Diese Arbeit wurde von Paris VI University und einen Pierre Fabre Innovation Zuschuss unterstützt.

Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit dem europäischen Gemeinschaftsstandards für die Pflege und Verwendung von Labortieren, mit Zustimmung der lokalen Ethikkommission für Tierversuche (Ile de France-Paris-Komitee, Zulassung 4270) durchgeführt. 1. Anesthesia <ol><li> eine letale Dosis von Pentobarbital (bis zu 1 mg / 10 g Körpergewicht) intraperitoneal (27-Gauge-Nadel und 1-ml Spritze) in erwachsenen Mäusen vor der Operation infundieren. </li></ol> 2. Behälter Perfusions HINWEIS: Es gibt keine Notwendigkeit, die Augen während der Gefäß Perfusion anwenden Tierarzt Salbe ist. Dieses Verfahren ist schnell (5-10 Minuten) und endet mit dem Tod des Tieres. Bestätigen Sie die fehlende Reaktion mit einer Zehe Prise. <ol><li> Mit Iris Schere, einen Schnitt zu machen, etwa 4 cm lang, in die Bauchdecke und Peritoneum, direkt unterhalb des Brustkorbs. </li><li> Machen Sie einen kleinen Schnitt (wenige Millimeter lang) in der Membran und dann continue der Schnitt der Membran entlang der gesamten Länge des Brustkorbs der Pleurahöhle zu belichten. </li><li> Heben Sie das Brustbein weg und klemmen Sie die Spitze des Brustbeins mit dem hemostat; Stellen Sie den hemostat auf den Hals. Sorgfältig schneiden Sie das Fettgewebe des Brustbeins zum Herzen zu verbinden. </li><li> Übergeben Sie die 15-Gauge-Perfusions-Nadel durch den linken Ventrikel in die Spitze des Herzens. </li><li> Schließlich verwenden Schere eine der Leberlappen zu schneiden einen Ausgang zu schaffen. HINWEIS: Eine alternative Ausgang kann mit Iris Schere erstellt werden, um einen Einschnitt in den rechten Vorhof zu schaffen. </li><li> Perfundieren das Tier mit 25 bis 50 ml Phosphat-gepufferter Salzlösung (PBS) mit einer Pumpe mit einer Geschwindigkeit von 2,5 ml / min betrieben wird. Die Leber sollte blanch wie das Blut wird mit PBS ersetzt. </li><li> Nach ungefähr fünf Minuten, nachdem die Flüssigkeit aus der Leber vollständig klar ist, die Perfusion zu stoppen. </li><li> Wenn Immunofärbung oder regelmäßige Färbung ist geplant, perfundieren das Tier mit 50 ml Paraformaldehyd(PFA; 4% in PBS) für 15 min. HINWEIS: Vorsicht, sind PFA Dämpfe giftig. Perfusion des Tieres mit PFA sollte in einem gut belüfteten Laborabzug durchgeführt werden. </li></ol> 3. Isolierung des Gehirns und der Kreis von Willis <ol><li> Isolation des Gehirns <ol><li> Entfernen Sie den Kopf mit einem Paar von chirurgische Scheren. </li><li> Machen Sie einen Mittelschnitt mit Iris Schere, entlang der Haut vom Hals bis zur Nase. </li><li> Schneiden Sie die Haut, den Schädel zu entlarven und entfernen Sie alle Rest Muskeln und Fettgewebe mit Iris Schere. </li><li> Platzieren das scharfe Ende der Iris Schere in das Foramen Magnum auf der einen Seite und vorsichtig gleiten entlang der inneren Oberfläche des Schädels auf den äußeren Gehörgang (auch als Ohrkanal bekannt). </li><li> Reproduzieren des Einschnitts in 3.1.4 auf der kontralateralen Seite beschrieben und eine Mittellinie entlang der Innenfläche des Zwischenscheitelbein zu Beginn der Sutura sagittalis Schnitt. </li><li> Pflanzen Sie die IrisSchere im Stirnbein, genau zwischen die Augen in der Pfeilnaht und sie dann öffnen, um den Schädel in zwei Teile gespalten. </li><li> Heben Sie das Gehirn aus, die Riechkolben greifen und mit Hilfe der Iris Schere, um die Nervenverbindungen auf ihrer Bauchseite abzuschneiden. </li><li> Entfernen Sie das Gehirn und legen Sie sie in einem 60-mm-Petrischale eiskaltem PBS für CoW Isolierung enthält. Völlig tauchen das Gehirn in der PBS. Wenn das Gehirn mit 4% PFA (für nachfolgende Schnitte und Immunfärbung oder regelmäßigen Färbung) fixiert wurde, halten Sie es in einem Bad von 4% PFA bei 4 ° C für 24 Stunden. </li></ol></li><li> Die Isolierung des Kreises von Willis HINWEIS: Ein Binokular für CoW Isolierung erforderlich ist. Das Gehirn sollte während des gesamten Verfahrens bei 4 ° C aufbewahrt werden. <ol><li> Setzen Sie das Gehirn auf den Kopf nach unten (dh auf seiner Rückenfläche) , die Kuh zu visualisieren. </li><li> Verwenden Sie eine kleine Zange die vorderen Hirnarterien (ACA) auf der Basis der Riechlappen greifen ( <strOng&gt; a, 1) und Druck ausüben , sie aus dem Behälter Kontinuum zu distanzieren. Verwenden Sie das gleiche Verfahren , um die mittleren Hirnarterien (MCA) in b (Abbildung 1) zu schneiden. </li><li> Verwenden Sie die spitzen Enden der Zange zu heben und entfernen Sie die Hauptarterien, die Kuh aus der Rinde bilden. </li><li> Heben Sie den Start der hinteren kommuniziere Arterien (PCA), um sie vom Gehirn zu trennen, indem Sie die mittlere Hirnarterien Greif (MCA) mit der Zange. Pick-up die vorderen Arterien (ACA und MCA) und ziehen Sie sie sanft über die Chiasma in einer anterior-dorsalen Richtung. Um zu verhindern, Störung des Rindes, unterbrechen die das Verfahren für den Umgang mit den anderen Arterien. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 3.2.2 und 3.2.3 für die oberen und hinteren Kleinhirnarterien (SCA) / (PCA) (c, Abbildung 1) und für die Basilaris (BA) (d, 1), so dass sie in einer dorsal ziehen anterior. Stoppen Sie am Ende des Verfahrens beschrieben in 3.2.4. </li><li> Entfernen Sie die gesamte Kuh sanft mit der Zange herausziehen. Legen Sie die Kuh in einem 60-mm-Petrischale gefüllt mit eiskaltem PBS und entfernen Sie alle verbleibenden angebracht Hirngewebe mit zwei Zangen, die Kuh an Ort und Stelle mit kleinen Stiften zu halten. </li><li> Halten Sie das geerntete CoW bei -80 ° C für die nachfolgende Verarbeitung für RNA-Reinigung (RNA Extraktionsausbeuten große Mengen an RNA - ca. 500 ng) oder Proteinextraktion. Hinweis: Die Kuh beibehalten werden kann ex vivo 24 h, durch das Organbad System Anpassung für isolierten Maus Riech Arterie 7 entwickelt. </li></ol></li></ol><img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/54352/54352fig1.jpg" /> Abbildung 1: Schematische Darstellung eines ventrale Ansicht des Mäusegehirns Unter Hinweis auf die Kuh Die Kuh aus den beiden Arteria carotis interna (MCA) gebildet wird, die sich von den beiden vorderen Hirnarterien (ACA) abgeleitet sind;. die basilarArterie (BA) verzweigt sich in die hintere (PCA) und superior (SCA) Hirnarterien und zwei Wirbelarterien (VA).

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	<li>Beckmann, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-dependent+cerebrovascular+abnormalities+and+blood+flow+disturbances+in+APP23+mice+modeling+Alzheimer's+disease.">Age-dependent cerebrovascular abnormalities and blood flow disturbances in APP23 mice modeling Alzheimer's disease.</a> J Neurosci. 23 (24), 8453-8459 (2003).</li><li>Sadasivan, C., Fiorella, D. J., Woo, H. H., Lieber, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+factors+effecting+cerebral+aneurysm+pathophysiology.">Physical factors effecting cerebral aneurysm pathophysiology.</a> Ann Biomed Eng. 41 (7), 1347-1365 (2013).</li><li>Ritz, K., Denswil, N., Stam, O., van Lieshout, J., Daemen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cause+and+mechanisms+of+intracranial+atherosclerosis.">Cause and mechanisms of intracranial atherosclerosis.</a> Circulation. 130 (16), 1407-1414 (2014).</li><li>Tulamo, R., Fr&#246;sen, J., Hernesniemi, J., Niemel&#228;, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+changes+in+the+aneurysm+wall:+a+review.">Inflammatory changes in the aneurysm wall: a review.</a> J Neurointerv Surg. 2 (2), 120-130 (2009).</li><li>Yamada, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+amyloid+angiopathy:+emerging+concepts.">Cerebral amyloid angiopathy: emerging concepts.</a> J Stroke. 17 (1), 17-30 (2015).</li><li>Oy, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracranial+atherosclerotic+stroke:+specific+focus+on+the+metabolic+syndrome+and+inflammation.">Intracranial atherosclerotic stroke: specific focus on the metabolic syndrome and inflammation.</a> Curr Atheroscler Rep. 8 (4), 330-336 (2006).</li><li>Lee, H. J., Dietrich, H. H., Han, B. H., Zipfel, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+ex+vivo+model+for+the+study+of+cerebrovascular+function+utilizing+isolated+mouse+olfactory+artery.">Development of an ex vivo model for the study of cerebrovascular function utilizing isolated mouse olfactory artery.</a> J Korean Neurosurg Soc. 57 (1), 1-5 (2015).</li><li>Hosaka, K., Downes, D. P., Nowicki, K. W., Hoh, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modified+murine+intracranial+aneurysm+model:+aneurysm+formation+and+rupture+by+elastase+and+hypertension.">Modified murine intracranial aneurysm model: aneurysm formation and rupture by elastase and hypertension.</a> J Neurointerv Surg. 6 (6), 474-479 (2013).</li><li>Gauthier, S. A., Sahoo, S., Jung, S. S., Levy, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Murine+cerebrovascular+cells+as+a+cell+culture+model+for+cerebral+amyloid+angiopathy:+isolation+of+smooth+muscle+and+endothelial+cells+from+mouse+brain.">Murine cerebrovascular cells as a cell culture model for cerebral amyloid angiopathy: isolation of smooth muscle and endothelial cells from mouse brain.</a> Methods Mol Biol. 849, 261-274 (2012).</li><li>Choi, S., Kim, J., Kim, K., Suh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+in+vitro+culture+of+vascular+endothelial+cells+from+mice.">Isolation and in vitro culture of vascular endothelial cells from mice.</a> Korean J Physiol Pharmacol. 19 (1), 35-42 (2015).</li><li>Peters, D. G., Kassam, A. B., Yonas, H., O'Hare, E. H., Ferrell, R. E., Brufsky, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+transcript+analysis+in+small+quantitiesof+mRNA+by+SAGE-Lite.">Comprehensive transcript analysis in small quantitiesof mRNA by SAGE-Lite.</a> Nucleic Acids Res. 27 (24), (1999).</li><li>Badhwar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stanimirovic,+Hamel,+&amp;+Haqqani+The+proteome+of+mouse+cerebral+arteries.">Stanimirovic, Hamel, &amp; Haqqani The proteome of mouse cerebral arteries.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 34 (6), 1033-1046 (2014).</li><li>Castro, L., Brito, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Striatal+neurones+have+a+specific+ability+to+respond+to+phasic+dopamine+release.">Striatal neurones have a specific ability to respond to phasic dopamine release.</a> J Physiol. 591 (13), 3197-3214 (2013).</li><li>H&#252;bscher, D., Nikolaev, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+transgenic+mice+expressing+FRET+biosensors.">Generation of transgenic mice expressing FRET biosensors.</a> Methods Mol Biol. 1294, 117-129 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Wir beschreiben hier ein reproduzierbares Protokoll für die Isolierung des Kreises von Willis. Die häufigsten zerebrovaskulären Störungen, die Kuh zu ergreifen sind, CAA-assoziierten Gefäßerkrankungen, intrakranielle Atherosklerose und Aneurysmen, von denen alle die Wände der arteriellen Gefäße auswirken. Die Risikofaktoren sind bekannt, aber die molekularen Pathogenese dieser Erkrankungen zerebraler bleibt schlecht verstanden und die spezifische biologische Marker für ihr Auftreten vorherzusagen fehlen. Es gi...

Der zerebrale arterielle Kreis (Circulus arteriosus cerebri), die auch als Kreis von Willis (Kuh), Schleife von Polygon Willisor Willis bekannt) wurde zum ersten Mal in 1664 von Thomas Willis beschrieben Es ist ein Kreislauf-Anastomose um die Sehnervenkreuzung und Hypothalamus das kann betrachtet werden als zentrale Drehscheibe Blut zum Gehirn versorgenden und der umgebenden Strukturen. Blut tritt diese Struktur über die A. carotis interna und Arteria vertebralis, und es strömt aus dem Kreis über das Innere mittleren und hinteren Hirnarterien. Jede dieser Arterien hat linke und rechte Zweige auf jeder Seite des Kreises. Die basilar, Post kommunizieren und vorderen Arterien vollständig den Kreis (Abbildung 1 und Abbildung 2) in Verbindung steht. Das Risiko einer Beeinträchtigung des Blutflusses in einem der Abflußadern wird durch die Zusammenführung von Blut Eingabe der Kreis von der Carotis und Hirnarterien minimiert, wodurch gewährleistet, dass ausreichend Blut zum b zugeführt wird,Regen. Diese Struktur dient auch als Hauptroute für Sicherheiten Blutfluss in schweren Verschlusskrankheiten der A. carotis interna. Mehrere Arten von zerebrovaskulären Erkrankungen haben ihren Ursprung in der Kuh. Die häufigsten sind die zerebrale Amyloid - Angiopathie (CAA) -assoziierten Gefäßerkrankungen, intrakranielle Atherosklerose und intrakraniellen Aneurysmen. 1, 2, 3 Diese Störungen aufgrund Vasodilatation hypoperfusion führen können, und intrazerebrale und / oder Subarachnoidalblutungen letztlich Übersetzung in ischämischen oder hämorrhagischen Schlaganfällen oder allenfalls eine transitorische ischämische Attacke. Jüngste Fortschritte in Diagnoseverfahren, bildgebenden Verfahren, einschließlich, möglicherweise mit Angiographie kombiniert, haben es möglich gemacht, diese großen zerebrovaskuläre Erkrankungen klinisch, ohne die Notwendigkeit für ein Gehirn-Biopsie zu diagnostizieren. Dennoch wirksame und spezifische Behandlungen (pharmakologische oder endovaskuläre) fehlen derzeit und es besteht daher ein Bedarf neu zu definierenmolekulare Ziele. Die Identifizierung neuer Arzneimitteltargets für die Prävention dieser Krankheiten beim Menschen werden Tiermodelle und Möglichkeiten erfordern die Cerebro-Gefäße einschließlich der Kuh zu isolieren. Solche Modelle sollten Beweise und Hinweise auf die spezifischen Veränderungen liefern, entzündliche Veränderungen , einschließlich, in den Wänden der großen Gefäße in Tiermodellen von intrakraniellen Aneurysma Arterie, CAA oder intrakranielle Atherosklerose auftreten. 4, 5, 6 Wir haben ein Verfahren zur Isolierung Maus CoW etablierten Studien der Gefäßentzündung bei Alzheimer-Krankheit (AD) und verwandter Krankheiten, wie CAA zu erleichtern. Dieses Verfahren zur Isolierung des Maus CoW wurde für die Beurteilung der Entzündungs ​​zerebrovaskulären Genexpression während Fortschreiten der Krankheit entwickelt. Zusammen mit dem Nachweis von Amyloid-beta-Ablagerung innerhalb der Wände der trigeminale und pial Arterien, könnte dieses Verfahren erleichtern abzuschreckenMine die mögliche Beziehung zwischen inflammatorischen Genexpression in der Cerebro-Gefäßwand und Aß-Peptid-Akkumulation. Das vaskuläre Netzwerk des Gehirns, einschließlich der trigeminale und pial in den Subarachnoidalraum, ist eine Erweiterung der großen Arterien, den Kreis der Willis bilden. Das hier beschriebene Verfahren kann verwendet werden , um die Kuh jeder Mauslinie zu isolieren und könnte für alle Arten von Screening (zB Genexpression, Proteinproduktion und posttranslationale Modifikationen) an den großen Gefäßen der Maus Cerebro- Vaskulatur verwendet werden.

<table><tbody><tr><td>Dulbecco&amp;rsquo;s Phosphate Buffered Saline</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D8537</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #55 Forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11295-51</td><td></td></tr><tr><td>Hardened Fine Iris Scissors&amp;nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>14090-11</td><td></td></tr><tr><td>Scissors - Straight / Sharp / Sharp&amp;nbsp;&amp;nbsp; 16.5 cm</td><td>Fine Science Tools</td><td>14002-16</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #7b Forceps&amp;nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>11270-20</td><td></td></tr><tr><td>Stereoscopic Zoom Microscope</td><td>Nikon</td><td>SMZ745T</td><td></td></tr><tr><td>CellBIND Surface 60mm Culture Dish</td><td>Corning</td><td>#3295</td><td></td></tr><tr><td>Peristaltic Pump - MINIPULS 3</td><td>Gilson</td><td>M312</td><td></td></tr><tr><td>Pentobarbital Sodique</td><td>Ceva Sant&amp;eacute; Animale</td><td>FR/V/2770465 3/1992</td><td></td></tr></tbody></table>

protocol for isolating the mouse circle of willis

Der zerebrale arterielle Kreis (Circulus arteriosus cerebri) oder Kreis von Willis (CoW) ist ein Kreislauf-Anastomose umgibt die Sehnervenkreuzung und dem Hypothalamus, die Blut zum Gehirn und der umgebenden Strukturen liefert. Es wurde in mehreren zerebrovaskulären Störungen, einschließlich zerebraler Amyloidangiopathie (CAA) -assoziierten Vaskulopathien, intracranial Atherosklerose und intrakranielle Aneurysmen gebracht. Studien der molekularen Mechanismen dieser Krankheiten für die Identifizierung neuer Arzneimitteltargets für deren Prävention zugrunde liegenden erfordern Tiermodellen. Einige dieser Modelle kann transgen sein, während andere Isolierung der cerebro-Vaskulatur einbeziehen, einschließlich der CoW.The hier beschriebene Verfahren eignet sich zur Isolation CoW in jeder Maus lineage und erhebliches Potenzial für das Screening (Expression von Genen, die Proteinproduktion, posttranslationalen Proteinmodifikationen, Sekretom Analyse, etc.) Studien zu den großen Gefäßen der Maus zerebro-Gefäße. Es kann auch für die Ex - vivo - Studien verwendet werden, indem das Organbad System für isolierten Maus Riech Arterien entwickelt anzupassen.

<html> Die PBS-perfundierten Maus getötet und die Kuh ist in Abschnitt 3.2 des Protokolls wie beschrieben isoliert. Wenn die Präparation korrekt durchgeführt wird, sollte die Kuh kommen in einem Stück aus und sollte aufgrund leicht transparent sein, um das Fehlen von Restblut in den Gefäßen. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/54352/54352fig2.jpg" /> Abbildung 2: Die Maus CoW nach Isola...

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Protocol for Isolating the Mouse Circle of Willis

We describe here a reproducible protocol for isolating the mouse circle of Willis.

Protokoll für die Maus Kreis von Willis Trenn

The cerebral arterial circle (circulus arteriosus cerebri) or circle of Willis (CoW) is a circulatory anastomosis surrounding the optic chiasma and ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

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Modeling Stroke in Mice - Middle Cerebral Artery Occlusion with the Filament Model

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are very limited. To meet the need for novel therapeutic approaches, experimental stroke research frequently employs rodent models of focal cerebral ischaemia. Most researchers use permanent or transient occlusion of the middle cerebral artery (MCA) in mice or rats.
Proximal occlusion of the middle cerebral artery (MCA) via the intraluminal suture technique (so called filament or suture model) is probably the most frequently used model in experimental stroke research. The intraluminal MCAO model offers the advantage of inducing reproducible transient or permanent ischaemia of the MCA territory in a relatively non-invasive manner. Intraluminal approaches interrupt the blood flow of the entire territory of this artery. Filament occlusion thus arrests flow proximal to the lenticulo-striate arteries, which supply the basal ganglia. Filament occlusion of the MCA results in reproducible lesions in the cortex and striatum and can be either permanent or transient. In contrast, models inducing distal (to the branching of the lenticulo-striate arteries) MCA occlusion typically spare the striatum and primarily involve the neocortex. In addition these models do require craniectomy. In the model demonstrated in this article, a silicon coated filament is introduced into the common carotid artery and advanced along the internal carotid artery into the Circle of Willis, where it blocks the origin of the middle cerebral artery. In patients, occlusions of the middle cerebral artery are among the most common causes of ischaemic stroke. Since varying ischemic intervals can be chosen freely in this model depending on the time point of reperfusion, ischaemic lesions with varying degrees of severity can be produced. Reperfusion by removal of the occluding filament at least partially models the restoration of blood flow after spontaneous or therapeutic (tPA) lysis of a thromboembolic clot in humans.
In this video we will present the basic technique as well as the major pitfalls and confounders which may limit the predictive value of this model.

Filamentous occlusion of the Middle cerebral artery is a common model for studying ischemic stroke in mice.

Modeling Stroke in Mice - Middle Zerebralarterie mit dem Filament-Modell

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are ...

Forschung

Medizin

Mouse Model of Middle Cerebral Artery Occlusion

Stroke is the most common fatal neurological disease in the United States 1. The majority of strokes (88%) result from blockage of blood vessels in the brain (ischemic stroke) 2. Since most ischemic strokes (~80%) occur in the territory of middle cerebral artery (MCA) 3, many animal stroke models that have been developed have focused on this artery. The intraluminal monofilament model of middle cerebral artery occlusion (MCAO) involves the insertion of a surgical filament into the external carotid artery and threading it forward into the internal carotid artery (ICA) until the tip occludes the origin of the MCA, resulting in a cessation of blood flow and subsequent brain infarction in the MCA territory 4. The technique can be used to model permanent or transient occlusion 5. If the suture is removed after a certain interval (30 min, 1 h, or 2 h), reperfusion is achieved (transient MCAO); if the filament is left in place (24 h) the procedure is suitable as a model of permanent MCAO. This technique does not require craniectomy, a neurosurgical procedure to remove a portion of skull, which may affect intracranial pressure and temperature 6. It has become the most frequently used method to mimic permanent and transient focal cerebral ischemia in rats and mice 7,8. To evaluate the extent of cerebral infarction, we stain brain slices with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) to identify ischemic brain tissue 9. In this video, we demonstrate the MCAO method and the determination of infarct size by TTC staining.

We demonstrate in the video a method for producing a middle cerebral artery occlusion in adult mice using an intraluminal monofilament. We also show how to evaluate the extent of cerebral infarction by 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining.

Mouse Model of Middle Zerebralarterie

Stroke is the most common fatal neurological disease in the United States 1. The majority of strokes (88%) result from blockage of blood vessels in the ...

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Stroke is the third leading cause of death and the leading cause of disability in the world, with an estimated cost of near $70 billion 
in the United States in 20091,2. The intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model was developed by Koizumi4 in 1986 to simulate this 
impactful human pathology in the rat. A modification of the MCAO method was later presented by Longa3. Both techniques have been widely used to identify 
molecular mechanisms of brain injury resulting from ischemic stroke and potential therapeutic modalities5. This relatively noninvasive method in rats has been 
extended to use in mice to take advantage of transgenic and knockout strains6,7. To model focal cerebral ischemia, an intraluminal suture is advanced via 
the internal carotid artery to occlude the base of the MCA. Retracting the suture after a specified period of time mimics spontaneous reperfusion, but the 
suture can also be permanently retained. This video will be demonstrating the two major approaches for performing intraluminal MCAO procedure in mice in a 
stepwise fashion, as well as providing insights for potential drawbacks and pitfalls. The ischemic brain tissue will subsequently be stained by 
2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) to evaluate the extent of cerebral infarction8.

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

The intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model is the most frequent used model among experimental ischemic stroke models. Here we will demonstrate the entire model in detail with the guide of Laser Doppler flowmetry, and its representative results.

Intraluminale Nahen Zerebralarterie (MCAO) Modell des ischämischen Schlaganfalls mit Laser-Doppler-Flussmessung Guidance in Mäuse

Stroke is the third leading cause of death and the leading cause of disability in the world, with an estimated cost of near $70 billion 
in the United ...

Mouse Model of Intraluminal MCAO: Cerebral Infarct Evaluation by Cresyl Violet Staining

Stroke is the third cause of mortality and the leading cause of disability in the World. Ischemic stroke accounts for approximately 80% of all strokes. However, the thrombolytic tissue plasminogen activator (tPA) is the only treatment of acute ischemic stroke that exists. This led researchers to develop several ischemic stroke models in a variety of species. Two major types of rodent models have been developed: models of global cerebral ischemia or focal cerebral ischemia. To mimic ischemic stroke in patients, in whom approximately 80% thrombotic or embolic strokes occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA), the intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model is quite relevant for stroke studies. This model was first developed in rats by Koizumi et al. in 1986 1. Because of the ease of genetic manipulation in mice, these models have also been developed in this species 2-3.
	Herein, we present the transient MCA occlusion procedure in C57/Bl6 mice. Previous studies have reported that physical properties of the occluder such as tip diameter, length, shape, and flexibility are critical for the reproducibility of the infarct volume 4. Herein, a commercial silicon coated monofilaments (Doccol Corporation) have been used. Another great advantage is that this monofilament reduces the risk to induce subarachnoid hemorrhages. Using the Zeiss stereo-microscope Stemi 2000, the silicon coated monofilament was introduced into the internal carotid artery (ICA) via a cut in the external carotid artery (ECA) until the monofilament occludes the base of the MCA. Blood flow was restored 1 hour later by removal of the monofilament to mimic the restoration of blood flow after lysis of a thromboembolic clot in humans. The extent of cerebral infarct may be evaluated first by a neurologic score and by the measurement of the infarct volume. Ischemic mice were thus analyzed for their neurologic score at different post-reperfusion times. To evaluate the infarct volume, staining with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) was usually performed. Herein, we used cresyl violet staining since it offers the opportunity to test many critical markers by immunohistochemistry. In this video, we report the MCAO procedure; neurological scores and the evaluation of the infarct volume by cresyl violet staining.

The intraluminal middle cerebral occlusion model in mice is herein presented. The extent of cerebral infarct is evaluated by a neurologic score and cresyl violet staining, an alternative staining to TTC, offering the great advantage to test in parallel many interest markers.

Maus-Modell der Intraluminal MCAO: Hirninfarkt Evaluation durch Cresylviolett Staining

Stroke is the third  cause of mortality and the leading cause of disability in the World. Ischemic  stroke accounts for approximately 80% of all strokes. ...

Quantification of Neurovascular Protection Following Repetitive Hypoxic Preconditioning and Transient Middle Cerebral Artery Occlusion in Mice

Experimental animal models of stroke are invaluable tools for understanding stroke pathology and developing more effective treatment strategies. A 2 week protocol for repetitive hypoxic preconditioning (RHP) induces long-term protection against central nervous system (CNS) injury in a mouse model of focal ischemic stroke. RHP consists of 9 stochastic exposures to hypoxia that vary in both duration (2 or 4 hr) and intensity (8% and 11% O2). RHP reduces infarct volumes, blood-brain barrier (BBB) disruption, and the post-stroke inflammatory response for weeks following the last exposure to hypoxia, suggesting a long-term induction of an endogenous CNS-protective phenotype. The methodology for the dual quantification of infarct volume and BBB disruption is effective in assessing neurovascular protection in mice with RHP or other putative neuroprotectants. Adult male Swiss Webster mice were preconditioned by RHP or duration-equivalent exposures to 21% O2 (i.e. room air). A 60 min transient middle cerebral artery occlusion (tMCAo) was induced 2 weeks following the last hypoxic exposure. Both the occlusion and reperfusion were confirmed by transcranial laser Doppler flowmetry. Twenty-two hr after reperfusion, Evans Blue (EB) was intravenously administered through a tail vein injection. 2 hr later, animals were sacrificed by isoflurane overdose and brain sections were stained with 2,3,5- triphenyltetrazolium chloride (TTC). Infarcts volumes were then quantified. Next, EB was extracted from the tissue over 48 hr to determine BBB disruption after tMCAo. In summary, RHP is a simple protocol that can be replicated, with minimal cost, to induce long-term endogenous neurovascular protection from stroke injury in mice, with the translational potential for other CNS-based and systemic pro-inflammatory disease states.

This protocol describes repetitive hypoxic preconditioning, or brief exposures to systemic hypoxia that reduce infarct volumes and blood-brain barrier disruption following transient middle cerebral artery occlusion in mice. It also details dual quantification of infarct volume and blood-brain barrier disruption after stroke to assess the efficacy of neurovascular protection.

Die Quantifizierung der neurovaskulären Schutz Nach Repetitive hypoxische Präkonditionierung und Transient mittleren Hirnarterie Occlusion in Mice

Experimental animal models of stroke are invaluable tools for understanding stroke pathology and developing more effective treatment strategies. A 2 week ...

Surgical Approach for Middle Cerebral Artery Occlusion and Reperfusion Induced Stroke in Mice

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ischemic in origin and occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA). Currently the only Food and Drug Administration (FDA) approved drug for the treatment of this devastating disease is tissue plasminogen activator (tPA). However, tPA has a small therapeutic window for administration (3 - 6 hr), and is only effective in 4% of the patients who actually receive it. Current research focuses on understanding the pathophysiology of stroke in order to find potential therapeutic targets. Thus, reliable models are crucial, and the MCA occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) is deemed to be the most clinically relevant surgical model of ischemic stroke, and is fairly non-invasive and easily reproducible. Typically the MCAo model is used with rodents, especially with mice due to all the genetic variations available for this species. Here we describe (and present in the video) how to successfully perform the MCAo model (with reperfusion) in mice to generate reliable and reproducible data.

In order to understand the pathophysiology of stroke, it is important to use reliable models. This paper will describe one of the most frequently used stroke models in mice, termed the middle cerebral artery occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) with reperfusion.

Chirurgische Ansatz für Arteria cerebri media Occlusion und Reperfusion fokaler zerebraler Ischämie bei Mäusen

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ...

Induction of Ischemic Stroke and Ischemia-reperfusion in Mice Using the Middle Artery Occlusion Technique and Visualization of Infarct Area

Cerebrovascular disease is highly prevalent in the global population and encompasses several types of conditions, including stroke. To study the impact of stroke on tissue injury and to evaluate the effectiveness of therapeutic interventions, several experimental models in a variety of species were developed. They include complete global cerebral ischemia, incomplete global ischemia, focal cerebral ischemia, and multifocal cerebral ischemia. The model described in this protocol is based on the middle cerebral artery occlusion (MCAO) and is related to the focal ischemia category. This technique produces consistent focal ischemia in a strictly defined region of the hemisphere and is less invasive than other methods. The procedure described is performed on mice, given the availability of several genetic variants and the high number of tests standardized for mice to aid in the behavioral and neurodeficit evaluation.

We describe a mouse model of stroke induced by the occlusion of the middle cerebral artery using a silicone coated suture. The protocol can be applied to induce permanent occlusion or a temporary ischemia, followed by reperfusion.

Die Induktion von ischämischem Schlaganfall und Ischämie-Reperfusion bei Mäusen die Mittel Artery Occlusion Technik und Visualisierung von Infarktbereich verwenden

Cerebrovascular disease is highly prevalent in the global population and encompasses several types of conditions, including stroke. To study the impact of ...

Two-vessel Occlusion Mouse Model of Cerebral Ischemia-reperfusion

In this study, a middle cerebral artery (MCA) occlusion mouse model is employed to study cerebral ischemia-reperfusion. A reproducible and reliable mouse model is useful for investigating the pathophysiology of cerebral ischemia-reperfusion and determining potential therapeutic strategies for patients with stroke. Variations in the anatomy of the circle of Willis of C57BL/6 mice affects their infarct volume after cerebral-ischemia-induced injury. Studies have indicated that distal MCA occlusion (MCAO) can overcome this problem and result in a stable infarct size. In this study, we establish a two-vessel occlusion mouse model of cerebral ischemia-reperfusion through the interruption of the blood flow to the right MCA. We distally ligate the right MCA and right common carotid artery (CCA) and restore blood flow after a certain period of ischemia. This ischemia-reperfusion injury induces an infarct of stable size and a behavioral deficit. Peripheral immune cells infiltrate the ischemic brain within the 24 h infiltration period. Additionally, the neuronal loss in the cortical area is less for a longer reperfusion duration. Therefore, this two-vessel occlusion model is suitable for investigating the immune response and neuronal recovery during the reperfusion period after cerebral ischemia.

A mouse model of cerebral ischemia-reperfusion is established to investigate the pathophysiology of stroke. We distally ligate the right middle cerebral artery and right common carotid artery and restore blood flow after 10 or 40 min of ischemia.

Zwei-Schiff Okklusion Mausmodell der zerebralen Ischämie-reperfusion

In this study, a middle cerebral artery (MCA) occlusion mouse model is employed to study cerebral ischemia-reperfusion. A reproducible and reliable mouse ...

A Murine Model of Ischemic Retinal Injury Induced by Transient Bilateral Common Carotid Artery Occlusion

Diverse vascular diseases such as diabetic retinopathy, occlusion of retinal veins or arteries and ocular ischemic syndrome can lead to retinal ischemia. To investigate pathological mechanisms of retinal ischemia, relevant experimental models need to be developed. Anatomically, a main retinal blood supplying vessel is the ophthalmic artery (OpA) and OpA originates from the internal carotid artery of the common carotid artery (CCA). Thus, disruption of CCA could effectively cause retinal ischemia. Here, we established a mouse model of retinal ischemia by transient bilateral common carotid artery occlusion (tBCCAO) to tie the right CCA with 6-0 silk sutures and to occlude the left CCA transiently for 2 seconds via a clamp, and showed that tBCCAO could induce acute retinal ischemia leading to retinal dysfunction. The current method reduces reliance on surgical instruments by only using surgical needles and a clamp, shortens occlusion time to minimize unexpected animal death, which is often seen in mouse models of middle cerebral artery occlusion, and maintains reproducibility of common retinal ischemic findings. The model can be utilized to investigate the pathophysiology of ischemic retinopathies in mice and further can be used for in vivo drug screening.

Here, we describe a mouse model of retinal ischemia by transient bilateral common carotid artery occlusion using simple sutures and a clamp. This model can be useful for understanding the pathological mechanisms of retinal ischemia caused by cardiovascular abnormalities.

Ein murines Modell der ischämischen Netzhautverletzung induziert durch transiente bilaterale gemeinsame Carotis ArterieNverschluss

Diverse vascular diseases such as diabetic retinopathy, occlusion of retinal veins or arteries and ocular ischemic syndrome can lead to retinal ischemia. ...

Verschluss der distalen Mittelarterie zur Entwicklung eines ischämischen Schlaganfall-Mausmodells

Induction of Acute Ischemic Stroke in Mice Using the Distal Middle Artery Occlusion Technique

Ischemic stroke remains the predominant cause of mortality and functional impairment among the adult populations globally. Only a minority of ischemic stroke patients are eligible to receive intravascular thrombolysis or mechanical thrombectomy therapy within the optimal time window. Among those stroke survivors, around two-thirds suffer neurological dysfunctions over an extended period. Establishing a stable and repeatable experimental ischemic stroke model is extremely significant for further investigating the pathophysiological mechanisms and developing effective therapeutic strategies for ischemic stroke. The middle cerebral artery (MCA) represents the predominant location of ischemic stroke in humans, with the MCA occlusion serving as the frequently employed model of focal cerebral ischemia. In this protocol, we describe the methodology of establishing the distal MCA occlusion (dMCAO) model through transcranial electrocoagulation in C57BL/6 mice. Since the occlusion site is located at the cortical branch of MCA, this model generates a moderate infarcted lesion restricted to the cortex. Neurological behavioral and histopathological characterization have demonstrated visible motor dysfunction, neuron degeneration, and pronounced activation of microglia and astrocytes in this model. Thus, this dMCAO mouse model provides a valuable tool for investigating the ischemiastroke and worth of popularization.

Autor im Rampenlicht: Etablierung eines zuverlässigen distalen MCA-Okklusionsmodells bei Mäusen für die Schlaganfallforschung

Here, we present a protocol to establish a distal middle cerebral artery occlusion (dMCAO) model through transcranial electrocoagulation in C57BL/6J mice and evaluate the subsequent neurological behavior and histopathological features.

Induktion eines akuten ischämischen Schlaganfalls bei Mäusen mit der Technik des distalen Mittelarterienverschlusses

Ischemic stroke remains the predominant cause of mortality and functional impairment among the adult populations globally. Only a minority of ischemic ...