Przejściowy model niedrożności tętnicy środkowej mózgu
11 sierpnia 2023
Ten protokół opisuje model przejściowego ogniskowego niedokrwienia mózgu u myszy poprzez śródświetlne zamknięcie środkowej tętnicy mózgowej. Dodatkowo przedstawiono przykłady oceny wyników z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego i testów behawioralnych.
Model niedrożności tętnicy środkowej mózgu jest szeroko stosowany do symulacji udaru niedokrwiennego u myszy. Model ten pozwala na zbadanie czasowej progresji uszkodzeń niedokrwiennych, ocenę skuteczności środków neuroprotekcyjnych oraz zbadanie roli określonych genów i szlaków w patologii udaru mózgu, a ostatecznym celem jest znalezienie nowych potencjalnych metod leczenia. Wdrożenie technik neuroobrazowania, takich jak rezonans magnetyczny, pozwala na lepszą diagnozę, poprawę oceny wyników i zmniejszenie liczby zwierząt potrzebnych w każdym badaniu.
Protokół ten po raz pierwszy zawiera jasne i szczegółowe wyjaśnienie najczęściej stosowanej techniki wywoływania przejściowej niedrożności tętnicy środkowej mózgu. Co więcej, wdraża tę technikę poprzez wprowadzenie modyfikacji recesji znieczulenia z czasem okluzji, zmniejszając szkodliwy wpływ wydłużonego czasu znieczulenia. Aby rozpocząć, umieść znieczuloną mysz na stole operacyjnym.
Utrzymuj temperaturę ciała za pomocą sondy doodbytniczej podłączonej do poduszki grzewczej. Wykonaj nacięcie na skórze głowy w kierunku szwu strzałkowego, zaczynając od uszu do obszaru między oczami. Cofnij skórę i usuń okostną po prawej stronie czaszki.
Następnie znajdź współrzędne, 2,5 milimetra w bok od bregma. Nałóż cyjanoakrylan na uchwyt dopplerowski i przymocuj go do laserowego przepływomierza dopplerowskiego. Po wyschnięciu kleju podłącz sondę dopplerowską.
Następnie sprawdź, czy odczyt sygnału jest prawidłowy do oceny przepływu krwi w mózgu. Aby wykonać niedrożność tętnicy, obróć mysz do pozycji leżącej na plecach i przymocuj ją do stołu operacyjnego za pomocą taśmy medycznej. Następnie wykonaj nacięcie w linii środkowej na szyi.
Pociągnij skórę na boki, a następnie odciągnij gruczoły ślinowe za pomocą retraktorów. To odsłania terytorium tętnicy szyjnej. Zidentyfikuj anatomię naczyniową wspólnej tętnicy szyjnej lub CCA, ICA i ECA, a także różne tętnice z nich pochodzące.
Aby ułatwić obsługę, odłącz CCA, a następnie ECA od tkanki łącznej. Następnie kauteryzuj tętnicę tarczycy górną i odłącz ICA od tkanki łącznej. Sprawdź ponownie, aby upewnić się, że główne tętnice są całkowicie odłączone od tkanki łącznej.
Następnie owiń jedwabne szwy 6-0 wokół ECA na rozwidleniu językowym szczęki. Następnie zszyj wokół CCA. Umieść klips naczyniowy przerywający krążenie krwi z ICA.
Wykonaj małe nacięcie w ECA w pobliżu obszaru, w którym znajduje się ciasny węzeł. Wkładaj żyłkę, aż gruba powłoka całkowicie dostanie się do światła tętnicy. Zaciśnij drugi węzeł, aby utrzymać żyłkę wewnątrz tętnicy i zapobiec wypychaniu jej na zewnątrz przez ciśnienie wywierane przez krew.
Przetnij ECA poniżej pierwszego węzła i obróć kikut, aby ustawić go w kierunku ICA. Przesuwaj żyłkę przez ICA aż do punktu, w którym MCA się rozgałęzia. Okluzja znajduje odzwierciedlenie w nagłym spadku przepływu krwi w odczycie LDF.
Po 40 minutach ponownie znieczul mysz i połóż ją z powrotem na stole operacyjnym. Usuń szwy z szyi. Po 45 minutach okluzji poluzuj węzeł przytrzymujący żyłkę na miejscu.
Pociągnij powoli i delikatnie za filament i sprawdź, czy następuje rekanalizacja tkanek. Następnie wyciągnij filament i zaciśnij węzeł, aby zapobiec utracie krwi. Oczyść krew i rozwiąż węzeł CCA.
Upewnij się, że nie ma uszkodzeń ściany tętnicy. Usuń retraktory i zmień położenie mięśni, gruczołów i skóry. Zszyj skórę za pomocą szwu 6-0 i nałóż środek dezynfekujący.
Odłącz sondę dopplerowską i odłącz uchwyt. Na koniec zszyj i zdezynfekuj skórę głowy. Wynik przejściowej procedury niedrożności tętnicy środkowej mózgu oceniano za pomocą neuroobrazowania MRI in vivo, Ewolucja zmiany oceniana w różnych punktach czasowych po reperfuzji wykazała, że progresja objętości zmiany trwa około dwóch dni.
Testy behawioralne, takie jak test siły chwytu, wykazały utratę siły u myszy po 24 godzinach przejściowej niedrożności tętnicy środkowej mózgu Ponadto, po stymulacji w teście narożnym, myszy wykazywały preferencję do obracania się na prawą stronę, która była ipsilateralna w stosunku do zmiany, co wskazuje na udane zamknięcie tętnicy środkowej mózgu po prawej stronie.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia protokół indukowania przejściowego ogniskowego niedokrwienia mózgu u myszy poprzez zamknięcie tętnicy środkowej mózgu. Podejście to jest oceniane za pomocą obrazowania rezonansem magnetycznym oraz ocen behawioralnych w celu zrozumienia postępu uszkodzeń niedokrwiennych i skuteczności potencjalnych czynników neuroprotekcyjnych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Badania nad udarem
- Neuroobrazowanie
Wstęp
- Model zatoru w środkowej tętnicy mózgowej symuluje udar niedokrwienny u myszy.
- Model ten pozwala na analizę temporalnej progresji uszkodzeń niedokrwiennych.
- Testy behawioralne służą do oceny deficytów motorycznych po urazie niedokrwiennym.
- Techniki obrazowania neurologicznego wspomagają ocenę wyników i ograniczają liczbę wykorzystywanych zwierząt.
Cel badania
- Dostarczenie szczegółowego protokołu indukowania przejściowego zamknięcia tętnicy środkowej mózgu.
- Ocena skuteczności agentów neuroprotekcyjnych w modelach niedokrwiennych.
- Badanie specyficznych genów i szlaków zaangażowanych w patologię udaru.
Zastosowane metody
- W badaniu wykorzystano model mysi dla przejściowego ogniskowego niedokrwienia mózgu.
- Procedura obejmuje zabiegi chirurgiczne polegające na zamknięciu tętnicy mózgowej środkowej przy jednoczesnym monitorowaniu przepływu krwi mózgowej.
- Wyniki oceniano za pomocą obrazowania MRI oraz testów behawioralnych w różnych punktach czasowych po zamknięciu tętnicy.
- Szczegóły obejmują zarządzanie znieczuleniem oraz koordynację chirurgiczną w celu zminimalizowania stresu i powikłań.
Główne wyniki
- Pomiary MRI wykazały progresję zmiany w ciągu około dwóch dni po zamknięciu naczynia.
- Oceny behawioralne wskazały na zmniejszenie siły chwytu oraz tendencję do skręcania w stronę miejsca urazu.
- Zastosowane podejście skutecznie demonstruje mechanizmy niedokrwienia oraz potencjalne interwencje terapeutyczne.
Wnioski
- Niniejszy protokół umożliwia kompleksową ocenę urazu niedokrwiennego oraz skuteczności stosowanych metod leczenia.
- Uzyskane wyniki pogłębiają zrozumienie mechanizmów niedokrwienia mózgu i stanowią wsparcie dla przyszłego rozwoju terapii.
- W ujęciu ogólnym praca ta przyczynia się do udoskonalenia modeli udaru oraz strategii neuroprotekcyjnych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Model przejściowego zamknięcia tętnicy środkowej mózgu (MCAO) u myszy stanowi solidną i powtarzalną platformę do oceny mechanizmów udaru niedokrwiennego oraz potencjalnych środków neuroprotekcyjnych. Model ten umożliwia ilościową ocenę postępu zmian chorobowych i wyników funkcjonalnych, co zwiększa wiarygodność prognostyczną we wczesnej fazie poszukiwania terapii ukierunkowanych na OUN. Integracja obrazowania neurologicznego z punktami końcowymi o charakterze behawioralnym zwiększa ciągłość translacyjną od badań przedklinicznych do generowania hipotez klinicznych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia badanie roli genów i szlaków sygnałowych w patologii udaru z wykorzystaniem genetycznie zmodyfikowanych myszy.
- Wspiera biologiczną redukcję ryzyka poprzez wyjaśnienie mechanistycznych powiązań między celami molekularnymi a skutkami niedokrwiennymi.
- Zwiększa wiarygodność predykcyjną w wyborze celów dla strategii neuroprotekcyjnych.
Przesiewanie i opracowanie testu
- Zapewnia zwalidowany system in vivo do przesiewania związków neuroprotekcyjnych w kontrolowanych warunkach niedokrwiennych.
- Standaryzuje pomiar wyników za pomocą MRI i testów behawioralnych, zapewniając powtarzalność między badaniami.
- Generuje ilościowe dane dotyczące objętości zmiany i deficytów funkcjonalnych w celu rzetelnej oceny związków.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Usprawnia dopasowanie przedklinicznych punktów końcowych do klinicznych badań obrazowych i ocen behawioralnych, wspierając opracowywanie biomarkerów translacyjnych.
- Umożliwia podłużne śledzenie ewolucji zmian chorobowych oraz odpowiedzi terapeutycznej po reperfuzji.
- Ogranicza liczbę wykorzystywanych zwierząt dzięki zaawansowanemu obrazowaniu neurologicznemu, optymalizując alokację zasobów w programach przedklinicznych.
Integracja potoków i przepływów pracy
Model MCAO łączy fazy wczesnego odkrywania, identyfikacji wiodących związków oraz walidacji przedklinicznej w procesach opracowywania leków ukierunkowanych na ośrodkowy układ nerwowy.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących funkcji genów i znaczenia szlaków sygnałowych w uszkodzeniach niedokrwiennych.
- Screening: Zapewnia powtarzalne, ilościowe odczyty skuteczności związków w systemie odpowiadającym patologii choroby.
- Analityka: Integruje dane z MRI oraz dane behawioralne w celu przeprowadzenia rzetelnego porównania statystycznego grup eksperymentalnych.
- Badania translacyjne: Zapewnia ciągłość między wynikami przedklinicznymi a klinicznymi punktami końcowymi obrazowania.
- Zastosowanie w skali przedsiębiorstwa: Oferuje zstandaryzowaną, skalowalną platformę, którą można dostosować do różnorodnych badań genetycznych i farmakologicznych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celów CNS.
- Wartość operacyjna: Poprawia powtarzalność i standaryzację dzięki zintegrowanym protokołom obrazowania i behawioralnym.
- Wartość strategiczna: Dostarcza informacji niezbędnych do podejmowania decyzji go/no-go i priorytetyzowania zasobów o potencjale translacyjnym.
- Wpływ na portfolio: Wspiera dostosowany do ryzyka postęp i alokację zasobów w ramach programów neuroterapeutycznych.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w technikach mikrochirurgicznych oraz analizie obrazowania neurologicznego.
- Wymaga dostępu do infrastruktury MRI oraz platform testów behawioralnych.
- Konieczna jest rygorystyczna standaryzacja procedur chirurgicznych i analitycznych pomiędzy zespołami.
- Metoda jest dostosowalna do różnych tła genetycznych oraz interwencji farmakologicznych u myszy.
- Potencjalna zmienność wyników chirurgicznych wymaga starannej kontroli jakości i planowania statystycznego.
