Közepes agyi artéria elzáródási technika a stroke utáni depresszió kiváltására patkányokban Protokoll
Összegzés
Itt bemutatunk egy protokollt a stroke utáni depresszió kiváltására patkányokban a középső agyartér kizárásával a belső nyaki artérián keresztül. A Porsolt kényszerúszási tesztet és a szacharózpreferencia tesztet használjuk az indukált depressziós hangulatok megerősítésére és értékelésére.
Absztrakt
Bevezetés
A stroke a negyedik helyen áll az Egyesült Államokban a halált bizonyító betegségek 1, 2, 3 listáján, míg a fejlett országokban ez okozza a legtöbb fogyatékosságot a felnőtteknél 4; Ez a stroke-ot a világ legfontosabb egészségügyi problémái közé sorolja. A borítékban túlélők normál jellege ritka, a túlélők körülbelül 15-40% -a szenved állandó fogyatékossággal, 20% -uk intézményi ellátást igényel 3 hónappal az agyvérzés után 5, és a hat hónapos túlélők körülbelül egyharmada másokat is megkövetel, hogy segítsen nekik. Élet. Minden nap 6. Úgy gondolják, hogy a stroke a nemzeti egészségügyi kiadások növeléséért is felelős 7. Az Amerikai Szívszövetség becslése szerint az esetekkel kapcsolatos költségek az Egyesült Államokban 2010-ben meghaladják az 50 milliárd dollárt 8 .
A stroke nemcsak hosszú távú kárt okoz, de néhány túlélő hajlamos érzelmi és viselkedési rendellenességek, például demencia, fáradtság, szorongás, depresszió, delírium és agresszió 9, 10, 11, 12, 13, 14 megtapasztalására. A stroke után visszatérő pszichológiai folytatás a stroke után diagnosztizált depresszió (PSD), amelyet a túlélők 15, 16, 17 körülbelül 40-50% -ánál diagnosztizálnak. A stroke által kiváltott depresszió fokozott morbiditáshoz és mortalitáshoz vezet 18, 19, 20, 21, 22.
Az MCAO által létrehozott fokális agyi iszkémia patkánymodellje a 24., 25., 26., 27. stroke legelterjedtebb állatmodellje. A PSD patkányokba történő bevezetésének bemutatása az MCA ICA-n keresztüli elzáródása révén olyan technikákat alkalmaz, amelyek minimalizálják a mortalitást és a variabilitást az MCAO modellben.
Ennek a protokollnak az elsődleges célja a patkányok PSD stimulálásának lépéseinek felvázolása az MCA kizárásával az ICA-n keresztül, egy módosított MCAO modellen keresztül, amely csökkenti a mortalitást és a variabilitás kimenetelét 28. Konkrét célkitűzések közé tartozik a neurológiai és szövettani vizsgálatok elvégzése (a neurológiai fókuszszám [NSS], az infarktus zóna térfogatának és az agyödéma meghatározása) az MCAO hatékonyságának ellenőrzése és viselkedési tesztek segítségével annak meghatározása, hogy ez az MCAO eljárás milyen hatással van a Az érzelmi rendellenességek, különösen a PSD kialakulása.
Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.
Jegyzőkönyv
Az izraeli Negevben található Ben Gurion Egyetem Állatgondozási Bizottsága jóváhagyta a jelen protokollban alkalmazott összes kezelési és vizsgálati eljárást.
1. Készítse elő a patkányokat az eljárás előtti bemutatásra
FOKOZAT: Válasszon felnőtt hím Sprague-Dawley patkányokat, amelyek súlya 300-350 g.
- A patkányok, négy ketrecenként, egy viváriumban 22 ° C-on, 40% -os páratartalom mellett, fordított 12 órás fény/sötét ciklus (8: 00-tól fény) és korlátlan hozzáférés az élelemhez és a vízhez.
- A patkányokat véletlenszerűen két csoportba sorolják, nevezetesen egy MCAO csoportba (N = 24) és szeméremcsoportba (N = 19).
2. Készítse elő a patkányokat a műtétre
3. Műtét (MCAO technika)
FOKOZAT: Végezze el a műtétet Boyko et al. 28. és McGarry és mtsai. 29. és Uluç és mtsai .
- Futtasson ventrális középvonalat, és boncolja fel a felületes fasciát.
- Óvatosan és élesen válassza el a három háromszög alakú izmokat (szternohyoid, digastricus és sternomastoid izmok) a carotis artériák (ECA, ICA és a közös carotis [CCA]) azonosításához.
- Óvatosan szedje szét és tegye ki a megfelelő CCA-t és ICA-t.
- Válasszuk el a jobb CCA-t és az ICA-t a vagus idegtől.
FOKOZAT: A nyaki artériák azonosításában a 3.2. Lépésben az ICA-t a CCA ágak feleként ismerik el az ECA mellett. - Helyezzen egy katétert (hőmaratott vagy szilikon bevonatú 4-0 nejlon) közvetlenül az ICA-n keresztül,
- Az állami tisztviselők 5 ml 0,9% -os sóoldatot adnak intraperitoneálisan minden patkányhoz, közvetlenül a műtét után a kiszáradás megelőzése érdekében.
- A fájdalomcsillapítókat a műtétet követő első napon feltétel nélkül adják be; Használjon meloxicam 1 mg/kg SQ q24 h. Adjon hígított dipiront (0,5 g 400 ml ivóvízben oldva) azoknak a patkányoknak, akiknél az első 3 napban fájdalom tünetei vannak.
- Görcsökkel járó patkányok áldozatai (a rohamokat az agyödéma vagy vérzés okozta megnövekedett koponyaűri nyomás okozza 28).
5. Neurológiai súlyossági pontszám 31
FOKOZAT: Ezt az eljárást két megfigyelő végzi, akik nem vesznek részt a műtéti eljárásban; Tesztelik a neurológiai hiányosságokat és a motoros hiány mértékét 0–32-es összesített pontszámra. Ez a pontszám különböző időintervallumokban értékelhető; Ezen a vizsgán 50 perccel, 24 órával, 7, 15 és 30 nappal a műtét után készült. Itt vannak az NSS értékelésének lépései. Noha nincs szükség ebben a helyzetben, ez a pontszám szükséges a rágcsáló stroke meghatározásához a kezelés beadása érdekében.
- Helyezze a patkányt egy kerámia padlóra, és hagyja szabadon kóborolni 1 percig.
- Óvatosan húzza vissza a patkányt a farkánál, és így aggódik.
- Pontozza a patkányt 0 ponttal, ha nincs neurológiai hiány.
- Osztályozzuk a patkányt 1 ponttal az elülső hajlításért.
- Szúrja a patkányt 2 ponttal az ellenoldali gyenge mellső lábért.
- Pontozza meg a hárompontos patkány vérkeringését a hemiplegikus oldalon, amikor a farka meghúzza.
- Szúrja a patkányt 4 ponttal a spontán körözésért 32.
FOKOZAT: Ha a válaszok közül egynél több figyelhető meg, akkor a magasabb pontszámú akciót részesítjük előnyben.
6. Az infarktus térfogatának meghatározása (hisztológiai vizsgálat)
7. Az agyödéma mérése 38
FOKOZAT: Az agy ödémáját 24 órával az utolsó MCAO után mértük. Súlyos neurológiai hiányban szenvedő állatok eutanáziája, amelyek legalább három napig zavarják az étkezést és az ivást, több mint 20% -os fogyás, hemiplegia vagy görcsrohamok.
- Becsülje meg a jobb agyfélteke ödémájának méretét a részben szeletelt területek összeállításával a jobb és a bal félteke térfogatának tetszőleges egységekben (képpontokban) történő kiszámításához.
FOKOZAT: Használja az ImageJ 1.37v szoftvert ehhez a számításhoz optikai beolvasás után (felbontás: 1600 x 1600 dpi). Válassza ki az érdeklődési területet, és használja az elemzési menü mérési funkcióját. Makrókat használtunk vizsgálatunk során. - Fejezze ki az agy általában ödéma területét a nem érintett kontralaterális félteke standard területeinek százalékában.
- Számítsa ki a duzzanat mértékét a korábban kidolgozott 39 egyenlet segítségével .
Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.
Reprezentatív eredmények
Szövettani leletek (Asztal 1) statisztikailag szignifikáns infarktusmennyiséget mutatott az összes agy százalékában a szemérem kontrollcsoport állataihoz képest (p 2A ábra), és hosszabb ideig mozdulatlan volt (p. 2B. ábra). A szemérem patkányokhoz képest.
| Történelmi eredmények | Zárja be az agyi artéria elzáródási csoportját | A szégyenteljes csoport |
| Teljes agy (infarktus térfogata) | 8,8% ± 6,5 | 0,3% ± 0,1 |
| Agy hema | 10,2% ± 4,6 | 2,6% ± 1,2 |
| Minden adat a ± S.E.M. | ||
1. táblázat: Az infarktus térfogatának és az agy ödémájának szövettani eredményei. MCAO = agyi artéria középső elzáródása (n = 5); Jegy (n = 5).
| Neurológiai fókusz pontszám | Zárja be az agyi artéria elzáródási csoportját | A szégyenteljes csoport |
| 50 perccel a műtét után | 2,75 ± 0,14 | 0,0 ± 0,0 |
| 24 órával a műtét után | 3,2 ± 0,15 | 0,0 ± 0,0 |
| 7 nappal a műtét után | 0,91 ± 0,2 | 0,0 ± 0,0 |
| Minden adat a ± S.E.M. | ||
2. táblázat: Neurológiai fókuszszám (NSS) MCAO és szemérem patkányoknál. MCAO = agyi artéria középső elzáródása (n = 16); Jegy (n = 14). Ez a táblázat Ifergane et al. 45.
Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.
Vita
Az egyik módja annak, hogy az itt bemutatott MCAO technika biztonságosabbnak tekinthető, mint az eredeti MCAO modell, az látható, hogy nem befolyásolja az ECA-t és annak ágait, beleértve az occidentalis artériát, a terminális nyelveket és a maxilláris artériát. Az MCA bezárása az ICA felett. Az ECA (és annak ágai) elhagyása az eredeti MCAO modell által, a 46 disztális elválasztása és koagulálása révén, károsodott mastifikációt okoz, mivel az izmok érellátása károsodik. 47 Az izom pusztulása végül további számítási folyadékdinamika felszabadulását idézheti elő. Az eredeti MCAO technikával ellentétben, amelyben az MCA-hoz való hozzáférés az ECA-n keresztül történik, az itt leírt technikát egy stroke-ra módosítják anélkül, hogy megszakítanák a véráramlást az ECA-ban és mellékfolyóiban.
Az új MCAO-modell mellett az eredeti MCAO-modellel szembeni fő érvek abban rejlenek, hogy képesek jelentősen csökkenteni az agyi ödéma, az infarktus térfogatának és súlyának változását, valamint csökkenteni az MCAO-függő mortalitást. A halálozás az MCAO eljárásban fontos tényező 48; A 20 százalékos halálozási arány ésszerű 49,50. A halálozás aránya (20% az eredeti MCAO esetében, 12,5% az új MCAO esetében és 0% a kontroll esetében) a jelenlegi vizsgálatban mind az elfogadható tartományba esett, de az új MCAO technika jobban teljesített, mint az eredeti MCAO.
Az új MCAO eljárásnak alávetett patkányok a műtét után azonnal lefogytak, és a vizsgálat végén nagyobb súlyra tettek szert, mint az eredeti MCAO technikának alávetett patkányok 28. Az eredeti MCAO-val kezelt patkányoknál nagyobb súlycsökkenés és kisebb súlygyarapodás következhet be az ECA műtét alatti szalaghatásából, amely distalis hypoperfúziót eredményezhet az arc-, a beszéd- és a mandibularis artériákban, valamint az iszkémiás támogatás izomkárosodását Masztix. Ha a rágódás veszélybe kerül, csökken az orális bevitel, amely katabolizmussal párosulva felelős lehet a fogyásért és hosszú távon a gyenge idegrendszeri eredményekért, a morbiditásért és a halálért 43. Az MCA-hoz való hozzáférés az ICA-n keresztül nem igényel semmilyen beavatkozást az ECA-ba vagy annak fiókjaiba. Így az új MCAO-eljárás során nem váltak ki káros hatásokat, és az eljárásban részt vevő patkányok nem tapasztaltak súly-, morbiditási vagy elhullási problémákat.
Az olyan depressziós tényezők, mint a depressziós viselkedés, az anhedonia, a mozdulatlanság, valamint a tanulási és memóriazavarok értékelésére használt tesztek szokásos eljárások, amelyeket 51, 52-ben alkalmaznak a depresszió állatmodelljeiben. Egy viselkedési tesztet, például a Porsolt kényszerúszó tesztet gyakran befolyásolják a szokatlan motoros képességek az MCAO után. Itt ezt a tesztet használták a műtét után 30-33 nappal annak megállapítására, hogy a módosított MCAO patkányokban a PSD indukciója nem befolyásolja indokolatlanul a motoros képességeiket. Az eredmények szerint a tesztcsoportból származó patkányok teljes menekülési magatartást mutattak, összehasonlítva a szemérem kontroll patkányokkal. Az MCAO patkányoknak lényegesen több menekülési kudarcuk volt, a mozdulatlanság szignifikánsan hosszabb ideig tartott, és a juhállatokhoz képest alacsonyabb a szacharóz-preferencia. Ez azt sugallja, hogy ez az MCAO technika képes az eredeti MCAO módszer alternatívájára.
A tágabb kísérleti értékelés szempontjából a patkányok MCAO-eljárásba történő felvétele és kizárása közötti különbség nagyon függ a művelet eredményétől. Az MCAO-val kapcsolatos PSD-indukált modell alkalmazásával az MCAO néhány nemkívánatos mellékhatása visszatartható, így teret engedve kisebb és esetleg törékenyebb patkányok bevonásának az MCAO-eljárásba. Az itt bemutatott MCAO állatmodell egy forgatókönyvet kínál az MCAO által indukált PSD-t követő nem kívánt eredmények csökkentésére, mivel ez képes csökkenteni a súlyváltozás, az agyödéma és az infarktus térfogatának, valamint az MCAO-val összefüggő halálozások változékonyságát. Ez a technika potenciálisan eszközként szolgálhat a jövőbeni PSD-terápiák értékeléséhez, és preklinikai adatokkal szolgálhat a terápiás anyagok hatékonyságáról, valamint figyelemmel kísérhet más tényezőket, amelyek megváltoztatják a stroke és a PSD klinikai kimenetelének modalitásait.
Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.