用于缺血和复苏期间脑成像和脑生理学监测的小鼠心脏骤停模型

摘要

该方案展示了一种独特的窒息性心脏骤停小鼠模型，该模型不需要胸外按压进行复苏。该模型可用于监测和成像心脏骤停和复苏期间的大脑生理动力学。

摘要

大多数心脏骤停 （CA） 幸存者会出现不同程度的神经功能缺损。为了了解支撑 CA 诱导的脑损伤的机制并随后开发有效的治疗方法，实验性 CA 研究至关重要。为此，已经建立了一些小鼠CA模型。在大多数这些模型中，将小鼠置于仰卧位，以便进行胸外按压以进行心肺复苏（CPR）。然而，这种复苏程序使得 CA 和复苏期间大脑生理学的实时成像/监测具有挑战性。为了获得这些关键知识，本方案提出了一种不需要胸外按压CPR步骤的小鼠窒息CA模型。该模型可以研究血流、血管结构、电位和脑组织氧的动态变化，从 CA 前基线到 CA 再灌注后早期。重要的是，该模型适用于老年小鼠。因此，该小鼠CA模型有望成为破译CA对大脑生理学影响的关键工具。

引言

心脏骤停 （CA） 仍是一场全球公共卫生危机¹.仅在美国，每年就报告超过 356,000 例院外 CA 病例和 290,000 例住院 CA 病例，大多数 CA 患者年龄超过 60 岁。值得注意的是，冠状动脉后神经损伤在幸存者中很常见，这对冠状动脉管理构成了重大挑战2,3,4,5。为了了解 CA 后脑病理变化及其对神经系统结果的影响，已在患者⁶、^7、8、9、¹⁰、^11、12 中应用了各种神经生理学监测和脑组织监测技术。使用近红外光谱，还对 CA 大鼠进行了实时脑部监测，以预测神经系统结果^13<....

研究方案

这里描述的所有程序都是根据美国国立卫生研究院 （NIH） 关于在研究中护理和使用动物的指南进行的，并且该协议已获得杜克大学动物护理和使用委员会研究所 （IACUC） 的批准。本研究采用8-10周龄的C57BL/6雄性和雌性小鼠。

1. 手术准备

1. 在数字秤上称量小鼠，并将其放入 4 英寸 x 4 英寸 x 7 英寸的有机玻璃麻醉诱导盒中。
2. 将麻醉汽化器调整为5%异氟烷，氧气流量计调整至30，氮气流量计调整至70（见 材料表）。
3. 将动物从诱导箱中取出，当其呼吸频率降至每分钟30-40次呼吸时，将其仰卧在手术台上。
4. 用钝镊子拉出舌头，用非惯用手握住舌头。用惯用手将喉镜（见 材料表）插入鼠标的嘴里，观察声带。
5. 用非惯用手将导丝和 20 G 静脉导管插入口腔。轻轻地将导丝插入气管。
6. 将导管推入气管，直到导管的翼部与鼻尖齐平。
   注意：不要给未完全麻醉的小鼠插管，因为这可能会损伤气管并导致气道出血。
7. 将插管的小鼠连接到小动物呼吸机（见 材料表），并将异氟醚降至1.5%。
8. 将鼠标的体重输入呼吸机的控制面板，以确定潮气量和呼吸频率。
9. 在加热灯下保持鼠标仰卧位，并用温度控制器将直....

讨论

在实验性 CA 研究中，窒息、氯化钾注射或电流衍生的心室颤动已被用于诱导 CA 16、^17、18、¹⁹、20、21、^22、23。通常，在这些 CA 模型中，复苏需要心肺复苏术，尤其是在小鼠中。我们配制了一种复?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Adrenalin	Par Pharmaceutical	NDC 42023-159-01
Alcohol swabs	BD	326895
Animal Bio Amp	ADInstruments	FE232
BP transducer	ADInstruments	MLT0699
Bridge Amp	ADInstruments	FE117
Heparin sodium injection, USP	Fresenius Kabi	NDC 63323-540-05
Isoflurane	Covetrus	NDC 11695-6777-2
Laser Doppler perfusion monitor	Moor Instruments	moorVMS-LDF1
Laser speckle imaging system	RWD	RFLSI III
Lubricant eye ointment	Bausch + Lomb	339081
Micro clip	Roboz	RS-5431
Mouse rectal probe	Physitemp	RET-3
Needle electrode	ADInstruments	MLA1213	29 Ga, 1.5 mm socket
Nitrogen	Airgas	UN1066
Optic plastic fibre	Moor Instruments	POF500
Otoscope	Welchallyn	728	2.5 mm Speculum
Oxygen	Airgas	UN1072
PE-10 tubing	BD	427401	Polyethylene tubing
Povidone-iodine	CVS	955338
PowerLab 8/35	ADInstruments
Rimadyl (carprofen)	Zoetis	6100701	Injectable 50 mg/ml
Small animal ventilator	Kent Scientific	RoVent Jr.
Temperature controller	Physitemp	TCAT-2DF
Triple antibioric & pain relief	CVS	NDC 59770-823-56
Vaporizer	RWD	R583S
0.25% bupivacaine	Hospira	NDC 0409-1159-18
0.9% sodium chroride	ICU Medical	NDC 0990-7983-03
1 mL plastic syringe	BD	309659
4-0 silk suture	Look	SP116	Black braided silk
6-0 nylon suture	Ethilon	1698G
8.4% sodium bicarbonate Inj., USP	Hospira	NDC 0409-6625-02
20 G IV catheter	BD	381534	20GA 1.6 IN
30 G PrecisionGlide needle	BD	305106	30 G X 1/2