bozukluğu gibi doğal sınırlamaları vardır. Bu makale, serebral vasküler anatomiden ödün vermeden bir sıçan iskemik inme modelini indüklemek için yeni bir yöntem sunmaktadır. Bu çalışmada, Sprague-Dawley sıçanlarının ortak karotis arteri (CCA) ortaya çıkarıldı ve bir insizyon yapıldı. Daha sonra orta serebral arteri tıkamak için insizyondan internal karotid artere bir filament yerleştirildi. 1.5 saatlik indüklenmiş iskemi sonrasında, tıkayıcı filament hem internal karotis arterden hem de CCA'dan tamamen çıkarıldı. CCA'daki insizyon daha sonra mikroskop altında 11-0 mikrocerrahi sütürler kullanılarak dikildi (büyütme 4x). CCA'yı onarmak için mikrocerrahi tekniklerin kullanılmasıyla, bu çalışma, serebral kan damarlarının anatomik bütünlüğünü korurken sıçanlarda iskemik inme modelini indüklemek için başarılı bir şekilde benzersiz bir yöntem geliştirdi.
Dünya çapında erişkinlerde önde gelen ölüm ve uzun süreli nörolojik disfonksiyon nedeni olan inme, iskemik inme vakaların yaklaşık %81,9'unu oluştururken, serebral kanama ve subaraknoid kanama sırasıyla %14,9 ve %3,1'i oluşturur1. İskemik inme sıklıkla orta serebral arterin (MCA) ateroskleroz veya tıkanmasından kaynaklanır ve bu da lokal serebral kan akışının azalmasına ve ardından beyin hasarına yol açar. İskemik hücrelere besin tedarikindeki bu azalma, enerji tükenmesini tetikleyerek zar bütünlük kaybına, hücre şişmesine ve nihayetinde lizise neden olur. Ek olarak, hücre içi kalsiyumun artması, uyarıcı amino asit salınımı, artmış serbest radikal üretimi ve inflamatuar hücre aktivasyonu gibi faktörler, inme sonrası beyin dokusu hasarına katkıda bulunur2.
İskemik inme için tedavi hedefleri çok yönlüdür: devam eden nörolojik hasarı azaltmak ve mortaliteyi ve uzun vadeli sakatlığı azaltmak; hareketsizlik ve nörolojik disfonksiyondan kaynaklanan komplikasyonları önlemek; ve inme tekrarlama riskini en aza indirmek. İskemik inme patofizyolojisinin karmaşıklığı göz önüne alındığında, iskemik inmeyi hedefleyen tedavilerin araştırılması ve geliştirilmesi için sağlam bir inme modeli gereklidir.
Şu anda, orta serebral arter tıkanıklığı (MCAo), iskemik inmenin yaygın bir hayvan modelidir3. MCAo tipik olarak, orta serebral arterin (MCA) kökenine ulaşana kadar servikal damarlardan silikon uçlu veya alevle körelmiş bir monofilament yerleştirilerek gerçekleştirilir. 1986'da Koizumi ve meslektaşları, ortak karotis arterdeki (CCA) bir kesiden silikon uçlu bir monofilamentin yerleştirilmesini içeren bir teknik geliştirdiler, bu da MCA'nın girişine ulaşmasına ve kan akışını engellemesine izin verdi4. 1989'da Longa'nın grubu, dış karotis arterde (ECA) bir kesi yoluyla bir monofilament sokulmasını içeren başka bir MCAo yöntemi bildirdi. Monofilament daha sonra MCA5'in başlangıç noktasına ulaşmadan önce internal karotis arter (ICA) ve ECA'nın çatallanmasını geçer.
MCAo'yu indüklemek için mevcut iki yöntemin sınırlamaları açıktır. Koizumi'nin yöntemi, ipsilateral CCA'nın kalıcı olarak bloke edilmesini gerektirir ve reperfüzyon yalnızca Willis4 çemberine dayandığından, MCA perfüzyonunun azalmasına yol açar. Tersine, Longa'nın yöntemi, ECA'nın kesilmesini içerir, bu da ECA sistemine zarar verir ve ardından yüz kası fonksiyonunun bozulmasına neden olur5. Bu hasar, yiyecek ve su alımını etkilemenin yanı sıra yüzün duyusal işlev bozukluğuna neden olabilir, rehabilitasyonu ve iskemik inme sonrası nörolojik fonksiyonun değerlendirilmesini etkileyebilir6.
Mevcut protokol, serebral damarların anatomik yapısına zarar vermeden iskemik inme modelini indüklemek için yeni bir yöntem geliştirerek bu sınırlamaları ele almayı amaçlamaktadır. Bu yeni yaklaşım, CCA'yı onarmak için mikrocerrahi teknikleri kullanır ve böylece önceki yöntemlerle ilişkili dezavantajlardan kaçınır.
Deneysel prosedür, Yantai Üniversitesi'ndeki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi'nden (Onay Numarası: YTDX20230410) onay aldı ve Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı için Ulusal Sağlık Enstitüleri Yönergelerine bağlı kaldı. Bu çalışma için ağırlıkları 300-350 g arasında değişen erkek Sprague-Dawley sıçanları kullanıldı. Kullanılan hayvanların, reaktiflerin ve ekipmanların kapsamlı bir listesi Malzeme Tablosunda verilmiştir.
1. Hayvan hazırlama
2. Anestezi
3. İskemik modelleme prosedürü
4. CCA'nın mikrocerrahi dikilmesi
5. 2,3,5-trifeniltetrazolyum klorür (TTC) ile boyama
6. Nörolojik fonksiyon testi
NOT: Nörolojik fonksiyon, önceki bir raporun ardından Garcia testi kullanılarak değerlendirildi9.
7. İstatistiksel analiz
Mikrosütür işlemi
Filament, beyaz filament ucu görünene kadar CCA'nın insizyonunun yakınında geri çekildi (Şekil 1A). Daha sonra CCA'ya mikro kelepçeler yerleştirildi (Şekil 1B). 4x büyütmede mikroskop altında, CCA'nın insizyonu, kesintili bir paternde mikrocerrahi dikişler kullanılarak dikildi (Şekil 1C). Daha sonra, mikroklempler CCA'dan çıkarılarak anatomik yapı ve kan akışı eski haline getirildi (Şekil 1D).
TTC boyama ve mortalite oranı
Toplam 12 yetişkin erkek sıçan rastgele iki gruba ayrıldı: sahte ve model (her grupta n = 6). Ne yazık ki, sahte gruptaki bir hayvan aşırı dozda anestezikten öldü ve model grubundaki bir hayvan 24 saat içinde öldü. Serebral iskemiye bağlı enfarktüsler hem striatumda hem de kortekste gözlendi (Şekil 2A). İskemik inme sonrası 3 günde, toplam enfarktüs yüzdesi hemisferin ).3 ± %1.6'sı olarak ölçüldü (Şekil 2B), ameliyat sonrası mortalite oranı .7 idi.
Nörolojik fonksiyonun değerlendirilmesi
İskemik inme sonrası 1 ve 3 gün sonra, model gruplarının skorları sahte gruplarınkine kıyasla anlamlı derecede azaldı (17.8 ± 0.4'e karşı 8.2 ± 1.5, Şekil 3A; 17.6 ± 0.9'a karşı 9.6 ± 1.3, Şekil 3B, sırasıyla).

Şekil 1: Mikrosütür işlemi. (A) Filament CCA'dan çekilir. Mavi oklar mikrovasküler klempleri gösterir. (B) Siyah ok, filament tamamen çıkarıldıktan sonra kesiyi gösterir. Mavi oklar mikrovasküler klempleri gösterir. (C) Mikroskop altında (büyütülmüş 4x), CCA insizyonu 11-0 mikrocerrahi sütürler kullanılarak kesintili bir şekilde dikildi. Mavi oklar mikrovasküler klempleri gösterir. Siyah ok, dikişli insizyonu gösterir. (D) Mikro klempler çıkarılır ve CCA'nın kan akışı eski haline getirilir. Siyah ok, CCA'nın dikişli bölgesini gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: İskemi modelinin TTC boyama sonuçları. (A) Serebral iskemi sonrası 2,3,5-trifeniltetrazolyum klorür (TTC) ile boyanmış beyin dilimlerinin temsili görüntüleri. Canlı dokuda TTC, dehidrojenazlar tarafından enzimatik olarak kırmızı bir renge sahip olan 1,3,5-trifenilformazana indirgenir. Nekrotik bölgelerdeki dokular, bu tür enzimatik aktivitenin olmaması nedeniyle beyaz kalır. (B) Serebral iskemiden 3 gün sonra sıçanlarda iskemik alan yüzdesi. Sham grubu ile karşılaştırıldığında, **P < 0.01. Veriler ortalama ± standart sapma olarak ifade edilir. Her grupta beş sıçan vardı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Nörolojik fonksiyonun değerlendirilmesi. (A) Garcia, serebral iskemiden 1 gün sonra skor alır. (B) Garcia, serebral iskemiden 3 gün sonra gol atıyor. Sham grubu ile karşılaştırıldığında, **P < 0.01. Veriler ortalama ± standart sapma olarak ifade edilir. Her grupta beş sıçan vardı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
MCAo, iskemi10,11,12'den sonra kan akışını eski haline getirerek hastalarda gözlemlenen inme sürecini etkili bir şekilde kopyalayan, inmenin hayvan modellerini oluşturmak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Laboratuvarımız, ECA'ya zarar vermeden CCA'dan reperfüzyon sağlayan bir iskemik inme modeli geliştirmiştir. İskemi indüksiyonunu takiben CCA'nın mikrocerrahi onarımı yapılır. CCA kan akışının doğrudan ölçümü yapılmamış olsa da, deneyciler reperfüzyona geçmeden önce CCA'da vasküler nabız gözlemlediler. Bu teknik, boyun damarlarının anatomik bütünlüğünü korurken, hastalardaki inme sürecine çok benzer. Ayrıca, nörolojik fonksiyon ve beyin iskemisi alanının değerlendirilmesi, bu cerrahi yaklaşımın neden olduğu inmenin geçerliliğini doğrulamıştır.
Daha önce açıklanan iskemik inme modelleri çeşitli faktörlerden etkilenebilir. Koizumi ve ark.4 tarafından yapılan yöntemde, kan reperfüzyonu, CCA'nın ligasyonu nedeniyle büyük ölçüde Willis çemberine dayanır. Bununla birlikte, serebral damar sistemindeki varyasyonlar, nihai serebral enfarktüs hacmini etkileyebilir ve düşük kan perfüzyonu nedeniyle inme modelinin ölüm oranını potansiyel olarak artırabilir13,14. Ek olarak, ECA'nın iskemisi yüz kaslarının ve sinirlerinin işlevini bozarak çeşitli nörolojik fonksiyonların değerlendirilmesini etkileyebilir15,16.
Mevcut yöntem, bu zorlukları üç temel adımla ele almaktadır: (1) CCA insizyonunu mümkün olduğu kadar küçük, yalnızca filament yerleştirme için yeterince büyük tutmak, vasküler dikişle ilişkili süreyi ve hasarı azaltmak. (2) Silikon dekolmanına ve tromboza yol açabilecek beyaz filament ucunun klemplenmesini önlemek için distal CCA'yı klemplerken mikrovasküler klemplerin CCA çatallanmasına mümkün olduğunca yakın yerleştirilmesi. (3) Vasküler onarımdan sonra orta hat boyun insizyonunu dikmeden önce nabzın devam etmesi ve önemli kanama olmaması için CCA'nın gözlemlenmesi.
Mevcut yöntemin çeşitli sınırlamaları vardır. İlk olarak, dikiş bölgesinde emboli oluşma olasılığı vardır, bu da ayrılırlarsa daha fazla beyin iskemisine yol açabilir. Bu risk gelecekteki deneylerde dikkatle değerlendirilmeli ve yönetilmelidir. İkincisi, çalışma farelerin vücut ağırlığını izlemedi, bu da yöntemin gıda alımlarını etkileyip etkilemediğini belirlemeyi zorlaştırıyor. Gıda alımı, yöntemin avantajlarının doğrudan bir göstergesidir ve değerlendirilmesi değerli bilgiler sağlayabilir. Son olarak, mevcut yöntem mikrocerrahi operasyonlarda teknik yeterlilik gerektirmektedir ve bu da uygun eğitim ve uzmanlık olmadan yaygın kullanımını sınırlayabilmektedir.
Özetle, MCAo modelleme yöntemi yüksek fizyolojik uygunluk ve yapısal bütünlük sunarken, daha sağlam deneyler için ele alınması gereken sınırlamalarla birlikte gelir. Boyun damarlarının anatomik bütünlüğünün korunması ve hastalarda inme süreçlerinin yakından simüle edilmesi yöntemin önemli güçlü yönlerindendir. Bu yaklaşım şüphesiz iskemik inme araştırmalarına önemli ölçüde katkıda bulunacak ve deneysel modellerin güvenilirliğini ve doğruluğunu artıracaktır. Sonuçta bu, terapötik etkileri test etmek için daha az deney grubuna ihtiyaç duyulmasına yol açarak daha güvenilir deneysel sonuçlara yol açabilir.
Yazarların ifşa edecek herhangi bir potansiyel çatışan çıkarları yoktur.
Bu çalışma, 2023'te Hebei Eyaleti Yabancı İstihbaratın Tanıtılması Projesi tarafından desteklenmiştir. Liwen Bianji'den (Edanz) (www.liwenbianji.cn) Dr. Lisa Kreiner'e, bu el yazmasının bir taslağının İngilizce metnini düzenlediği için teşekkür ederiz.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| % 10 formalin | Pekin Labgic Technology Co., Ltd. | BL913A | |
| 11-0 mikrocerrahi sütürler | Ningbo Medical Suture Needle Co., Ltd. | 3/8 1& kez; | |
| 2,3,5-trifeniltetrazolyum klorür (TTC) | SIGMA | T8877 | |
| 3-0 ipek sütür | Ningbo Medical Suture Needle Co., Ltd. | 3-0 | |
| %4 izofluran | Tianjin Ringpu Biyo-Teknoloji Co, Ltd | ||
| 6-0 ipek sütür | Ningbo Tıbbi Sütür İğnesi Co., Ltd. | 6-0 | |
| %70 etanol | Shandong Lierkang Medical Technology Co., Ltd. | ||
| Filament | Xinong Teknolojileri Co Ltd. | 2838-A5 | |
| Ketamin ve nbsp; | Jiangsu Hengrui İlaç Co., Ltd. | 230613BL | |
| Erkek Sprague Dawley sıçanları | Jinan Pengyue Deneysel Hayvan Yetiştiriciliği Co., Ltd. | SCXK (Lu) 20190003 | |
| Mikroklipsler | Şangay Jinzhong Tıbbi Cihaz Fabrikası | W40150 | |
| Mikroskop | ZEISS | S100 OPMI pico | |
| Hemşirelik kutusu | Beijing Fuyi Electrical Appliance Co., Ltd. | FYL-YS-100L | |
| Ksilazin | SIGMA PHR3263 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste