2023年8月11日
本方案描述了通过大脑中动脉腔内阻塞建立小鼠短暂性局灶性脑缺血模型的方法。此外,还展示了使用磁共振成像和行为学测试进行结果评估的示例。
大脑中动脉阻塞模型被广泛用于模拟小鼠的缺血性脑卒中。该模型可用于研究缺血性损伤的时间进程,评估神经保护剂的有效性,并探索特定基因和通路在脑卒中病理中的作用,最终目标是寻找新的潜在治疗方法。通过应用神经影像学技术(如磁共振成像,MRI),可以实现更精确的诊断,改善对治疗效果的评估,并减少每项研究所需的动物数量。
本方案首先对最常用的短暂性大脑中动脉闭塞诱导技术提供了清晰而详细的说明。此外,通过在闭塞期间引入麻醉的减量改良方法,减少了长时间麻醉带来的不利影响。开始时,将麻醉后的实验小鼠置于手术台上。
使用连接至加热垫的直肠探针维持体温。从耳部开始沿矢状缝方向至两眼之间区域,在头部皮肤上做切口。将皮肤牵开,并去除颅骨右侧的骨膜。
然后找到从前囟外侧 2.5 毫米处的坐标。将氰基丙烯酸酯涂抹在多普勒固定装置上,并将其安装以进行激光多普勒血流仪检测。待胶水干燥后,连接多普勒探头。
然后检查正确的信号读出,以评估脑血流量。进行动脉阻塞时,将小鼠翻转至仰卧位,并用医用胶带将其固定在手术台上。随后,在颈部做正中切口。
横向牵拉皮肤,随后使用拉钩牵开唾液腺,以暴露颈动脉区域。辨认颈总动脉(CCA)、颈内动脉(ICA)和颈外动脉(ECA)的血管解剖结构,以及由这些动脉发出的各分支动脉。
为便于操作,先分离颈外动脉(CCA),再分离甲状腺上动脉(ECA)与结缔组织。随后电凝甲状腺上动脉,并将颈内动脉(ICA)从结缔组织中分离。再次检查,确保主要动脉已完全与结缔组织分离。
接下来,在上颌舌侧分叉处将6-0丝线缝合线环绕于颈外动脉(ECA)周围,然后环绕颈总动脉(CCA)进行缝合。放置血管夹以阻断颈内动脉(ICA)的血流。
在靠近结扎处的颈外动脉(ECA)上做一个小切口。插入单丝线,直至其增厚涂层完全进入动脉管腔。打紧第二个结,以固定单丝线在动脉内,并防止血流压力将其推出。
在第一个结下方切断ECA,并旋转残端使其与ICA方向一致。通过ICA推进单丝线,直至MCA分叉处。阻塞表现为LDF读数中血流的突然下降。
40分钟后,再次麻醉小鼠,并将其放回手术台。拆除颈部的缝线。在阻塞45分钟后,松开固定单丝缝合线的结。
缓慢轻柔地牵拉线栓,观察组织是否发生再通。随后抽出线栓,并扎紧结扎线以防止出血。清理血液后,解开颈总动脉(CCA)的结扎线。
确保无动脉壁损伤。移除牵开器,并复位肌肉、腺体和皮肤。使用6-0缝线缝合皮肤,并涂抹消毒剂。
断开多普勒探头并取下固定器。最后缝合并对头部皮肤进行消毒。通过活体 MRI 神经影像学评估短暂性大脑中动脉闭塞手术的结果,再灌注后不同时间点的病灶演变评估显示,病灶体积的进展大约需要两天时间才能完成。
行为学测试(如抓力测试)显示,小鼠在短暂性大脑中动脉阻塞24小时后出现力量减弱。此外,在角落测试中给予刺激时,小鼠表现出偏向右侧转身的行为,该侧与病灶同侧,表明右侧大脑中动脉阻塞成功。
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本研究介绍了一种通过大脑中动脉阻塞在小鼠中诱导短暂局灶性脑缺血的实验方案。该方法通过磁共振成像和行为学评估进行评价,以研究缺血性损伤的进展过程以及潜在神经保护剂的效果。
小鼠短暂性大脑中动脉阻塞(MCAO)模型为研究缺血性卒中机制及候选神经保护药物提供了稳定且可重复的实验平台。该模型可对病灶进展和功能结局进行定量评估,有助于提升中枢神经系统(CNS)治疗药物早期研发的预测可靠性。通过结合神经影像学与行为学终点指标,增强了从临床前研究向临床假设生成的转化连续性。
大脑中动脉闭塞(MCAO)模型在中枢神经系统药物研发流程的早期发现、先导化合物筛选和临床前验证阶段之间起到桥梁作用。