Wir bedanken uns bei Beth Rauch und der University of Wisconsin Small Animal Imaging Facility for Kernspintomographie. Die Abteilung für Neurochirurgie an der Universität von Wisconsin-Madison stellte Mittel für diese Arbeit.

MCAO Rattenmodell Präoperative Vorbereitungen Aseptische Technik sollte für alle Überleben chirurgischen Eingriffen verwendet werden. Desinfizieren der chirurgischen Arbeit Oberfläche mit handelsüblichen Desinfektionsmitteln und bereiten sterilen OP-Packs von Instrumenten, Vorhänge, Gaze, Tupfer, Nahtmaterial und Skalpellklingen durch Autoklavieren. Ein OP-Maske, Haar Motorhaube und sterile Handschuhe getragen werden. Ein Germinator trockenen Kügelchen Sterilisator ist auch zur Herstellung von chirurgischen Instrumenten zwischen Verfahren resterilisiert wenn mehrere Ratte Operationen während einer Sitzung durchgeführt werden. Vorwärmen eine Wasser-ummantelten homeothermic Decke und unter eine saugfähige Unterlage, um Unterkühlung der Ratte während der Operation zu verhindern. <ol><li> Ort spontan hypertensiven Ratte (oder andere Rattenstamm der Wahl) in eine Induktion Kammer und induzieren Anästhesie mit 5% Isofluran (Anästhesiegerät sollte bis 1,0 L / min O 2 und 1,0 L / min N 2 O eingestellt werden). Lower um 1-2% Isofluran auf die Anästhesie aufrecht zu erhalten. </li><li> Künstliche Tränen Salbe auf beiden Augen. </li><li> Shave den Hals und links Halsbereich über die zukünftige Inzisionsstelle mit Klipper (Oster A5 mit # 10 Klinge). </li><li> Bewerben Betadine eine Gaze und desinfizieren die Haut ab der Mitte des chirurgischen Bereich, spiralförmig nach außen. Spülen mit steriler Gaze mit 70% Ethanol, bewegen Pad in einem ähnlichen Muster. Wiederholen Sie die beiden Schritte für insgesamt drei Zyklen. </li><li> Inject 0,2 ml 0,5% Bupivacain subkutan entlang der prospektiven Inzisionsstelle. </li><li> Legen Sie Ratte in sterile glatt oder Abdeckung mit einem sterilen OP-Tuch. </li></ol> Transient Verschluss der MCA <ol start="7"><li> Unter einem Operationsmikroskop wird ein ventralen Mittellinie Inzision durchgeführt und die oberflächliche Faszie präpariert. </li><li> Unter der oberflächlichen Faszie, gibt es Drüsengewebe auf der linken Seite und drei Muskeln, die ein Dreieck bilden: die Mm, die Mittellinie über der Luftröhre liegt, die digastricus (leicht mit seinen strahlend weißen sehnigen Anteil identifiziert), und schließlich die Kopfnickers. </li><li> Sorgfältige scharfe und stumpfe Präparation wird innerhalb des Dreiecks durchgeführt, um die Halsschlagader (exklusive stumpf kann durch einige vorgezogen werden, um ein versehentliches Gewebeschäden zu minimieren) zu identifizieren. Die externen, internen und Arteria carotis communis (ECA, ICA, CCA) ausgesetzt sind. Die Halsschlagader ist groß und sichtlich Impulse. Der Vagusnerv ist zu sehen Coursing entlang der lateralen Seite sowohl gemeinsame als auch A. carotis interna und ist stark von der gemeinsamen und A. carotis interna präpariert. </li><li> Zwei ECA Zweige sind dann stark, seziert die erste Filiale Überschrift medial und der zweite Zweig Überschrift seitlich. Beide Zweige sind verödet und schneiden, das ermöglicht eine größere Leichtigkeit bei der Mobilisierung der größeren Schiffen. </li><li> Die ECA ist nun seziert mehr rostral. Das Zungenbein können auftreten, und das wird das Ausmaß der rostralen Dissektion zu begrenzen. Die A. carotis externa wird als distal wie möglich mit 6-0 Seidenfaden gebunden. </li><li> Eine weitere 6-0 Seidenfaden ist locker um die ECA in der Nähe der Bifurkation mit dem ICA platziert. Achten Sie darauf, das Schiff als intraluminale Faden für die Okklusion verwendet werden wird durchlaufen hier in einem späteren Schritt zu verschließen. </li><li> Mikrochirurgische Clips sind auf gemeinsame und A. carotis interna in der Nähe der Bifurkation platziert. </li><li> Eine erste partielle Arteriotomie ist zwischen den beiden Seidennaht Beziehungen zu den externen Halsschlagader erstellt. </li><li> Einführung einer 2,2 -3,0 cm Länge von 4-0 monofilen Nylonfaden, mit einem Knick 2,0 cm von seinem abgerundeten, Silizium-beschichteten Spitze, in die ECA Lumen unten in Richtung der CCA, wo die mikrochirurgische Clip befindet. Diese Nähte sind kommerziell erhältlich (Doccol Corp, Redlands, CA, USA). Schneiden Sie den verbleibenden Teil der ECA (an der Stelle der partiellen Arteriotomie) auf den Stumpf und positionieren Sie den Stumpf unterhalb der Bifurkation der ECA und ICA frei, das wird leichter damit die intraluminale Faden in die ICA gleiten. </li><li> Ziehen Sie die Seidenfaden um die ECA Stumpf auf die intraluminale Nylonnaht sichern und zu verhindern, Blutungen, und entfernen Sie dann die mikrovaskuläre Clip aus der ICA. Öffnen Sie den Clip vor der Herausnahme, bis die Blutung zu überprüfen. </li><li> Weiter voran der Nylonfaden von der ECA zu ICA Lumen der A. cerebri media (MCA). Diese Länge ist in der Regel 18-20 mm und ist der Grund für die Platzierung ein Knick in der Naht vor dem Einsetzen. Nach einer variablen Länge von Nylonnaht eingelegt wird, kann Widerstand zu spüren sein. Wenn dies geschieht mit einem Großteil des Nylonnaht noch vorhanden außerhalb des Schiffes, bedeutet dies, dass die Naht ist wahrscheinlich in die pterygopalatina Arterie (siehe Hinweis unten). Ziehen Sie sich zurück und Kurve der Naht leicht entlang der ICA weiterhin, die mehr medial laufen. Darüber hinaus kann Dissektion der Ursprung der PPA getan werden, um besser zu visualisieren den Weg zuder intraluminale Filament. Fahren Sie mit dem Nylonfaden einzulegen, bis Widerstand bei und nach der 2 cm geknickt Position zu spüren ist. An diesem Punkt hat die intraluminale Naht die Herkunft der MCA blockiert. MCA-Okklusion kann durch die Überwachung der Reduzierung der regionalen zerebralen Blutflusses mittels Laser-Doppler-Flowmeter (siehe Materialien Tisch für eine Ausrüstung Quelle) bestätigt werden. Beachten Sie auch, dass der Ursprung des pterygopalatina Arterie aus der ICA direkt angebunden werden ausgeschaltet, wenn bevorzugt, um ein versehentliches Intubation dieses Schiffes mit dem intraluminalen Naht zu vermeiden. </li><li> Starten Sie den Timer und aufzeichnen Okklusion Startzeit. </li><li> Entfernen Sie die Mikroclip von der CCA. </li><li> Schließen Sie den Schnitt (Dermis, Panniculus carnosus, subkutanen Gewebeschichten) schnell mit 3-0 Seidenfaden (eine einfache kontinuierliche Muster erleichtern Wiedereröffnung Reperfusion) und vorsichtig die Ratte in einem Käfig Erholung. Prüfen Sie, ob der Käfig Boden rund um Nase und Mund frei von Einstreu und Monitor aus der Narkose sind. </li></ol> Restaurierung von MCA Durchblutung (Reperfusion) <ol start="21"><li> Kurz vor der Okklusion Zeit zu beenden, wieder betäuben die Ratte, desinfizieren die Inzisionsstelle mit Betadine und 70% Ethanol (3 Zyklen, wie bisher) und öffnen Sie den Schnitt durch das Entfernen der Schließung Nähten. </li><li> Legen Sie eine Mikroclip auf der CCA, wie vorher. </li><li> Ziehen Sie das Verschließen Naht leicht an der ICA, bis die Naht Ende ist sichtbar durch die ICA. Nicht vollständig entfernen Sie die Naht von der ICA / ECA! </li><li> Legen Sie eine Mikroclip auf der ICA über das Ende des intraluminalen Naht. </li><li> Vollständig zu entfernen okkludierende Naht und fest binden Sie die ECA Stumpf. Record-Ende der Okklusion (Reperfusion start) Zeit. </li><li> Entfernen Sie die Mikroclip von der ICA. </li><li> Entfernen Sie die Mikroclip von der CCA. </li><li> Feuchten Sie die Region mit einigen Tropfen steriler Kochsalzlösung und schließen Sie den Einschnitt Schichten (Dermis, Panniculus carnosus, Unterhaut) mit 3-0 Seidenfaden mit einem einfachen Muster unterbrochen. </li><li> Verwalten 0,05 mg / kg Buprenorphin (oder andere geeignete postoperative analgetische nach Ihrer institutionellen Richtlinien) in die Bauchhöhle Platz. </li><li> Inject 5cc vorgewärmtem Kochsalzlösung intraperitoneal. Dies wird Flüssigkeitszufuhr während der Erholungsphase Bühne bieten. </li><li> Monitor Erholung von Ratten aus der Narkose. </li><li> Nachdem die Ratte hat sich erholt, für Verhaltenstherapie Hinweis auf Infarkt-Test, indem Sie die Ratte am Schwanz und beobachtet, ob die Ratte kann nach beiden Seiten drehen. Curling nur auf einer Seite zu erwarten ist. Einfache Bewertungsskalen können verwendet werden, um erste post-Infarkt behavorial funktionierenden Rekord (siehe Diskussion) werden. </li><li> Weitere Injektionen von Buprenorphin (gleiche Dosierung wie oben) sollten alle 6 bis 8 Stunden für 24 Stunden zur Schmerzlinderung verabreicht werden. Extend Analgesie wenn Tier Anzeichen von Unwohlsein. </li></ol> Repräsentative Ergebnisse <img src="/files/ftp_upload/1978/1978fig1.jpg" alt="Abbildung 1" /> Abbildung 1. Verschluss der mittleren Hirnarterie durch endovaskuläre Naht. Eine vereinfachte Darstellung der Schädelbasis Kreislaufsystem der Ratte wird mit einem Silizium-beschichteten intraluminale Naht das Verschließen der Ursprung des MCA gezeigt. Die OA und ST zweigt von der linken ECA wurden ligiert und eine Naht Krawatte um den ECA Stumpf hält die intraluminale Faden vorhanden. ACA, A. cerebri anterior, BA, basilaris, CCA, Arteria carotis communis; ECA, äußere Halsschlagader, ICA, A. carotis interna, MCA, mittleren Hirnarterie, OA, A. occipitalis, PCA, Arteria cerebri posterior; PComA, communicans posterior Arterie, PPA, pterygopalatina Arterie; ST, A. thyreoidea superior. Abbildung adaptiert von Sasaki et al. 4 und Lee 3. <img src="/files/ftp_upload/1978/1978fig2.jpg" alt="Abbildung 2" /> Abbildung 2. Vertreter Kernspintomographie des koronalen Abschnitte Rattenhirn 24 Stunden nach 1 Stunde vorübergehend MCAO. Hirnödem begleitenden fokalen Ischämie wird visualisiert in T2-gewichteten MRT-Aufnahmen. Die Infarktzone erscheint hyperintens (hell) auf T2-Bilder. Ähnliche Infarkt Muster können mit fortgeschrittener MRI-Techniken wie Diffusions-gewichteten Bildgebung und scheinbaren Diffusionskoeffizienten Mapping 5 zu sehen. <img src="/files/ftp_upload/1978/1978fig3.jpg" alt="Abbildung 3" /> Abbildung 3. Vertreter koronalen Abschnitte Rattenhirn mit TTC 24 Stunden nach 1 Stunde vorübergehend MCAO gefärbt. TTC Färbung zeigt weiß (ungefärbt) infarzierten Regionen der Großhirnrinde und Striatum in der gleichen Ratte wie in Abbildung 2 dargestellt. Beachten Sie, dass das allgemeine Muster der fokalen ischämischen Läsionen ähnlich wie in der MRT-T2-gewichteten Bildern zu sehen ist, obwohl die endgültige Infarktgebiet bestimmt histologisch kann etwas kleiner als der T2-Läsionen.

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Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offen zu legen. Dieses Protokoll wurde von der Institutional Animal Care und Verwenden Ausschuss an der University of Wisconsin-Madison School of Medicine and Public Health und hält sich an die National Institutes of Health Richtlinien für die Verwendung von Versuchstieren verabschiedet.

Nagermodellen der zerebralen Ischämie kann als globale oder fokale und reversible oder irreversible klassifiziert werden. Wir verwenden eine reversible fokale Ischämie-Modell, um die Reperfusion, dass nach Rekanalisation in der menschlichen Schlaganfall-Patienten auftreten können imitieren. Während die Ratte Aktien den Vorteil, ähnlich kranialen Durchblutung der Mensch, der umfangreichen intrakranieller Kollateralkreislauf durch die Circle of Willis und leptomeningealen Anastomosen Ergebnisse in Widerspruch Infarkt Ausgaben 6. Wir nutzen die spontan hypertensiven Ratte (SHR) belastet, da die Infarktgröße ist größer in SHR ausgesetzt fokaler zerebraler Ischämie im Vergleich zu normotensiven Ratten 7-10. Stroke Induktion in SHR ist auch besser und kann weniger Todesfälle als in anderen häufig verwendeten Stämme 11 zu erzeugen. Darüber hinaus sollten physiologischen Parameter während der Operation überwacht werden, da Schwankungen der Variabilität in Infarktvolumen hinzufügen können; diesen Parametern gehören Bluthochdruck, arteriellen O 2 und CO 2-Gehalt, Hypothermie und Hyperglykämie, die zu einem Auftreten ischämischer Schädigung kann 2,12 . Unterkühlung ist ein besonderes Anliegen, weil sie den Grad der neuronalen ischämischen Verletzungen verringern können, und deshalb Platzierung der Ratte auf einem thermoregulatorische Heizkissen während der Operation ist von wesentlicher Bedeutung. Wir beschäftigen kommerziell hergestellte Silizium-beschichtete Fäden in diesem Verfahren in einem Versuch, um die Konsistenz in der Infarktgröße 13-15 erhöhen. Traditionell haben die intraluminale Nähte verwendet werden, um die MCA verschließen durch Flamm-Runden einen 3:0 Nylonnaht Spitze oder mit einer Heißklebepistole zu beschichten die Naht Spitze mit einem kleinen Kleber Wulst 16 vorbereitet worden. Diese Verfahren erzeugen Fäden mit unterschiedlichen Spitzendurchmessern und somit können auch mehrere Versuche, Okklusion vor der Feststellung einer Naht, dass das Schiff Durchmesser von einem bestimmten Ratte passt zu verlangen. Weitere Varianten auf dem MCAO Methode in diesem Video beschrieben sind mehr Distalbiss, Schonung der lentikulostriatalen Filialen um eine reine Hirnareal 17 und gleichzeitigen Verschluss der MCA und ipsilateralen A. carotis communis Sicherheiten Durchblutung 6,9 zu reduzieren. Die funktionellen Auswirkungen des Schlaganfalls kann anhand einer Vielzahl von Verhaltens-Tests, bei denen Defizite bei bestimmten Aufgaben in einem einfachen Scoring-Skala reflektiert werden. Zum Beispiel entwickelt Bederson et al. 18 a neurologischen Score Einstufung Ratten über das Ausmaß der forelimb Flexion in einer erhöhten Körperhaltung, asymmetrische Widerstand gegen eine seitliche push und offenes Feld kreisen Verhalten. Ratten die Verlängerung der beiden Vorderbeine auf den Boden, wenn erhöht und Aussteller keine andere Defizite wurden benotet &quot;Normal (0)&quot;, während Ratten mit kontralateralen Vorderlauf Flexion nur wurden mit &quot;Moderate Defizite (1)&quot; eingestuft. &quot;Schwere Klasse 2&quot; Ratten angezeigt verringerte Widerstand auf der Gegenseite eine Querkraft und &quot;Schwere Klasse 3&quot; Ratten zusätzlich in kreisenden Verhaltensweisen beschäftigt. Unterstufe Verhaltensdefiziten waren immer in der nächsthöheren Besoldungsgruppe beobachtet (zB Stufe 2 und 3 Tiere ebenfalls angezeigt forelimb Flexion) und diese Werte wurden prädiktive Unterschiede in der Infarktgröße 18. So ermöglicht ein so einfaches Scoring-System für eine schnelle, konsistente semi-quantitative Beurteilung der funktionellen Defizite nach einem Schlaganfall. Die Messung des Ausmaßes der Hirninfarkt wird üblicherweise durch histologische Färbung für Gewebeschäden mit TTC, Kresylviolett (Nissl-Färbung) oder Hämatoxylin und Eosin durchgeführt. Magnetic Resonance Imaging-Techniken, einschließlich Diffusions-gewichteten MRT zu dem Infarkt zu frühen Zeitpunkten sichtbar nach Okklusion, für die Bestimmung eines Infarktvolumen in jeder einzelnen Ratte ermöglichen, ohne die Notwendigkeit für die Ernte Gewebe. Dies ist besonders wertvoll in Studien zur Bestimmung der Wirksamkeit einer neuroprotektiven Behandlung nach einem Schlaganfall abzielt; Bildgebung der Ratte nach MCAO aber vor der Behandlung Verwaltung gibt der Prüfer das Vertrauen, dass alle Versuchs-und Kontrollgruppen Tieren ähnliche Striche erlebt zu starten, wodurch die Verwechslung Auswirkungen der Variabilität in der Schlaganfall-Induktion.

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		<div>
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		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td> 4-0 Nylon suture</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Doccol Corporation</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>2-3 mm silicon coating length, 0.39 mm tip diameter</td>
</tr>
<tr>
<td>Spontaneously hypertensive rats</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Charles River Laboratories</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>290-300 g, male</td>
</tr>
<tr>
<td>Gaymar T/Pump thermoregulatory pump and pads</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Gaymar Industries</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Vetroson V-10 bipolar electrosurgical unit</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Summit Hill Laboratories</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Germinator 500 glass bead sterilizer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>CellPoint Scientific </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Vasamedics Bpm2Laserflo blood perfusion monitor</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>TSI Inc.</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

focal cerebral ischemia model by endovascular suture occlusion of the middle cerebral artery in the rat

Der Schlaganfall ist die häufigste Ursache für Behinderungen und die dritthäufigste Todesursache bei Erwachsenen weltweit 1. In der menschlichen Schlaganfall, gibt es eine sehr variable klinische Zustand; in der Entwicklung von Tiermodellen für fokale Ischämie, jedoch erreichen Reproduzierbarkeit der experimentell induzierten Infarktvolumen ist unerlässlich. Die Ratte ist ein weit verbreitetes Tiermodell für Schlaganfall aufgrund seiner relativ geringen Kosten der Tierhaltung und der Ähnlichkeit der Schädelbasis Auflage, dass der Mensch 2,3. Bei Menschen, der mittleren Hirnarterie (MCA) wird am häufigsten in der Schlaganfall-Syndrome und mehrere Methoden der MCA-Okklusion (MCAO) betroffen sind beschrieben worden, um dieses Krankheitsbild im Tiermodell nachzuahmen. Da Rekanalisation tritt häufig nach einem akuten Schlaganfall in den menschlichen, Reperfusion nach einem Zeitraum von Okklusion wurde in vielen dieser Modelle aufgenommen. In diesem Video zeigen wir die transiente endovaskuläre Naht MCAO Modell der spontan hypertensiven Ratte (SHR). Ein Filament mit einem Silizium-Spitze Beschichtung intraluminal an der MCA Ursprung für 60 Minuten gelegt, gefolgt von Reperfusion. Beachten Sie, dass die optimale Okklusion Zeitraum kann in anderen Rattenstämmen, wie Wistar oder Sprague-Dawley variieren. Mehrere Verhaltensindikatoren des Schlaganfalls in der Ratte gezeigt werden. Focal Ischämie bestätigt mit T2-gewichteten MRT-Bilder und durch Färbung Hirnschnitten mit 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC) 24 Stunden nach MCAO.

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Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat

Chirurgische Induktion der ischämischen Hirnschädigung in der Ratte ist ein weit verbreitetes Modell für Schlaganfall-Forschung. Hier zeigen wir die Induktion fokaler zerebraler Ischämie durch Verschluss der mittleren Hirnarterie. Visualisierung der resultierenden Infarkt durch histologischer Färbung und Magnetresonanz-Tomographie wird ebenfalls angezeigt.

Fokaler zerebraler Ischämie-Modell von Endovascular Suture Verschluss der mittleren Hirnarterie im Rat

Stroke is the leading cause of disability and the third leading cause of death in adults worldwide1. In human stroke, there exists a highly variable ...

focal-cerebral-ischemia-model-endovascular-suture-occlusion-middle

Research

JoVE Journal

Neuroscience

79.2K Aufrufe.  University of Wisconsin-Madison. Chirurgische Induktion der ischämischen Hirnschädigung in der Ratte ist ein weit verbreitetes Modell für Schlaganfall-Forschung. Hier zeigen wir die Induktion fokaler zerebraler Ischämie durch Verschluss der mittleren Hirnarterie. Visualisierung der resultierenden Infarkt durch histologischer Färbung und Magnetresonanz-Tomographie wird ebenfalls angezeigt.

Serie: Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat

Lateral Chronic Cranial Window Preparation Enables In Vivo Observation Following Distal Middle Cerebral Artery Occlusion in Mice

Focal cerebral ischemia (i.e., ischemic stroke) may cause major brain injury, leading to a severe loss of neuronal function and consequently to a host of motor and cognitive disabilities. Its high prevalence poses a serious health burden, as stroke is among the principal causes of long-term disability and death worldwide1. Recovery of neuronal function is, in most cases, only partial. So far, treatment options are very limited, in particular due to the narrow time window for thrombolysis2,3. Determining methods to accelerate recovery from stroke remains a prime medical goal; however, this has been hampered by insufficient mechanistic insights into the recovery process. Experimental stroke researchers frequently employ rodent models of focal cerebral ischemia. Beyond the acute phase, stroke research is increasingly focused on the sub-acute and chronic phase following cerebral ischemia. Most stroke researchers apply permanent or transient occlusion of the MCA in mice or rats. In patients, occlusions of the MCA are among the most frequent causes of ischemic stroke4. Besides proximal occlusion of the MCA using the filament model, surgical occlusion of the distal MCA is probably the most frequently used model in experimental stroke research5. Occlusion of a distal (to the branching of the lenticulo-striate arteries) MCA branch typically spares the striatum and primarily affects the neocortex. Vessel occlusion can be permanent or transient. High reproducibility of lesion volume and very low mortality rates with respect to the long-term outcome are the main advantages of this model. Here, we demonstrate how to perform a chronic cranial window (CW) preparation lateral to the sagittal sinus, and afterwards how to surgically induce a distal stroke underneath the window using a craniotomy approach. This approach can be applied for sequential imaging of acute and chronic changes following ischemia via epi-illuminating, confocal laser scanning, and two-photon intravital microscopy.

Lateral Chronic Cranial Window Preparation Enables In Vivo Observation Following Distal Middle Cerebral Artery Occlusion in Mice

Surgical occlusion of a distal middle cerebral artery branch (MCAo) is a frequently used model in experimental stroke research. This manuscript describes the basic technique of permanent MCAo, combined with the insertion of a lateral cranial window, which offers the opportunity for longitudinal intravital microscopy in mice.

Lateral Chronic Cranial Fenster Vorbereitung Ermöglicht<em&gt; In Vivo</em&gt; Beobachtung Nach Artery Occlusion Distal cerebri bei Mäusen

Focal cerebral ischemia (i.e., ischemic stroke) may cause major brain injury, leading to a severe loss of neuronal function and consequently to a host of ...

Forschung

Neurowissenschaften

A Rat Model of Mild Intrauterine Hypoperfusion with Microcoil Stenosis

Intrauterine hypoperfusion/ischemia is one of the major causes of intrauterine/fetal growth restriction, preterm birth, and low birth weight. Most studies of this phenomenon have been performed in either models with severe intrauterine ischemia or models with gradient degree of intrauterine hypoperfusion. No study has been performed in a model on uniform mild intrauterine hypoperfusion (MIUH). Two models have been used for studies of MIUH: a model based on suture ligation of either side of the arterial arcade formed with the uterine and ovarian arteries, and a transient model based on clipping the bilateral ovarian arteries and aorta having patency. Those two rodent models of MIUH have some limitations, e.g., not all fetuses are subjected to MIUH, depending on their position in the uterine horn. In our MIUH model, all fetuses are subjected to a comparable level of intrauterine hypoperfusion. MIUH was achieved by mild stenosis of all four arteries feeding the uterus, i.e., the bilateral uterine and ovarian arteries.
Arterial stenosis was induced by metal microcoils wrapped around the feeding arteries. Producing arterial stenosis with microcoils allowed us to control, optimize, and reproduce decreased blood flow with very little inter-animal variability and a low mortality rate, thus enabling accurate evaluation. When microcoils with an inner diameter of 0.24 mm were used, the blood flow in both the placenta and fetus was mildly decreased (approximately 30% from the pre-stenosis level in the placenta). The offspring of our MIUH model clearly demonstrates long-lasting alterations in neurological, neuroanatomical and behavioral test results.

Mild intrauterine hypoperfusion was produced by artery stenosis with metal microcoils wrapped around the uterine and ovarian arteries in rats at embryonic day 17. This procedure produced prenatal hypoperfusion and intrauterine growth restriction.

Einem Rattenmodell der milden Intrauterine Hypoperfusion mit Microcoil Stenose

Intrauterine hypoperfusion/ischemia is one of the major causes of intrauterine/fetal growth restriction, preterm birth, and low birth weight. Most studies ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral vascular effects. Impact (i.e., non-blast) traumatic brain injury (TBI) is known to decrease pressure autoregulation in the cerebral vasculature in both humans and experimental animals. The hypothesis that blast-induced traumatic brain injury (bTBI), like impact TBI, results in impaired cerebral vascular reactivity was tested by measuring myogenic dilatory responses to reduced intravascular pressure in rodent middle cerebral arterial (MCA) segments from rats subjected to mild bTBI using an Advanced Blast Simulator (ABS) shock tube. Adult, male Sprague-Dawley rats were anesthetized, intubated, ventilated and prepared for Sham bTBI (identical manipulation and anesthesia except for blast injury) or mild bTBI. Rats were randomly assigned to receive Sham bTBI or mild bTBI followed by sacrifice 30 or 60 min post-injury. Immediately after bTBI, righting reflex (RR) suppression times were assessed, euthanasia at the time points post-injury was completed, the brain was harvested and the individual MCA segments were collected, mounted and pressurized. As the intraluminal pressure perfused through the arterial segments was reduced in 20 mmHg increments from 100 to 20 mmHg, MCA diameters were measured and recorded. With decreasing intraluminal pressure, MCA diameters steadily increased significantly above baseline in the Sham bTBI groups while MCA dilator responses were significantly reduced (p &#60; 0.05) in both bTBI groups as evidenced by the impaired, smaller MCA diameters recorded for the bTBI groups. In addition, RR suppression in the bTBI groups was significantly (p &#60; 0.05) higher than in the Sham bTBI groups. MCA&#39;s collected from the Sham bTBI groups exhibited typical vasodilatory properties to decreases in intraluminal pressure while MCA&#39;s collected following bTBI exhibited significantly impaired myogenic vasodilatory responses to reduced pressure that persisted for at least 60 min after bTBI.

Here, we present a protocol to describe methods for ex vivo vascular reactivity determination following a primary blast traumatic brain injury (bTBI) using isolated, pressurized, rodent middle cerebral arterial (MCA) segments. bTBI induction is accomplished using a shock tube, also known as an Advanced Blast Simulator (ABS) device.

Auswirkungen der Explosion-induzierte Neurotrauma auf Druck Nagetier mittlerer Hirnarterien

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...

Modeling Stroke in Mice: Transient Middle Cerebral Artery Occlusion via the External Carotid Artery

Stroke is the third most common cause of mortality and the leading cause of acquired adult disability in developed countries. To date, therapeutic options are limited to a small proportion of stroke patients within the first hours after stroke. Novel therapeutic strategies are being extensively investigated, especially to prolong the therapeutic time window. These current investigations include the study of important pathophysiological pathways after stroke, such as post-stroke inflammation, angiogenesis, neuronal plasticity, and regeneration. Over the last decade, there has been increasing concern about the poor reproducibility of experimental results and scientific findings among independent research groups. To overcome the so-called &#8220;replication crisis&#8221;, detailed standardized models for all procedures are urgently needed. As an effort within the &#8220;ImmunoStroke&#8221; research consortium (https://immunostroke.de/), a standardized mouse model of transient middle cerebral artery occlusion (MCAo) is proposed. This model allows the complete restoration of the blood flow upon removal of the filament, simulating the therapeutic or spontaneous clot lysis that occurs in a large proportion of human strokes. The surgical procedure of this &#8220;filament&#8221; stroke model and tools for its functional analysis are demonstrated in the accompanying video.

Different models of middle cerebral artery occlusion (MCAo) are used in experimental stroke research. Here, an experimental stroke model of transient MCAo via the external carotid artery (ECA) is described, which aims to mimic human stroke, in which the cerebrovascular thrombus is removed due to spontaneous clot lysis or therapy.

Modellierung des Schlaganfalls bei Mäusen: Vorübergehender Verschluss der mittleren Hirnarterien über die Arteria carotis externa

Stroke is the third most common cause of mortality and the leading cause of acquired adult disability in developed countries. To date, therapeutic options ...

A Model for Encephalomyosynangiosis Treatment after Middle Cerebral Artery Occlusion-Induced Stroke in Mice

There is no effective treatment available for most patients suffering with ischemic stroke, making development of novel therapeutics imperative. The brain's ability to self-heal after ischemic stroke is limited by inadequate blood supply in the impacted area. Encephalomyosynangiosis (EMS) is a neurosurgical procedure that achieves angiogenesis in patients with moyamoya disease. It involves craniotomy with placement of a vascular temporalis muscle graft on the ischemic brain surface. EMS has never been studied in the setting of acute ischemic stroke in mice. The hypothesis driving this study is that EMS enhances cerebral angiogenesis at the cortical surface surrounding the muscle graft. The protocol shown here describes the procedure and provides initial data supporting the feasibility and efficacy of the EMS approach. In this protocol, after 60 min of transient middle cerebral artery occlusion (MCAo), mice were randomized to either MCAo or MCAo + EMS treatment. The EMS was performed 3-4 h after occlusion. The mice were sacrificed 7 or 21 days after MCAo or MCAo + EMS treatment. Temporalis graft viability was measured using nicotinamide adenine dinucleotide reduced-tetrazolium reductase assay. A mouse angiogenesis array quantified angiogenic and neuromodulating protein expression. Immunohistochemistry was used to visualize graft bonding with brain cortex and change in vessel density. The preliminary data here suggest that grafted muscle remained viable 21 days after EMS. Immunostaining showed successful graft implantation and increase in vessel density near the muscle graft, indicating increased angiogenesis. Data show that EMS increases fibroblast growth factor (FGF) and decreases osteopontin levels after stroke. Additionally, EMS after stroke did not increase mortality suggesting that protocol is safe and reliable. This novel procedure is effective and well-tolerated and has the potential to provide information of novel interventions for enhanced angiogenesis after acute ischemic stroke.

The protocol aims to provide methods for encephalomyosynangiosis-grafting of a vascular temporalis muscle flap on the pial surface of ischemic brain tissue-for the treatment of non-moyamoya acute ischemic stroke. The approach's efficacy in increasing angiogenesis is evaluated using a transient middle cerebral artery occlusion model in mice.

Ein Modell für die Enzephalomyosynangiose-Behandlung nach einem durch Verschluss der mittleren Hirnarterie induzierten Schlaganfall bei Mäusen

There is no effective treatment available for most patients suffering with ischemic stroke, making development of novel therapeutics imperative. The ...

Etablierung eines Modells für Mäuse mit Verschluss der mittleren Hirnarterie

A Modified Transcranial Middle Cerebral Artery Occlusion Model to Study Stroke Outcomes in Aged Mice

In experimental stroke research, middle cerebral artery occlusion (MCAO) with an intraluminal filament is widely used to model ischemic stroke in mice. The filament MCAO model typically exhibits a massive cerebral infarction in C57Bl/6 mice that sometimes includes brain tissue in the territory supplied by the posterior cerebral artery, which is largely due to a high incidence of posterior communicating artery atresia. This phenomenon is considered a major contributor to the high mortality rate observed in C57Bl/6 mice during long-term stroke recovery after filament MCAO. Thus, many chronic stroke studies exploit distal MCAO models. However, these models usually produce infarction only in the cortex area, and consequently, the assessment of post-stroke neurologic deficits could be a challenge. This study has established a modified transcranial MCAO model in which the MCA at the trunk is partially occluded either permanently or transiently via a small cranial window. Since the occlusion location is relatively proximal to the origin of the MCA, this model generates brain damage in both the cortex and striatum. Extensive characterization of this model has demonstrated an excellent long-term survival rate, even in aged mice, as well as readily detectable neurologic deficits. Therefore, the MCAO mouse model described here represents a valuable tool for experimental stroke research.

Autor im Rampenlicht: Innovative Techniken und zukünftige Richtungen in der Schlaganfallforschung 

This protocol demonstrates a unique mouse stroke model with a medium-sized infarct and an excellent survival rate. This model allows preclinical stroke researchers to extend the ischemia duration, use aged mice, and assess long-term functional outcomes.

Ein modifiziertes transkranielles Modell für den Verschluss der mittleren Hirnarterie zur Untersuchung von Schlaganfallergebnissen bei gealterten Mäusen

In experimental stroke research, middle cerebral artery occlusion (MCAO) with an intraluminal filament is widely used to model ischemic stroke in mice. ...

Ein Modell der transitorischen zerebralen Ischämie durch Verschluss der Arteria cerebralis media

Transient Middle Cerebral Artery Occlusion Model of Stroke

Stroke stands as a major cause of death or chronic disability globally. Nevertheless, existing optimal treatments are limited to reperfusion therapies during the acute phase of ischemic stroke. To gain insights into stroke physiopathology and develop innovative therapeutic approaches, in vivo rodent models of stroke play a fundamental role. The availability of genetically modified animals has particularly propelled the use of mice as experimental stroke models.
In stroke patients, occlusion of the middle cerebral artery (MCA) is a common occurrence. Consequently, the most prevalent experimental model involves intraluminal occlusion of the MCA, a minimally invasive technique that doesn't require craniectomy. This procedure involves inserting a monofilament through the external carotid artery (ECA) and advancing it through the internal carotid artery (ICA) until it reaches the branching point of the MCA. After a 45 min arterial occlusion, the monofilament is removed to allow reperfusion. Throughout the process, cerebral blood flow is monitored to confirm the reduction during occlusion and subsequent recovery upon reperfusion. Neurological and tissue outcomes are evaluated using behavioral tests and magnetic resonance imaging (MRI) studies.

Autor im Rampenlicht: Bewertung von ischämischen Schlaganfallschäden durch ein Modell zur Okklusion der mittleren Hirnarterie 

This protocol describes the model of transient focal cerebral ischemia in mice through intraluminal occlusion of the middle cerebral artery. Additionally, examples of outcome assessment are shown using magnetic resonance imaging and behavioral tests.

Transienter mittlerer Hirnarterienverschluss Modell des Schlaganfalls

Stroke stands as a major cause of death or chronic disability globally. Nevertheless, existing optimal treatments are limited to reperfusion therapies ...