Name: induction of ischemic stroke and ischemia-reperfusion in mice using the middle artery occlusion technique and visualization of infarct area
Uploaded: 2017-02-02T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 8 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction of Ischemic Stroke and Ischemia-reperfusion in Mice Using the Middle Artery Occlusion Technique and Visualization of Infarct Area at JoVE.com

We would like to thank Dr. Lei Chen (Icahn School of Medicine at Mount Sinai, NY) who first established this model in our laboratory. Supported in part by HL126559, DA039576, MH098891, MH63022, MH072567, DA027569, and NSC 2015/17/B/NZ7/02985. Dr. Luc Bertrand is supported in part by a postdoctoral fellowship from the American Heart Association (16POST31170002).

Tutte le procedure sono state approvate dalla University of Miami Istituzionale cura degli animali e del Comitato uso (IACUC) in conformità con i National Institutes of Health (NIH) le linee guida. è richiesto l&#39;uso di materiale sterile e tecniche asettiche. 1. Preparare l&#39;occlusione di sutura <ol><li> Utilizzare una sutura di diametro di 0,21 millimetri per topi tra 20 - 25 g e 0,23 mm per topi tra 25 - 35 g di peso corporeo. La scelta del tipo di suture per la procedura MCAO dipende dal peso degli animali. </li><li> Usando una penna d&#39;argento, segnare la sutura a 9 mm a partire dalla punta rivestito di silicone. Questo servirà come guida per lunghezza di inserimento. </li></ol> 2. Preparazione per la chirurgia <ol><li> Anestetizzare topo con isoflurano mescolato con l&#39;ossigeno, utilizzando un sistema di laboratorio anestesia. Utilizzare isoflurano a creare 5 e il flusso di ossigeno a 2 sulla macchina commerciale (vedi Materiali Tavolo). Trasferire l&#39;animale al Surgersuperficie y e sostenere l&#39;anestesia con un cono (uso impostazione 1,5 isoflurano - 2,5 e ossigeno flusso a 2). <ol><li> Assicurarsi che la frequenza respiratoria del mouse è di circa 1 - 2 respirazione per sec senza boccheggiare. Inoltre, assicurarsi che l&#39;animale non presenta reazione stimolazione baffi e il pedale del riflesso (tep pizzico). Monitorare la frequenza respiratoria e lo sforzo durante l&#39;intervento chirurgico, almeno ogni 5 min. </li></ol></li><li> Mettere una goccia di lubrificante oftalmica su ciascun occhio con un tampone sterile per evitare che si secchi durante la procedura. In alternativa, applicare pomata oftalmica ad occhio da un tubo farmaceutica sterile. </li><li> Capovolgere l&#39;animale sul dorso e radere l&#39;area di incisione. In seguito, accuratamente disinfettare la zona chirurgia utilizzando 70% di etanolo, seguito da clorexidina, e il tampone finale con il 70% di etanolo. Posto l&#39;animale su una superficie chirurgica caldo sotto uno stereomicroscopio. </li></ol> 3. La dissezione della carotide comune e interno / External Branching <ol><li> Usando forbici e pinze chirurgiche, eseguire una incisione mediana superficiale nel collo, da sopra lo sterno al di sotto della ganascia (circa 3 - 4 cm). telo chirurgico deve essere collocato intorno alla zona intervento chirurgico per prevenire strumenti di venire in contatto con superfici non sterili. Il telo chirurgico è stato omesso nel video corrente per facilitare le riprese. </li><li> Utilizzando pinze, grassi accuratamente separato e del tessuto connettivo per esporre la trachea. Tissue dovrebbe facilmente e naturalmente separati per entrambe le parti. </li><li> Posizionare un cuscino (oggetto rotondo, circa 0,5 cm di diametro) sul retro del collo dei topi per estendere il collo, esponendo ulteriormente l&#39;area per la chirurgia. </li><li> Aprire l&#39;incisione utilizzando un divaricatore tissutale o ganci. </li><li> Sul lato sinistro dell&#39;animale della trachea, accuratamente tweeze parte il tessuto connettivo per esporre sinistra arteria carotide comune (CCA). Fare attenzione a non danneggiare i nervi e le vene principali in bundle con il CCA. </li><li> Continuare ad esporre il CCA, facendo attenzione a staccarsi dal tessuto sottostante, ed esporre la parte superiore &quot;Y&quot; ramificazione dell&#39;arteria cerebrale interna (ICA) e dell&#39;arteria cerebrale esterna (ECA). Per aiutare a staccare la CCA, inserire le pinze curve sotto il CCA di perforare il tessuto connettivo e quindi consentire lentamente loro di aprire. </li></ol> 4. Preparazione della CCA per la MCAO sutura Insertion <ol><li> Inserire 3 segmenti di sutura in nylon di circa 4 cm di lunghezza sotto il CCA. Assicurarsi che il CCA non è ritorto in quanto complicherebbe notevolmente l&#39;inserimento della sutura. </li><li> Nel punto più basso possibile, chiudere la sutura fondo utilizzando un nodo permanente. </li><li> Legare la sutura alto appena sotto l&#39;ICA / ECA ramificazione con un nodo scorsoio rimovibile. </li><li> Legare la sutura mezzo utilizzando un nodo scorsoio rimovibile, ma tenerlo spalancata. È importante lasciare molto spazio per non ostacolare l&#39;inserimento di sutura. </li><li> Utilizzando microdissezione primavera scissors, effettuare un&#39;incisione nel CCA tra il fondo e suture medie. Eseguire l&#39;incisione 0,2 millimetri vicino alla sutura fondo. </li></ol> 5. occlusione dell&#39;arteria cerebrale media <ol><li> Utilizzando pinze, inserire la sutura MCAO nell&#39;incisione CCA, guidandolo fino alla cima. Eseguire questo passaggio rapidamente dopo passo 4.5 per prevenire la coagulazione e la chiusura dell&#39;apertura CCA. In caso di inserimento sutura è bloccato, utilizzare la punta delle pinze di riaprire l&#39;incisione. </li><li> tie delicatamente la sutura centrale da parte di sutura silicone MCAO utilizzando un nodo scorsoio per limitare il flusso di sangue intorno ad esso, ma abbastanza largo da permettere di muoversi liberamente. </li><li> svitare con cautela la sutura in alto, facendo in modo che la sutura MCAO non scivoli via. </li><li> Inserire la sutura MCAO nella ICA da un paio di millimetri e quindi richiudere la sutura superiore, nello stesso modo come descritto al punto 5.2. </li><li> Guida la sutura MCAO alla occlusione. Indicazione di inserimento di successo èevidente dalla bassa quantità di riflusso del sangue dall&#39;incisione CCA e che il marchio d&#39;argento 9 millimetri si trova tra l&#39;incisione CCA e la biforcazione ICA / ECA. Un&#39;ulteriore conferma di occlusione successo può essere ottenuta utilizzando metodi di controllo, come un laser Doppler sistema di monitoraggio del flusso di sangue 15, 16. NOTA: Una goccia nel 90% del flusso di sangue alla zona centrale del cervello sul lato dell&#39;area occluso indica occlusione successo. </li><li> Dopo l&#39;occlusione di successo, lega giù la sutura middle e top ermeticamente. Se si esegue l&#39;inserimento farsa, non richiudere punti di sutura, ma invece subito passare al punto 7.3. </li></ol> 6. Incisione di chiusura e di assistenza post-operatoria <ol><li> Tuck nei punti di sutura nella zona di incisione. </li><li> Rimuovere divaricatore o di tessuti ganci e cuscino. </li><li> Pulire l&#39;area di sutura con soluzione fisiologica sterile e un batuffolo di cotone. </li><li> Chiudere l&#39;incisione mediante sutura in nylon / ago e pinza. </li> &lt;li&gt; Somministrare anti-infiammatori (ad esempio, Carprofen 10 mg / kg, sc) ed analgesico (es buprenorfina 0,1 mg / kg sc, due volte al giorno) farmaci per alleviare i disagi post-operatorio. Mettere i topi in una gabbia posta su un tappetino riscaldato per prevenire l&#39;ipotermia e dare ad accesso labbro di acqua e cibo ammorbidito. </li><li> Monitorare il recupero degli animali (5 - 10 minuti) e per i segni di ictus. Essi possono variare da una paralisi laterale lieve e girando a grave contrazione del fianco controlaterale e laminazione. Diversi punti di valutazione sono elencati nella discussione. Animali che presentano segni di insufficienza respiratoria o di crisi epilettiche gravi dovrebbero essere eutanasia. </li><li> A seconda del protocollo di riperfusione ischemia, lasciare la sutura MCAO in atto da 30 minuti a 120 minuti o più. Ridurre il tempo di occlusione previene la mortalità. </li><li> Per l&#39;occlusione permanente, lasciare la sutura MCAO sul posto per 24 ore, tuttavia significativo tasso di mortalità è da aspettarselo. Dopo questo lasso di tempo, procedere alla step 7. <ol><li> Se si utilizza il modello di occlusione permanente, tenere i topi in gabbia fino punto finale. A quel tempo, rimuovere le suture (passi 7,1-7,8). Questa procedura può essere eseguita dopo l&#39;eutanasia. </li></ol></li></ol> 7. riperfusione <ol><li> Anestetizzare l&#39;animale di nuovo (seguire le istruzioni in 2.1) e rimuovere punti di sutura chiusura della ferita. </li><li> Utilizzando pinze e separatori di tessuto, riaprire l&#39;incisione ed esporre il CCA. </li><li> Rimuovere con attenzione la sutura superiore e tirare delicatamente la sutura MCAO fino a quando la parte rivestito di silicone è situato al nodo centrale. </li><li> Ripeti il ​​nodo superiore sulla sutura per evitare che il sangue scorra passare la sutura (non deve essere un nodo di slittamento). </li><li> disfare con attenzione il nodo centrale e tirare la sutura passato, il nodo in alto, ma tenerlo all&#39;interno del CCA. </li><li> Strettamente chiudere il nodo in alto per bloccare il flusso di sangue dell&#39;arteria. </li><li> Estrarre completamente la sutura MCAO e chiudere ermeticamente il nodo centrale. </li><li> La sutura MCAO può essereriutilizzato più volte. Dopo ogni utilizzo, pulire accuratamente la sutura nel 70% di etanolo per rimuovere i contaminanti (ad esempio, sangue o tessuti) utilizzando una garza sterile. Successivamente, posizionare la sutura in un sacchetto sterilizzatrice e sterilizzarlo. </li><li> Ripetere i passaggi 6,1-6,4 e monitorare il recupero degli animali. </li></ol> Analisi 8. Tissue <ol><li> Per monitorare gittata sistolica, sezionare il cervello. <ol><li> Euthanize il mouse usando un processo a due fasi. In primo luogo, esporre l&#39;animale a una dose eccessiva di isoflurano fino smette di respirare. Per la colorazione TTC, decapitare il mouse immediatamente e procedere all&#39;estrazione del cervello. Per il cervello sezionamento (ad esempio, per le analisi immunostaining), eseguire perfusione attraverso una puntura cardiaca prima di decapitazione. </li><li> Cut-off testa alla base del cranio e tagliare il cuoio capelluto dall&#39;apertura collo alla parte superiore del cranio fino a tra gli occhi. Con il cranio esposto, tagliare l&#39;osso lungo entrambi i lati a partire dall&#39;apertura base cranicafino alla cavità oculare. Rendere questo taglio lungo l&#39;ampia parte del cranio. Fare attenzione a non arrivare troppo in profondità con le forbici per evitare di danneggiare il cervello. </li><li> Successivamente, tagliare l&#39;osso tra le due orbite. </li></ol></li><li> Utilizzando pinze, sollevare la parte superiore del cranio per esporre il cervello. Ci dovrebbe essere solo una piccola resistenza. Se non si solleva con facilità, incisioni cranio possono essere incomplete. Facendo leva, togliere il cervello delicatamente con pinze curve smussate. Il cervello potrebbe essere ancora attaccato da diversi nervi. Procedete lentamente, rimuovere gli allegati lungo la strada. </li><li> Posizionare il cervello fresco in una matrice cerebrale 1 mm aggiungere un paio di gocce di PBS, e tagliare lungo la matrice utilizzando una lametta o lama criostato. </li><li> Trasferire il cervello di un piatto 100 mm e aggiungere soluzione colorante (2% di cloruro di 2,3,5-trifeniltetrazolio [TTC] disciolto in PBS) per coprire il fondo del piatto. Utilizzando due pinze, separata tutti fettine cerebrali (rivolto verso il basso) e metterli in ordine al fondo del piatto. NOTA: La colorazione diventerà tessuto vitale rosso, con i tessuti non vitali restante bianco. Il riscaldamento della soluzione a 37 ° C accelererà colorazione. Segni di zona corsa (bianco) possono essere visti nel più breve tempo 90 minuti dopo ictus e rimangono visibili per più di 7 giorni. Imaging dovrebbe essere fatto con un righello per consentire il calcolo della gittata sistolica. </li><li> Cervelli di processo sezionato per sezionamento, immuno-colorazione, isolamento delle proteine, o una varietà di altre procedure di 17, 18, 19. </li></ol>

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Authors have no competing or conflicts of interest.

L&#39;utilizzo efficace del metodo MCAO descritto è fortemente dipendente dalla comprensione dei cerebrale dell&#39;anatomia flusso sanguigno. Poiché il corretto posizionamento della sutura è difficile distinguere a causa della mancanza di indizi visivi diretti, pratica ripetuta è importante avere il procedimento prima di utilizzarlo per studi investigativi. gittata sistolica dovrebbe essere analizzato per garantire risultati coerenti. L&#39;aggiunta di un sistema laser Doppler può aiutare a determinare l&#39;occlu...

Lo studio di malattie cardiovascolari, come ictus, si basa sull&#39;utilizzo di modelli in vivo. Per comprendere la possibile implicazione di ischemia, tossicità del farmaco, e / o il trattamento, vi è la necessità di utilizzare un modello adatto, standardizzata, affidabile e riproducibile della malattia, che consente studi comparativi tra i gruppi di trattamento. In questo manoscritto, stiamo usando i topi, data la disponibilità di un gran numero di topi transgenici e modelli di valutazione standardizzati. Rastrellando i punteggi per valutare a motore e il comportamento deficit seguenti ictus ischemico sperimentale e il successivo recupero sono stati sviluppati 1, 2. Diversi modelli con ictus ischemico sono disponibili, come ad esempio completo ischemia globale cerebrale, ischemia incompleta globale, multifocale ischemia cerebrale e ischemia cerebrale focale. Quest&#39;ultimo gruppo è anche la categoria di ictus prevalente nei pazienti. La maggior parte di Evanti vengono avviate dalla formazione di un&#39;occlusione embolica o trombotica o in prossimità dell&#39;arteria cerebrale media (MCA). Alla luce di questi parametri, il modello presentato da vicino imita malattia eziologia della corsa umana e rende i risultati ottenuti altamente pertinenti 3. Tuttavia, la traduzione di scoperte da modelli animali per il trattamento della malattia negli esseri umani ha dimostrato di essere una sfida. Fino ad ora, solo l&#39;uso di tessuto trombolitica del plasminogeno è stato approvato per il trattamento dell&#39;ictus ischemico acuto 4. Tra i modelli di ischemia cerebrale focale nel topo, posteriore modello di ictus circolazione cerebrale e cerebrale modello trombosi venosa sono altamente invasiva, diminuendo la loro applicabilità e limitando la gamma di analisi che possono essere eseguite. Tuttavia, altre tecniche, come ad esempio il modello embolico, il modello photothrombosis, modello di ictus endotelina-1 indotta, e endoluminale sutura dell&#39;arteria cerebrale media di occlusione (MCAO modello), sono disponibili per l&#39;uso, senza tali limitazioni. Il modello MCAO è una tecnica descritta in questo protocollo. Offre un metodo affidabile per indurre ischemia cerebrale focale che possono essere facilmente riperfuso ed eseguito in maniera high-throughput. Ci sono due approcci per questo modello, vale a dire, i metodi di Zea-Longa e Koizumi. Essi differiscono leggermente in modo sutura occlusione viene inserito nel sistema vascolare. Nella tecnica Zea-Longa, la sutura viene inserito attraverso la carotide esterna 5. La tecnica qui presentata viene modificato dal metodo Koizumi in cui è inserita la sutura occlusione attraverso l&#39;arteria carotide comune 6. Il modello MCAO è stato applicato con successo per valutare diversi eventi che si verificano durante l&#39;ictus ischemico. A seguito di riperfusione, edema cerebrale può essere osservata con la rottura della barriera emato-encefalica. morte neuronale picco si osserva di solito a 24 ore; tuttavia, risi rivolge a livelli basali dopo 7 giorni 7. Negli esseri umani, il sesso e l&#39;età sono variabili importanti nel determinare il risultato ictus, questo si osserva anche in topi e ratti 8, 9, 10. Diverse pubblicazioni hanno utilizzato il modello MCAO dimostrare efficienza di trattamento 11, 12, 13, 14.

<table><tbody><tr><td>MCAO suture 0.23 mm</td><td>Doccol</td><td>702345PK5Re</td><td></td></tr><tr><td>MCAO suture 0.21 mm</td><td>Doccol</td><td>702145PK5Re</td><td></td></tr><tr><td>Silver pen</td><td>staples</td><td>503205</td><td></td></tr><tr><td>Anesthesia machine</td><td>Vetequip</td><td>901806</td><td></td></tr><tr><td>Surgical scissors</td><td>Fine science tool</td><td>14558-09</td><td></td></tr><tr><td>Surgical forceps straight tip</td><td>Fine science tool</td><td>00108-11</td><td></td></tr><tr><td>Surgical forceps angled tip</td><td>Fine science tool</td><td>00109-11</td><td></td></tr><tr><td>Spring scissors</td><td>Fine science tool</td><td>15000-08</td><td></td></tr><tr><td>Nylon suture</td><td>Braintree scintific</td><td>SUT-S 104</td><td></td></tr><tr><td>Closing suture</td><td>VWR</td><td>95057-036</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Piramal</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride</td><td>FisherSci</td><td>50-121-8005</td><td></td></tr><tr><td>Brain block</td><td>Braintree scintific</td><td>BS-A 5000C</td><td></td></tr><tr><td>Cryostat blade</td><td>VWR</td><td>89202-606</td><td></td></tr><tr><td>Optional:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Periflux Laser doppler system</td><td>Perimed</td><td>Periflux 5000</td><td></td></tr><tr><td>Monitoring unit</td><td>Perimed</td><td>PF 5010 - LDPM</td><td></td></tr></tbody></table>

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.

Il percorso di inserimento per la sutura occlusione viene mostrato in Figura 1. La sutura MCAO deve essere instradato verso l&#39;area di occlusione, biforcano in ICA. l&#39;occlusione di successo del MCA porterà a lesioni dei tessuti, visibile attraverso la colorazione TTC. La figura 2 presenta le immagini di colorazione da sham trattati animale (Figura 2A) e da un 60 min MCAO ischemia riperfusione animale (colorazione a 90 minuti o 24...

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

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.

Induzione di ictus ischemico e di ischemia-riperfusione nei topi mediante la tecnica di occlusione dell&#39;arteria Medio e visualizzazione di Infarct Area

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

induction-ischemic-stroke-ischemia-reperfusion-mice-using-middle

Research

JoVE Journal

Medicine

16.2K Views.  University of Miami. 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.

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

Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the 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 clinical state; in the development of animal models of focal ischemia, however, achieving reproducibility of experimentally induced infarct volume is essential. The rat is a widely used animal model for stroke due to its relatively low animal husbandry costs and to the similarity of its cranial circulation to that of humans2,3. In humans, the middle cerebral artery (MCA) is most commonly affected in stroke syndromes and multiple methods of MCA occlusion (MCAO) have been described to mimic this clinical syndrome in animal models. Because recanalization commonly occurs following an acute stroke in the human, reperfusion after a period of occlusion has been included in many of these models. In this video, we demonstrate the transient endovascular suture MCAO model in the spontaneously hypertensive rat (SHR). A filament with a silicon tip coating is placed intraluminally at the MCA origin for 60 minutes, followed by reperfusion. Note that the optimal occlusion period may vary in other rat strains, such as Wistar or Sprague-Dawley. Several behavioral indicators of stroke in the rat are shown. Focal ischemia is confirmed using T2-weighted magnetic resonance images and by staining brain sections with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) 24 hours after MCAO.

Surgical induction of ischemic brain damage in the rat is a widely used model for stroke research. Here we demonstrate the induction of focal cerebral ischemia by occlusion of the middle cerebral artery. Visualization of the resulting infarct by histological staining and magnetic resonance imaging is also shown.

Modello di ischemia cerebrale focale da occlusione endovascolare Sutura della arteria cerebrale media nel ratto

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 ...

Ricerca

Neuroscienze

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.

Modello murino di Mezzo occlusione dell&#39;arteria cerebrale

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 ...

Medicina

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.

Intraluminali occlusione dell&#39;arteria cerebrale media (MCAO) Modello per l&#39;ictus ischemico con la guida flussimetria laser Doppler in topi

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 ...

The Application Of Permanent Middle Cerebral Artery Ligation in the Mouse

Focal cerebral ischemia is among the most common type of stroke seen in patients. Due to the clinical significance there has been a prolonged effort to develop suitable animal models to study the events that unfold during ischemic insult. These techniques include transient or permanent, focal or global ischemia models using many different animal models, with the most common being rodents.
The permanent MCA ligation method which is also referred as pMCAo in the literature is used extensively as a focal ischemia model in rodents 1-6. This method was originally described for rats by Tamura et al. in 1981 7. In this protocol a craniotomy was used to access the MCA and the proximal regions were occluded by electrocoagulation. The infarcts involve mostly cortical and sometimes striatal regions depending on the location of the occlusion. This technique is now well established and used in many laboratories 8-13. Early use of this technique led to the definition and description of &#x201C;infarct core&#x201D; and &#x201C;penumbra&#x201D; 14-16, and it is often used to evaluate potential neuroprotective compounds 10, 12, 13, 17. Although the initial studies were performed in rats, permanent MCA ligation has been used successfully in mice with slight modifications 18-20 .
This model yields reproducible infarcts and increased post-survival rates. Approximately 80% of the ischemic strokes in humans happen in the MCA area 21 and thus this is a very relevant model for stroke studies. Currently, there is a paucity of effective treatments available to stroke patients, and thus there is a need for good models to test potential pharmacological compounds and evaluate physiological outcomes. This method can also be used for studying intracellular hypoxia response mechanisms in vivo. 
Here, we present the MCA ligation surgery in a C57/BL6 mouse. We describe the pre-surgical preparation, MCA ligation surgery and 2,3,5 Triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining for quantification of infarct volumes.

Middle cerebral artery (MCA) ligation is a technique to study focal cerebral ischemia in animal models. In this method, the middle cerebral artery is exposed by craniotomy and ligated by cauterization. This method gives highly reproducible infarct volumes and increased post-operative survival rates compared to other methods available.

L&#39;applicazione di permanente legatura dell&#39;arteria cerebrale media nel mouse

Focal cerebral ischemia is among the most common type of stroke seen in patients. Due to the clinical significance there has been a prolonged effort to ...

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.

Modello murino di MCAO intraluminale: valutazione infarto cerebrale da colorazione viola cresile

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. ...

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.

Approccio chirurgico per occlusione dell&#39;arteria cerebrale media e riperfusione indotta ictus nei topi

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 ...

Middle Cerebral Artery Occlusion Allowing Reperfusion via Common Carotid Artery Repair in Mice

The ischemic stroke is a major cause of adult long-term disability and death worldwide. The current treatments available are limited, with only tissue plasminogen activator (tPA) as an approved drug treatment to target ischemic strokes. Current research in the field of ischemic stroke focuses on better understanding the pathophysiology of stroke, to develop and investigate novel pharmaceutical targets. Reliable experimental stroke models are crucial for the progression of potential treatments. The middle cerebral artery occlusion (MCAO) model is clinically relevant and the most frequently used surgical model of ischemic stroke in rodents. However, the outcomes of this model, such as lesion volume, are associated with high levels of variability, particularly in mice. The alternative MCAO model described here allows the reperfusion of the common carotid artery (CCA) and the increased perfusion of the middle cerebral artery (MCA) territory, using a tissue pad with fibrinogen-based sealant to repair the vessel, and the improved welfare of the mice by avoiding external carotid artery (ECA) ligation. This reduces the reliance on the Circle of Willis, which is known to be highly anatomically variable in mice. Representative data show that using this alternative surgical approach decreases the variability in lesion volumes between the traditional MCAO approach and the alternative approach described here.

Intraluminal filament occlusion of the middle cerebral artery is the most frequently used in vivo model of experimental stroke in rodents. An alternative surgical approach to allow common carotid artery repair is performed here, which allows the reperfusion of the common carotid artery and a full reperfusion to the middle cerebral artery territory.

Occlusione dell'arteria cerebrale centrale consentendo di riperfusione tramite riparazione dell'arteria carotica comune nei topi

The ischemic stroke is a major cause of adult long-term disability and death worldwide. The current treatments available are limited, with only tissue ...

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.

Occlusione del vaso due Mouse modello di Ischemia-riperfusione cerebrale

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

Un modello di ischemia cerebrale transitoria mediante occlusione dell'arteria cerebrale 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.

Autore in primo piano: Valutazione del danno da ictus ischemico attraverso il modello di occlusione dell'arteria cerebrale media 

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.

Modello transitorio di occlusione dell'arteria cerebrale media dell'ictus

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

Induzione di ictus ischemico e di ischemia-riperfusione nei topi mediante la tecnica di occlusione dell'arteria Medio e visualizzazione di Infarct Area

Riepilogo

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Capitoli in questo video

Modello di ischemia cerebrale focale da occlusione endovascolare Sutura della arteria cerebrale media nel ratto

Modello murino di Mezzo occlusione dell'arteria cerebrale

Intraluminali occlusione dell'arteria cerebrale media (MCAO) Modello per l'ictus ischemico con la guida flussimetria laser Doppler in topi

L'applicazione di permanente legatura dell'arteria cerebrale media nel mouse

Modello murino di MCAO intraluminale: valutazione infarto cerebrale da colorazione viola cresile

Approccio chirurgico per occlusione dell'arteria cerebrale media e riperfusione indotta ictus nei topi

Occlusione dell'arteria cerebrale centrale consentendo di riperfusione tramite riparazione dell'arteria carotica comune nei topi

Occlusione del vaso due Mouse modello di Ischemia-riperfusione cerebrale

Modello transitorio di occlusione dell'arteria cerebrale media dell'ictus

Modello transitorio di occlusione dell'arteria cerebrale media dell'ictus