この作品は、アメリカ心臓協会グレーター東南アジアアフィリエイト（09GRNT2060421）、米国医師会からとフロリダ臨床およびトランスレーショナル科学研究所の大学からの補助金によって支えられている。アダムメッカは、NIH / NINDS、NRSA博士号を取得する前の仲間（F30 NS-060335）です。ロバートRegenhardtは高血圧でフロリダ大学学際的なトレーニング·プログラム（T32 HL-083810）から博士号を取得する前のフェローシップの支援を受けた。

このプロトコルは、インスティテューショナルアニマルケアによって承認され、使用フロリダ大学の委員会（動物実験委員会）及び &quot;実験動物の管理と使用に関する指針&quot;（第8版、全米科学アカデミー、2011）に準拠していました。 材料<ol><li>動物：8週齢、雄、手術時に250〜300グラムの重量を量るのSprague Dawleyラット（Charles River農場、ウィルミントン、MA、USA）。 </li><li>麻酔<ol class="lalpha"><li>吸入麻酔システム（VetEquip社、プレザントン、カリフォルニア州、米国） </li><li>イソフルラン麻酔（バクスター薬学、ディアフィールド、イリノイ州、アメリカ） </li></ol></li><li>定位システム（デヴィッド·インスツルメンツKopfは、タハンガ、CA、USA）を<ol class="lalpha"><li>小動物の定位システム</li><li>ラットの非破裂耳バー</li><li>ラット用ガス麻酔ヘッドホルダー</li></ol></li><li>温度調節<ol class="lalpha"><li> BAT-12マイクロプローブ温度計（世界精密機器株式会社、サラソタ、フロリダ州、米国） </li><li> T /ポンプ、TP600サーマルブランケット（Gaymarインダストリーズ社、Orchard Park、ニューヨーク、アメリカ） </li></ol></li><li>手術器具<ol class="lalpha"><li> Metzenbaumはさみ、アイリス鉗子、ブルドッグクランプリトラクター、26ゲージ針ベベル、ボビー焼灼キット（世界プレシジョンインスツルメンツ社、サラソタ、フロリダ州、米国）と10μLシリンジ</li><li>マイクロモータードリル（Stoelting、ウッドデール、イリノイ、米国） </li><li> 0.8ミリメートルラウンドドリルいが（Roboz手術器具株式会社、ゲーサーズバーグ、メリーランド州、米国） </li><li>ストルツボン縫合鉗子（ボシュロム社、ロチェスター、NY、米国） </li></ol></li><li>外科用品<ol class="lalpha"><li> 3.0ナイロン縫合糸（オアシス、メタワ、イリノイ、米国） </li><li>綿棒、Puralube眼軟膏（フィッシャー·サイエンティフィック、ピッツバーグ、PA、USA） </li><li>手術のポイントとストリップ（メドトロニックXomed株式会社、ジャクソンビル、フロリダ州、米国） </li><li>電気バリカン（オスター、プロビデンス、ロードアイランド州、米国） </li></ol></lI&gt; <li>化学品<ol class="lalpha"><li>エンドセリン-1（アメリカンペプチド、サニーベール、カリフォルニア州、米国） </li><li>クロルヘキシジン2％（Agrilabs、セントジョセフ、ミズーリ州、米国） </li></ol></li><li>可視化装置<ol class="lalpha"><li>手術用顕微鏡（ザイラー音源と製造、セントルイス、ミズーリ州、米国） </li><li>ソニーハンディカムHDR-SR11（ソニー、港区、東京、日本） </li><li>光ファイバ照明装置（TechniQuip社、リヴァーモア、カリフォルニア州、米国） </li></ol></li><li>血管径の測定<ol class="lalpha"><li> VLCメディアプレーヤー（パリ、フランス） </li><li>画像Jソフトウェア（ImageJの1.42qソフトウェア、米国国立衛生研究所、ベセスダ、MA、USA） </li></ol></li></ol> 1。手術前のステップ<ol><li>手術に先立ち、ラットを水とげっ歯類への無料アクセスを12：12明/暗サイクルで飼育されています。 </li><li>麻酔が誘導室では100％O 2ガスの混合物中のイソフルラン4％で誘導される。 </li><li>カラス<html>頭のnは、電気バリカンで剃毛されています。 </li><li>ラットは、温度制御された操作面の上に横たわって吸収パッド（サーマルブランケット）に発生しやすい位置に配置されており、ヘッドはガス麻酔フェイスマスクの配置で始まる定位装置内に配置されています。 </li><li>次に、耳の棒を挿入して締められている。 </li><li>プロシージャ麻酔中に100％O 2ガス混合物中のイソフルラン2％で維持されます。 </li><li>眼科用潤滑剤軟膏を両眼に適用され、まぶたが外科手術中に目の乾燥を防ぐために閉鎖されています。 </li><li>プローブは、37の定数動物のコア温度を維持するために挿入され直腸温度±0.5℃ </li><li>定位固定装置にしっかりと保持された麻酔したラットの頭で手術領域はクロルヘキシジンと生理食塩水3回を交互に清めです。 </li></ol> 2。プリ頭蓋窓の準備ontent &quot;&gt;前頭蓋ウィンドウを作成するには、ラットは、他の必要なハードウェアの注入によって、任意の実験のために準備されるべきであるし、必要な外科的処置を受ける必要があります。このプロトコルのために、我々が以前にエンドセリン-1（ET-用のガイドカニューレを移植しました1）誘起MCAO、表題の関連資料に示すように、 &quot;ラットにおけるレーザードップラー血流計の指針と虚血性脳卒中のエンドセリン-1誘発性中大脳動脈閉塞モデル。&quot; 3。頭蓋窓の作成ガイドカニューレや実験に必要な機器を配置した後、頭蓋窓は直接ストローク手順の間に、中大脳動脈の近位部分を可視化するために作成されます。 <ol><li>まず、はさみ内側開始および横方向に働く側頭筋を覆う皮膚を切開するために使用されます。 </li><li>側頭筋は、電気メスを使用して二等分してから、映像設備に3.0ナイロン縫合糸を使用して退避させる<html>側頭部を安定させ、。 </li><li>それは側頭骨に反射して約3〜4mmの正方形が軌道に尾と頬骨突起の根元に上側頭骨の扁平部分に描かれています。 </li><li>ドリルは、徐々に側頭骨から無料骨の輪郭の一部を切り取るために使用されます。それは硬膜や脳の皮質に損傷を与えることができるため注意がドリルにあまり圧力をかけることを避けるために注意するべきです。 </li><li>滅菌生理食塩水との頻繁なリンスは、手術野の可視化を向上させ、頭蓋骨の過熱を防ぐために行われます。 </li><li>硬膜に関連付けられている血管を破らないようにしながら緩い角から開始し、temoporal骨片を慎重に微ラット歯鉗子を用いて除去する。 </li><li>硬膜はそのまま残されており、残骸は、滅菌生理食塩水を用いて洗い流しています。 </li></ol> 4。大脳動脈狭窄の記録リアルタイム、ET-1誘発MCAOを受けているラットの画像をキャプチャする方法を示すために、10トン &quot;&gt;は、このプロトコルで使用されます。 <ol><li>血管作動性化合物を適用する前に、ベースラインのビデオは、少なくとも1分間記録されなければならない。針が脳実質内に下ろされた後、ET-1誘発MCAOについては、基準値の記録が行われますが、ET-1の注射前に。 </li><li>シリンジポンプは注入のために開始され、1時間または所望のエンドポイントまで記録されます。針は焦点面の乱れを防ぐために録画中の場所に残されます。 </li><li>ラットは、この手順に従って承認されたプロトコルに従って深く麻酔し、安楽死させなければなりません。 </li></ol> 5。画像解析血管径は可視MCAのどの部分を決定することができる。一例として、我々は、ET-1注射前と後の時点で血管径を測定するMCAの1分岐を使用します。 STIビデオからLLフレームはVLCメディアプレーヤー（VideoLANの）を使用して、1分間隔でキャプチャされます。 <ol><li> VLCプレーヤーをインストールして開かれます。 </li><li>ツールは、[設定]を選択して、設定は下の &quot;すべて&quot;に変更され、 &quot;設定の表示。&quot; </li><li> &quot;映像メニュー&quot;が左側のサイドバーに展開され、 &quot;出力モジュール&quot;がその後に展開されます。 &quot;シーン·フィルタは&quot;シーンのビデオフィルタメニューを表示するために選択される。 </li><li> &quot;シーン&quot;は、ファイル名の接頭語のためのボックスに入力されています。 </li><li>ディレクトリパスの接頭辞が定義されています。それでもフレームが保存される場所です。 </li><li>記録比率は依然としてフレームキャプチャの所望の速度に基づいて選択されます。映像は毎秒29フレームでキャプチャされた場合、 &quot;1749&quot;（29フレーム/秒×60秒/分）は1つがまだ1分ごとにフレーム保存するボックスに入力する必要があります。すべての変更が保存されています。 </li><li>目的のビデオは自動的に1分ごとに一度静止フレームを保存するためにVLCプレーヤーで開かれます。 </li><li>血管径は、これらを使用して測定され画像。最初はImageJソフト（NIH）が開かれます。 </li><li>次に、測定することは依然としてフレームはImageJので開かれます。 </li><li> &quot;分析&quot;メニューを選択することによって、 &quot;測定値を設定&quot;から開かれており、すべてのボックスがオフになっています。 </li><li>次に、直線ツールが選択されています。 </li><li>キーボードショートカットの &quot;Ctrl +&quot;は、必要に応じて、回線が血管径を測定する血管経路に垂直に配置されてズームインするために使用されます。 </li><li>最後に、血管の長さは、血管の長さを得るために &quot;分析&quot;メニュー、次に &quot;測定&quot;（Ctrl + M）を選択することによって得られる。 </li><li>このプロセスは、少なくとも3回繰り返し、それぞれの静止フレームで測定された各測定容器で平均化されます。 </li><li>比較は、複数のラットを用いて作製することができるように、各時点での血管径は、ベースラインの血管径に正規化されます。これを行うには、各容器の％ベースラインの直径を計算するために×100％式現在の直径/直径ベースラインを使用しています。 </li></ol>

<ol>
	<li>Levasseur, J. E., Wei, E. P., Raper, A. J., Kontos, A. A., Patterson, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detailed+description+of+a+cranial+window+technique+for+acute+and+chronic+experiments.">Detailed description of a cranial window technique for acute and chronic experiments.</a> Stroke. 6, 308-317 (1975).</li><li>Baumbach, G. L., Dobrin, P. B., Hart, M. N., Heistad, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+cerebral+arterioles+in+hypertensive+rats.">Mechanics of cerebral arterioles in hypertensive rats.</a> Circ. Res. 62, 56-64 (1988).</li><li>Regrigny, O., 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=Effects+of+melatonin+on+rat+pial+arteriolar+diameter+in+vivo.">Effects of melatonin on rat pial arteriolar diameter in vivo.</a> Br. J. Pharmacol. 127, 1666-1670 (1999).</li><li>Mecca, A. P., O'Connor, T. E., Katovich, M. J., Sumners, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Candesartan+pretreatment+is+cerebroprotective+in+a+rat+model+of+endothelin-1-induced+middle+cerebral+artery+occlusion.">Candesartan pretreatment is cerebroprotective in a rat model of endothelin-1-induced middle cerebral artery occlusion.</a> Exp. Physiol. 94, 937-946 (2009).</li><li>Mecca, A. P., 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=Cerebroprotection+by+angiotensin-(1-7)+in+endothelin-1-induced+ischaemic+stroke.">Cerebroprotection by angiotensin-(1-7) in endothelin-1-induced ischaemic stroke.</a> Exp. Physiol. 96, 1084-1096 (2011).</li></ol>

特別な利害関係は宣言されません。

それはマイナーな修正4,5で多くの実験のニーズを満たすように変更することができるように要約すると、この頭蓋窓調製技術は、非常に汎用性があります。例えば、我々は正常に頭蓋窓（メッカ、AP、2009年から2011年）を通じて可視化さ大脳動脈に直接焦点を当てるレーザードップラーフローメトリーを使用して、特定のMCAの分岐で脳血流を監視しています。また、硬膜切開と同様の?...

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬の名称 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> コメント（オプション） </td></tr><tr><td>吸入麻酔システム</td><td> VetEquip株式会社プレザントン、カリフォルニア州、米国</td><td> 901806 </td><td></td></tr><tr><td>イソフルラン麻酔</td><td>バクスター薬学、ディアフィールド、イリノイ州、アメリカ合衆国</td><td> 1001936060 </td><td></td></tr><tr><td>小動物の定位システム</td><td>デビッド·インスツルメンツKopfは、タハンガ、CA、USA </td><td> 900 </td><td></td></tr><tr><td>非破裂耳バー、ラット</td><td>デビッド·インスツルメンツKopfは、タハンガ、CA、USA </td><td> 957 </td><td></td></tr><tr><td>ラットガス麻酔ヘッドホルダー</td><td>デビッド·インスツルメンツKopfは、タハンガ、CA、USA </td><td> 1929 </td><td></td></tr><tr><td> BAT-12マイクロプローブ温度計</td><td>世界プレシジョンインスツルメンツ社、サラソタ、フロリダ州、アメリカ合衆国</td><td> BAT-12 </td><tD&gt; </td></tr><tr><td> T /ポンプ、サーマルブランケット</td><td> Gaymarインダストリーズ、オーチャードパーク、ニューヨーク州、米国</td><td> T /ポンプ、TP600 </td><td></td></tr><tr><td> Metzenbaumはさみ</td><td>世界プレシジョンインスツルメンツ社、サラソタ、フロリダ州、アメリカ合衆国</td><td> 501254 </td><td></td></tr><tr><td>アイリス鉗子</td><td>世界プレシジョンインスツルメンツ社、サラソタ、フロリダ州、アメリカ合衆国</td><td> 15915 </td><td></td></tr><tr><td>ブルドッグクランプリトラクター</td><td>世界プレシジョンインスツルメンツ社、サラソタ、フロリダ州、アメリカ合衆国</td><td> 14119-G </td><td></td></tr><tr><td> 10μLシリンジ26-gaugue </td><td>世界プレシジョンインスツルメンツ社、サラソタ、フロリダ州、アメリカ合衆国</td><td> SGE010RNS </td><td></td></tr><tr><td>ボビー、高温焼灼キット</td><td>世界プレシジョンインスツルメンツ社、サラソタ、フロリダ州、アメリカ合衆国</td><td> 500392 </td><td></td></tr><tr><td>ラット歯鉗子0.12 </td><td> Stotz </td><td> E1811 </td><td></td></tr><tr><td>マイクロモーターのドリル</td><td> Stoelting、ウッドデール、イリノイ、米国</td><td> 51449 </td><td></td></tr><tr><td> 0.8ミリメートルラウンドドリルいが</td><td> Roboz手術器具株式会社、ゲーサーズバーグ、メリーランド州、アメリカ合衆国</td><td> RS-6280C-1 </td><td></td></tr><tr><td>ストルツボン縫合鉗子</td><td>ボシュロム社、ロチェスター、NY、アメリカ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ナイロン縫合糸、サイズ3.0 </td><td>オアシス、メタワ、イリノイ、米国</td><td> MV-663 </td><td></td></tr><tr><td>綿棒</td><td>フィッシャーサイエンティフィック、ピッツバーグ、PA、アメリカ合衆国</td><td> 22-029-488 </td><td></td></tr><tr><td> Puralubeの眼軟膏</td><td>フィッシャーサイエンティフィック、ピッツバーグ、PA、アメリカ合衆国</td><td> NC0138063 </td><td></td></tr><tr><td>電動バリカン</td><td>オスター、米ロードアイランド州プロビデンス、 </td><td> 78005-301 </td><td></td></tr><tr><td> PBS中80μMの濃度に希釈し、ET-1 </td><td>アメリカンペプチド、サニーベール、カリフォルニア州、米国</td><td> 88から1-10A </td><td></td></tr><tr><td>クロルヘキシジン、2％ </td&gt; <td> Agrilabs、セントジョセフ、ミズーリ州、米国</td><td> 1040年、牧師6月6日、NAC番号：10580322 </td><td></td></tr><tr><td>外科用顕微鏡</td><td>ザイラー音源と製造、セントルイス、ミズーリ州、米国</td><td>進化xR6 </td><td></td></tr><tr><td>ソニーハンディカム</td><td>ソニー、港区、東京都</td><td> HDR-SR11 </td><td></td></tr><tr><td>光ファイバー照明</td><td> TechniQuip社、リヴァーモア、カリフォルニア州、アメリカ合衆国</td><td> FO1-150 </td><td></td></tr><tr><td> VLCメディアプレイヤー</td><td> （パリ、フランス） </td><td></td><td></td></tr><tr><td>画像Jソフトウェア</td><td>健康、ベセスダの米国国立衛生研究所、米国マサチューセッツ州</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

utilizing a cranial window to visualize the middle cerebral artery during endothelin-1 induced middle cerebral artery occlusion

頭蓋ウィンドウの作成 ​​は1-3脳の皮質表面上の構造の直接可視化を可能にする方法です。このテクニックは、ラット大脳を覆う多くの場所で行うことができますが、最も簡単に容易にアクセス可能な正面または頭頂骨上クレイニエクトミを作成することにより行われる。最も頻繁に、私たちは近MCAに隣接する脳実質にエンドセリン-1の注入で発生する中大脳動脈血管径の変化を定量化する虚血性脳卒中のエンドセリン-1中大脳動脈閉塞モデルとの組み合わせでこのテクニックを使用している4、5。エンドセリン-1誘発MCAO中にMCAの近位部分を可視化するために、我々は、ラットの頭蓋骨の外側面（ 図1）上の側頭骨を通して頭蓋窓を作成するための技法を使用しています。脳動脈硬無傷または硬膜切開とretraとのいずれかで可視化することができますCTED。最も一般的に、我々は、脳実質への血管収縮ペプチドの送達を伴うエンドセリン-1誘発MCAOので、可視化時に硬膜をそのままにしておく。これは、薬物送達のための可視化容器の真上に硬膜を切開する必要を回避します。このプロトコルは、同様にこの方法に関連する潜在的な落とし穴の多くを回避する方法として、段階的に脳動脈を可視化する頭蓋ウィンドウを作成する方法について説明します。

まだキャプチャされたビデオ·ショーから撮影した画像その後大脳動脈径の変化、ET-1注入が容易にこの頭蓋窓技術（ 図2）を使用して理解することができる。 ET-1を注射後数分以内に、容器が収縮し始めます。最終的には血管が視覚化することが困難になり、脳組織は蒼白になるでしょう。約20分後、ET-1の効果が減少すると血管が徐々に約45分後にベースラインの直径に戻って、?...

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Utilizing a Cranial Window to Visualize the Middle Cerebral Artery During Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion

この記事では、中大脳動脈の近位部分を表示するために時間的な頭蓋骨切除術を使用して頭蓋窓を通してラット大脳動脈を可視化するための方法を説明します（<strong&gt;図1</strong&gt;）。この汎用性の高い方法は、脳動脈の反応性を測定するために、薬物送達の様々な技術と組み合わせることができます<em生体内で&gt;</em&gt;。

エンドセリン-1誘発性中大脳動脈閉塞中大脳動脈を可視化するために頭蓋窓を利用

Creation of a cranial window is a method that allows direct visualization of structures on the cortical surface of the brain1-3. This technique can be ...

utilizing-cranial-window-to-visualize-middle-cerebral-artery-during

Research

JoVE Journal

Medicine

14.8K ビュー.  University of Florida. この記事では、中大脳動脈の近位部分を表示するために時間的な頭蓋骨切除術を使用して頭蓋窓を通してラット大脳動脈を可視化するための方法を説明します（図1）。この汎用性の高い方法は、脳動脈の反応性を測定するために、薬物送達の様々な技術と組み合わせることができます。

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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.

マウスにおけるモデリングのストローク - フィラメントモデルと中大脳動脈閉塞

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

医学

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.

中大脳動脈閉塞のマウスモデル

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 ...

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.

マウスの永久中大脳動脈結紮の応用

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 ...

Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Rat

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in 20091, 2. Several models of cerebral ischemia have been developed to mimic the human condition of stroke. It has been suggested that up to 80% of all strokes result from ischemic damage in the middle cerebral artery (MCA) area3. In the early 1990s, endothelin-1 (ET-1) 4 was used to induce ischemia by applying it directly adjacent to the surface of the MCA after craniotomy. Later, this model was modified 5 by using a stereotaxic injection of ET-1 adjacent to the MCA to produce focal cerebral ischemia. The main advantages of this model include the ability to perform the procedure quickly, the ability to control artery constriction by altering the dose of ET-1 delivered, no need to manipulate the extracranial vessels supplying blood to the brain as well as gradual reperfusion rates that more closely mimics the reperfusion in humans5-7. On the other hand, the ET-1 model has disadvantages that include the need for a craniotomy, as well as higher variability in stroke volume8. This variability can be reduced with the use of laser Doppler flowmetry (LDF) to verify cerebral ischemia during ET-1 infusion. Factors that affect stroke variability include precision of infusion and the batch of the ET-1 used6. Another important consideration is that although reperfusion is a common occurrence in human stroke, the duration of occlusion for ET-1 induced MCAO may not closely mimic that of human stroke where many patients have partial reperfusion over a period of hours to days following occlusion9, 10. This protocol will describe in detail the ET-1 induced MCAO model for ischemic stroke in rats. It will also draw attention to special considerations and potential drawbacks throughout the procedure.

Several animal models of cerebral ischemia have been developed to simulate the human condition of stroke. This protocol describes the endothelin-1 (ET-1) induced middle cerebral artery occlusion (MCAO) model for ischemic stroke in rats. In addition, important considerations, advantages, and shortcomings of this model are discussed.

ラットにおけるレーザードップラー血流計の指針と虚血性脳卒中のエンドセリン-1誘発性中大脳動脈閉塞モデル

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in ...

Optimized System for Cerebral Perfusion Monitoring in the Rat Stroke Model of Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal models of acute ischemic stroke allows to confirm successful arterial occlusion and exclude subarachnoid hemorrhage. Cerebral perfusion monitoring can also be used to study intracranial collateral circulation, which is emerging as a powerful determinant of stroke outcome and a possible therapeutic target. Despite a recognized role of Laser Doppler perfusion monitoring as part of the current guidelines for experimental cerebral ischemia, a number of technical difficulties exist that limit its widespread use. One of the major issues is obtaining a secure and prolonged attachment of a deep-penetration Laser Doppler probe to the animal skull. In this video, we show our optimized system for cerebral perfusion monitoring during transient middle cerebral artery occlusion by intraluminal filament in the rat. We developed in-house a simple method to obtain a custom made holder for twin-fibre (deep-penetration) Laser Doppler probes, which allow multi-site monitoring if needed. A continuous and prolonged monitoring of cerebral perfusion could easily be obtained over the intact skull.

Cerebral perfusion monitoring has been demonstrated to improve accuracy in ischemic stroke models. Technical difficulties often limit the use of this essential tool for cerebrovascular research. In this video, an optimized system is shown to obtain a single or multi-site hemodynamic monitoring during intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats.

腔内中大脳動脈閉塞のラット脳卒中モデルにおける脳血流モニタリングのための最適化されたシステム

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal ...

Embolic Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) for Ischemic Stroke with Homologous Blood Clots in Rats

Clinically, thrombolytic therapy with use of recombinant tissue plasminogen activator (tPA) remains the most effective treatment for acute ischemic stroke. However, the use of tPA is limited by its narrow therapeutic window and by increased risk of hemorrhagic transformation. There is an urgent need to develop suitable stroke models to study new thrombolytic agents and strategies for treatment of ischemic stroke. At present, two major types of ischemic stroke models have been developed in rats and mice: intraluminal suture MCAO and embolic MCAO. Although MCAO models via the intraluminal suture technique have been widely used in mechanism-driven stroke research, these suture models do not mimic the clinical situation and are not suitable for thrombolytic studies. Among these models, the embolic MCAO model closely mimics human ischemic stroke and is suitable for preclinical investigation of thrombolytic therapy. This embolic model was first developed in rats by Overgaard et al.1 in 1992 and further characterized by Zhang et al. in 19972. Although embolic MCAO has gained increasing attention, there are technical problems faced by many laboratories. To meet increasing needs for thrombolytic research, we present a highly reproducible model of embolic MCAO in the rat, which can develop a predictable infarct volume within the MCA territory. In brief, a modified PE-50 tube is gently advanced from the external carotid artery (ECA) into the lumen of the internal carotid artery (ICA) until the tip of the catheter reaches the origin of the MCA. Through the catheter, a single homologous blood clot is placed at the origin of the MCA. To identify the success of MCA occlusion, regional cerebral blood flow was monitored, neurological deficits and infarct volumes were measured. The techniques presented in this paper should help investigators to overcome technical problems for establishing this model for stroke research.

Embolic Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO for Ischemic Stroke with Homologous Blood Clots in Rats

In this paper, we demonstrate a standard method for producing an embolic middle cerebral artery occlusion with homologous blood clots (fibrin-rich) in adult rat. This model closely mimics human ischemic stroke and is suitable for preclinical study of thrombolytic therapy for ischemic stroke.

ラットにおける同種血血栓による虚血性脳卒中のための塞栓中大脳動脈閉塞（MCAO）

Clinically, thrombolytic therapy with use of recombinant tissue plasminogen activator (tPA) remains the most effective treatment for acute ischemic ...

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.

マウスにおける反復低酸素プレコンディショニングと過渡中大脳動脈閉塞後に神経血管保護の定量

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

Performing Permanent Distal Middle Cerebral with Common Carotid Artery Occlusion in Aged Rats to Study Cortical Ischemia with Sustained Disability

Stroke typically occurs in elderly people with a range of comorbidities including carotid (or other arterial) atherosclerosis, high blood pressure, obesity and diabetes. Accordingly, when evaluating therapies for stroke in animals, it is important to select a model with excellent face validity. Ischemic stroke accounts for 80% of all strokes, and the majority of these occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA), often inducing infarcts that affect the sensorimotor cortex, causing persistent plegia or paresis on the contralateral side of the body. We demonstrate in this video a method for producing ischemic stroke in elderly rats, which causes sustained sensorimotor disability and substantial cortical infarcts. Specifically, we induce permanent distal middle cerebral artery occlusion (MCAO) in elderly female rats by using diathermy forceps to occlude a short segment of this artery. The carotid artery on the ipsilateral side to the lesion was then permanently occluded and the contralateral carotid artery was transiently occluded for 60 min. We measure the infarct size using structural T2-weighted magnetic resonance imaging (MRI) at 24 hr and 8 weeks after stroke. In this study, the mean infarct volume was 4.5% &#177; 2.0% (standard deviation) of the ipsilateral hemisphere at 24 hr (corrected for brain swelling using Gerriet&#8217;s equation, n = 5). This model is feasible and clinically relevant as it permits the induction of sustained sensorimotor deficits, which is important for the elucidation of pathophysiological mechanisms and novel treatments.

Here we present a protocol to produce permanent distal middle cerebral artery occlusion in elderly female rats with simultaneous occlusion of the carotid arteries to generate large cortical infarcts and sustained deficits. We show confirmation of the lesion size using structural MRI at 24 hr and 8 weeks after stroke.

持続的な障害と皮質虚血を研究するために高齢ラットにおける一般的な頸動脈閉塞と永久遠位中大脳の実行

Stroke typically occurs in elderly people with a range of comorbidities including carotid (or other arterial) atherosclerosis, high blood pressure, ...

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.

マウスの中大脳動脈閉塞再灌流誘発性の脳卒中のための外科的アプローチ

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 ...

Transient Middle Cerebral Artery Occlusion Model of Neonatal Stroke in P10 Rats

A number of animal models have been used to study hypoxic-ischemic injury, traumatic injury, global hypoxia, or permanent ischemia in both the immature and mature brain. Stroke occurs commonly in the perinatal period in humans, and transient ischemia-reperfusion is the most common form of stroke in neonates. The reperfusion phase is a critical component of injury progression, which occurs over a period of days to weeks, and of the endogenous response to injury. This postnatal day 10 (p10) rat model of transient middle cerebral artery occlusion (tMCAO) creates a unilateral, non-hemorrhagic focal ischemia-reperfusion injury that can be utilized to study the mechanisms of focal injury and repair in the full-term-equivalent brain. The injury pattern that is produced by tMCAO is consistent and highly reproducible and can be confirmed with MRI or histological analyses. The severity of injury can be manipulated through changes in occlusion time and other methods that will be discussed.

Neonatal stroke is a significant cause of early brain injury requiring a translational model with consistent focal injury patterns and high reproducibility in order to enable study. This study describes the detailed surgical procedure for creating a non-hemorrhagic, unilateral focal ischemia-reperfusion injury in full-term-equivalent rodents.

P10ラットにおける新生児脳卒中の一過性中大脳動脈閉塞モデル

A number of animal models have been used to study hypoxic-ischemic injury, traumatic injury, global hypoxia, or permanent ischemia in both the immature ...