この作品は、米国心臓協会博士号を取得する前のフェローシップ788808から41910、NIH-NINDS NS-066001とNS-055832、研究NIHトレーニンググラント1T32DC010775-​​01聴覚センターによってサポートされていました。

1。入門：必須手術器具 図4を参照してください<ol><li>歯科用ドリル（KaVo社歯科用機器、モデル：UMXL-TM）、2ビットのドリルと、3ビットのドリル</li><li>二つ〜30ゲージの皮下注射針</li><li>鋸歯ピンセット、任意の湾曲した先端（有用しかし必須ではないことができます） </li><li>二つの先端の細いピンセット</li><li>ワイヤーカッター</li><li>縫合糸</li><li>マイクロハサミ</li></ol> 2。外科ウィンドウの作成<ol><li>麻酔：プロシージャはNIHのガイドラインに準拠しており、カリフォルニア大学アーバイン校の動物実験委員会によって承認されている。実験の被験者は295〜400グラム雄Sprague Dawleyラット（チャールズ·リバー·ラボラトリーズ、ウィルミントン、MA、USA）、次の麻酔の手順を使用する必要があります。 <ol><li> Hにおけるアトロピンの筋肉内注射（0.05 mg / kg体重、体重）に続いてペントバルビタールナトリウムボーラス（55 mg / kg体重）をラット腹腔内に注入するIND脚、そして皮下水中5％デキストロースの投与して3.0 ccの。 </li><li>必要に応じて、ペントバルビタールナトリウム（27.5 mg / kg体重、体重）注射を補う。次の手順の間に角膜を保護するために眼に眼抗生物質軟膏を管理します。六時間おきに麻酔中に気道分泌を減少させ、5％デキストロース（3 ml）とアトロピン（0.05 mg / kg体重、体重）を管理。メジャー本体直腸プローブを介して温度、および自己調節サーマルブランケットによって37℃で体温を維持する。 </li></ol></li><li>いずれかの方法でMCAを探します<ol class="lalpha"><li> 2×2ミリメートルイメージングを薄く/頭蓋骨はほぼ透明で、サイズHP 2ドリルビットを使用して完全な透明に間伐までサイズHP 3ドリルビットを使用して体性感覚皮質上のウィンドウを可視化する。 MCAの位置は、このウィンドウと最初のセグメントのおおよその位置を使用し、その近位軌跡を介して見ることができる。 MCAは、一般的にこれを斜めに実行されます（例えば、ビューの外科医の視点から左半球を表示する際の先頭に右/下へ左）背側方向に腹/尾に吻側の窓。外科ウィンドウはその後、観察者が最初に窓を通して見える遠位枝に基づいて配置されるM1セグメント（皮質分岐の近位）を推定する場合に、上記で作成することができます。 MCAへのアクセスを得るために除去される頭蓋骨の量を最小限にするために、画像処理/可視ウィンドウが近くに位置するが、外科手術用ウィンドウとは別にすべきである。 または</li><li>小手術ウィンドウは卵円孔またはアーチ演壇30,33,34に近い下顎神経に横約3mm前方と1ミリメートルを配置する必要があります。効果的にMCA（また、M1セグメントとして知られている）のステムにアクセスするためには、側頭筋を一時的に頭蓋表面から反射される。 （注：長期生存の手術の場合には、私たちの研究室の経験は股関節でしたT側頭筋は、そのアンカーに取り付けたままにさせることによって、筋肉が健康的な食行動と体重の効果的な維持管理を可能にする、頭蓋骨の表面に再アニールされます。 </li></ol></li><li>その最初の皮質枝がどこにあるかを推定するために、撮像窓の吻側、腹角（基準としてこれを使用している場合）にMCAに従ってください。 </li><li>少し吻側およびMCAのM1セグメント（プリ皮質分岐）があるべき撮像窓（参考としてこれを使用している場合）に腹新しい薄頭蓋骨領域（我々は外科ウィンドウとしてこれを参照してください）​​を作成します。重要な注意：（参考としてこれを使用する場合）、外科ウィンドウ撮像窓の間に約2mmの隙間を残す。 </li><li> 図1Aおよび1Bに示されているようにだけ動脈の分岐皮質前MCAのステムを（また、M1セグメントとしても知られる）を探します。 </li><li>推定M1セグメント場所上記頭蓋骨薄い、サイズHP-3ドリルビットを使用した。時頭蓋骨はやや透明になり、それは完全に透明になるまで、より繊細なサイズのHP-2ドリルビットと薄い頭蓋骨に切り替えます。外科用ウィンドウ領域が脈管構造を表示し、この時点では、M1の位置を把握し、2〜3ミリメートルM1セグメントの長さのいずれかの側に存在するようにウィンドウ（完了するのに十分薄くなるように視覚的に確認してこれにより、挿入のための部屋とMCAの両側に縫合針の出口）。 </li></ol> 重要な注意：頭蓋骨の厚さがラップのそれと類似しているときに間伐を停止します。ドリルが頭蓋骨と硬膜を突き破る場合容器が破裂します。頭蓋骨は、他の一方で十分に薄くされていない場合は、閉塞のためにそれを除去することは難しいだろうと皮質や動脈の損傷につながる可能性があります。 <ol start="7"><li> 30ゲージ（30 G）皮下注射針を取り、鋸歯ピンセットを使って、針の先端を曲げる。 </li><li>穿刺頭蓋骨ケアに30 G針を使用して、完全に直接ではなく、動脈の上の領域である。ピンセットは、頭蓋骨を把握し、慎重に手術窓の間伐面積を除去できるようにするには、この穿刺孔を使用してください。 </li><li> 、新しい30 Gのニーズを取るステップ6のように、その先端を曲げ、慎重に硬膜を除去する。 </li></ol> 注：硬切削は、ピールバックになりますし、MCAは減圧の結果として、より顕著になるだろう。 3。 MCAを閉塞<ol><li> 3-5程度に縫合針（ラウンド3/8、16ミリメートルの縫合針を）削減半カーブ逆トリミングするワイヤカッターを使用してください。 </li><li> 図4Eに写真のようにトリミングされた縫合針に糸を通す。重要：縫合糸の両端が等しい長さであるので、それは、針がねじ込まれることが重要である。両方の糸の引き上げが同時にM1の下に終了これが可能になり、針が次にMCAの周りに2つの結び目を結ぶために、スレッドの2つの長さを残して自由にカットすることができます。 </li><li>ピンセットは、M1の下に縫合針をスリップ鋸歯を使用してください。皮質の損傷を最小にするようにできるだけ浅くとして滞在が、同様にMCAにすぎ緊張を避け、MCA 0.5から1 mm程度の距離に挿入します。 </li><li>縫合針は、それがMCAの下になるように反対側に出てくる時、供給を継続又は縫合糸の他端を押しながら反対側から縫合針の先端を引っ張って（以下に示すように）先端の細いピンセットを使用して鋸歯状の先端ピンセットで針。 </li><li>縫合針が完全にMCAで渡され、引き出された後、糸の長さはMCAの両側に等しくなるまで、縫合針又は糸を引っ張るし続ける。それはMCAへの負担を最小限にするためにを介して供給されるようにスレッドを下に押すと、スレッドが動脈の下を通過するように破裂を防ぐために役立ちます。 </li><li>縫合針に近い糸をカットします。 </li><li>得られた2つの縫合糸を解くために、両方の細かい点のピンセットを使用してsがそう触れていないMCAの下に張ら二つの独立したスレッドがあることを。理想的には、スレッドは、彼らはMCAの下を通過離れて約1mmとなります。 </li><li>ノットの間のスペースの〜1 mmが離断の余地を許可することを維持しようとするMCAの周りに糸で2つの別々のノット（2合字）を結ぶために、両方の細かい点のピンセットを使用してください。 </li></ol> 注：内部偽制御が必要な場合は、緩いので、彼らはすべてでMCAを収縮し、ノットを締め、血管を切断する前にデータを収集しないことをオクルージョンの結び目を残して閉塞を準備します。それが閉塞する前に何かに引っ掛かる防ぐが、後でノットの締め付け可能にするために十分なスレッドを残してスレッドをトリミング。この方法は、任意の基準イメージングまたはデータ収集が閉塞し、少し遅れて、適切な時点で締め付け結び目と同じ外科手術侵襲の全てを行うことができる。 <ol start="9"><li>ノットことしたらアンは、2つの結び目の間にM1を横断するためにマイクロはさみを使用し、タイトなプル。 </li><li>長期的な、生存研究の場合： <ol class="lalpha"><li>縫合糸は、無菌手術糸のある場所に戻って頭皮フラップを切開または滅菌創傷クリップを使用して組織を固定します。 </li><li>創傷領域（例えばバシトラシン軟膏など）に局所的に抗生物質を投与し、全身アンピシリンの予防注射（150 mg / kgをIM）で。 </li><li>被写体がまだ麻酔ですが、目に眼科抗生物質軟膏を投与。 </li><li>麻酔時の気道分泌物を減少させる補足アトロピン（0.05 mg / kgでIM）を管理します。 </li><li>手術の結論と疼痛コントロールのために再び翌朝（〜12時間後）で皮下フルニキシンメグルミンを（1.1 mg / kg）を注入します。 </li><li>動物の鼻は傾斜（動物が目を覚ましになるまで、これが呼吸を容易に）上の尻尾の上にあるような乾燥した、暖かい、傾斜面に動物を配置します&lt;/李&gt; <li>それは目を覚まして、独自に安全に移動するまで、動物を監視します。 </li><li>動物がビバリウムに戻ってたら、動物の活動は、外観、発声、そして摂食と行動を飲んで、毎日監視する必要があります。 </li></ol></li></ol> 4。安楽死<ol><li>各実験の終了時に、ラットをペントバルビタールナトリウム（2-3ミリリットル、腹腔内）で安楽死させなければならない。 </li></ol>

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M., Guarino, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+blood+flow+and+cerebral+perfusion+pressure+in+a+new+noncraniotomy+model+of+subarachnoid+hemorrhage+in+the+rat.">Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in the rat.</a> Stroke. 26, 1086-1091 (1995).</li><li>Kuge, Y., Minematsu, K., Yamaguchi, T., Miyake, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nylon+monofilament+for+intraluminal+middle+cerebral+artery+occlusion+in+rats.">Nylon monofilament for intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats.</a> Stroke. 26, 1655-1657 (1995).</li><li>Laing, R. J., Jakubowski, J., Laing, R. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+critical+reevaluation+of+the+intraluminal+thread+model+of+focal+cerebral+ischemia:+evidence+of+inadvertent+premature+reperfusion+and+subarachnoid+hemorrhage+in+rats+by+laser-Doppler+flowmetry.">A critical reevaluation of the intraluminal thread model of focal cerebral ischemia: evidence of inadvertent premature reperfusion and subarachnoid hemorrhage in rats by laser-Doppler flowmetry.</a> Stroke. 29, 2162-2170 (1998).</li></ol>

著者は、この時点で開示することは何もありません。

このプロトコルは、げっ歯類の大脳皮質内の虚血を誘発する、実験の被験者への最小限の周辺機器への影響でそうするために開発された。二重閉塞および横断方法は、容器が恒久的に閉塞されていることを視覚的に確認可能にし、過度の浸潤または組織損傷を伴うものではなく、高い生存率を用いて行うことができる。この閉塞プロトコルは、特定のドメイン内の皮質虚血を誘導するために?...

効果的に人間の脳梗塞を模倣虚血状態を誘導するために、いくつかの動物モデルストロークが広く梗塞の体積を変化させることにより得られた、使用される。 photothromboticモデルでは、脳、光化学凝固、照射された血管の閉塞、および周囲の組織以内虚血をもたらす、感光性物質（例えば、ローズベンガル等）の静脈内注射後にレーザー照射を使用してそのまま頭蓋骨を通して照射される7。 Photothrombosisは、梗塞の非常に小さな、孤立した領域をもたらすことができ、典型的にモデリング &quot;ミニストローク&quot;または &quot;マイクロストローク&quot;の手段として用いられる。 特に、中大脳動脈（MCA）において虚血性脳卒中を誘導するための、より広く採用されている技術は、フィラメントは、外科的に外頸動脈に導入され、チップは、MCAのベースを閉塞するまで、前進させた管腔内モノフィラメントモデル8である。 PRI腔内フィラメント閉塞のメアリーの課題は、高い死亡率9（MCAは3時間、脳卒中研究に関連する時点に対して閉塞さ70％）である。メソッドを使用して他の問題は、可能なくも膜下出血、不完全閉塞と、可変梗塞容積10,11を含んでいた。両方の皮質とsubcortically 12、およびモデルにおける梗塞の広範度大規模な人間のストロークでこのモデルの結果。 ミクロと巨大両方ストロークモデルは重要ですが、人間のストロークはどこかの間で一般的である。大規模臨床研究では、脳卒中梗塞の範囲のサイズのIPSI-ishemic半球9の4.5から14までパーセントに変換28〜80センチメートル3、から。 IPSI-ishemic半球3〜12％を構成する約9〜35ミリメートル3からの比較では、我々のラットpMCAO梗塞サイズの範囲。当社pMCAOモデル、したがって、密接に脳の割合で人間の虚血性脳卒中梗塞ボリュームに似ているボリューム。 人間の条件と同様の機能と行動障害で脳卒中、pMCAO結果の構造的損傷のモデリングに加えて、。最低限、ストロークダメージ13-15に反対運動不足、誘発神経活動16,18の運動および感覚機能16,17、損失または中断の損失または中断、脳血流19の削減、の脳卒中の結果の効果的なモデルで20、および梗塞21,22。したがって、当社pMCAOモデル身体障害、感覚皮質（および近隣皮質）内の機能の喪失、神経活動の中断、MCAの血流が著しく低下し、虚血性脳卒中23の梗塞·特徴的な属性になりMCAの深刻な閉塞したがって、人間の脳卒中の効果的なモデルとして-25、。 手続き、pMCAOは、我々は慎重にから頭蓋骨と硬膜を除去する小さな開頭術を伴うMCAの初期（M1）セグメント上2×2ミリメートル&quot;外科ウィンドウ&quot;、ただ前部と後部皮質枝（ 図1Aおよび1B）にMCAの主な分岐の前に。我々は（pMCAOを遂行するために必要な外科的供給のための具体的な試薬や機器の表を参照してMCAの下と皮質表面上、髄膜の軟膜層を介してハーフ曲線の逆切断縫合針と糸（6-0絹）を通過）。我々はその後ダブルリガチャーを結ぶ、MCAの周りに2つの結び目を締めて、2つの結び目の間に血管を横断する。 M1を通じてダブルリガチャーと離断はちょうどlenticulostriate分岐に対して遠位MCAの唯一の皮質枝が影響を受け、こうしてのみ皮質梗塞（無皮質下の損傷が）26,27を （ 図2）が発生していることなどが発生します。人間のストロークがしばしば皮質下梗塞を伴うが、げっ歯類でこれをモデル化すると、増加した侵襲性を（脳血管を閉塞する皮質branchi前に必要NGは、首の頸動脈を経由してアクセスして動脈を必要とし、技術と梗塞サイズの増加変動に）追加の閉塞を必要とする。 MCA以前の支店へのアクセスが簡単な開頭術を介して可能ではないので、ここで説明されたモデルは、より近位に実行することはできません。それはpMCAO経由皮質下梗塞を誘発することが外科的に可能かもしれないが、閉塞は極めて侵襲を伴うため、理想的ではないでしょう。 オクルージョンの効果はレーザードップラー、またはレーザーを介して確認することができる（ 図2）事後組織学的にイメージング12,24,25（ 図3）スペックル、または。これは、以前の研究では、感覚刺激が梗塞の進化と結果に大きな役割を果たすことができることを示していることに留意すべきである。pMCAOの2時間以内に投与したとき損傷からの保護を付与し、3時間後のpMCAOで投与ストローク損傷の増加を引き起こす24,25,28。私たちは、5時間後pMCAOで、刺激はもはや結果（未発表データ）に影響を及ぼさないことを確認しています。したがって、被験者の感覚刺激は、最小限の変動性と梗塞ボリュームを得るためpMCAO以下の5時間最小化されるべきである。したがって、当社グループは、最小限の感覚刺激と、明示しないウィスカー刺激と、暗闇の中で、5時間後pMCAO用麻酔ラットを保つことによって、このタイプの &quot;未処理のコントロール&quot;を実行します。 さらに、過剰分岐、複数のプライマリセグメント、または動脈の通信の有無を含めMCA構造において時折変化は、成人男性のSprague Dawleyラット29,30が10〜30％頻度で発生する可能性があることに留意すべきである。 MCAの異常が認められた場合には、そのような血管異常と動物を加えること梗塞ばらつきを増加するように、その特定の被写体を使用しないことが望ましい。 さらに、Oのいくつかの実用的な側面があります脳卒中調査のための有利なこの閉塞方法を作るウル手順。まず、縫合糸は、動脈の周囲に配置されただけで結紮し、離断後の虚血後の評価に続いて基礎評価を収集するために締め付けられていないことができる。このように、閉塞のために必要な外科手術の準備を効果的に被験者内に制御される。被写体が静止したり、閉塞を通して定位フレーム内に残ることがありますので、中に、そして閉塞後にサブジェクトを移動または使用25,28内の任意の実験装置を乱すことなく、前に各被験者の実験的評価を実施することが可能です。なお、この手順であっても高齢者の齧歯類の科目内で非常に低い死亡率の結果、生後21-24ヶ月（高齢者の人間に相当）31、そして、したがって、より密接に、最も一般的にモデル化することをラットで脳卒中の治療法を評価するために用いることができる脳卒中患者25,28の年齢層。容器transectionは、また、いくつかの実用的な目的を提供しています。離断後の出血がないことは、血管が完全に両方の字サイトで閉塞されたことを確認。さらに、離断は血流の永久破壊を確実にします。最後に、離断は、閉塞した血管の末端部分で検出された血流が代替ソースから来なければならないことを保証します。 我々は、特にこの原稿やビデオMCA閉塞のために、この技法を説明するが、最終的には、同一の二重結紮離断技術は開頭術を介してアクセスされ得る任意の脳血管に適用することができる。我々の研究室は、例えば、選択的に一次体性感覚皮質32内の虚血を誘発するために設計された技術と同様の方法で、一次、および担保血流24の両方をブロックするために遠位MCA分岐のいくつかの追加の永続的な閉塞に関連してpMCAOを利用した。 結論として、T脳卒中のヒト臨床文献に関連する最も一般的な場所（MCA）、タイプ（虚血）、及び損傷の程度（梗塞）：MCAに適用される永続的な閉塞のための彼の方法は密接に人間の虚血性脳卒中の三原色ファセットをモデル化します。また、閉塞のこの方法は、脳全体に単一または複数の閉塞部位に適用してもよいし、生存率が高い高齢の被験者で実施してもよい。この閉塞の動的な、永続的な、そして比較的非侵襲的な性質を考えると、この技術はからの保護や脳卒中の治療のための新たなアプローチを評価する前臨床研究のための追加ツールを表します。

<table border="1">
 <tr>
 <td>Name of the equipment</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalogue number</td>
 <td>Comments (optional)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Extra Fine Graefe Forceps - 0.5 mm Tips Slight Curve (1)</td>
 <td>Fine Science Tools </td>
 <td>11151-10</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ceramic Coated Dumont #5 Forceps (2)</td>
 <td>Fine Science Tools </td>
 <td>11252-50</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Extra Fine Bonn Scissors, straight (1)</td>
 <td>Fine Science Tools </td>
 <td>14084-08</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Round 3/8 (16 mm) Suture Needles</td>
 <td>Fine Science Tools</td>
 <td>12050-02</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>6-0 Braided Silk Suture</td>
 <td>Fine Science Tools</td>
 <td>NC9071061 
 Harvard Apparatus 
 No.:510461</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>30 gauge needle, &frac12;" length</td>
 <td>Fine Science Tools</td>
 <td>NC9867376 
 
 No.:ZT-5-030-5-L/COL</td>
 <td></td>
 </tr>
</table>

permanent cerebral vessel occlusion via double ligature and transection

脳卒中は、死亡、障害、および社会経済的損失、世界中の主要な原因である。すべてのストロークの大部分は血液の流れの中断（虚血）1から生じる。中大脳動脈（MCA）は、皮質2の側面への血液の大部分を提供し、人間のストローク3の最も一般的なサイトであり、その領土内の虚血は、広範な機能障害または死亡1,4,5になることがあります。虚血性脳卒中の生存者は、多くの場合、運動機能、感覚障害、および梗塞の損失や混乱に苦しむ。脳卒中のこれらの重要な特性をキャプチャし、それによって効果的な治療法を開発するための努力では、強調の多大MCAにおける虚血の動物モデルに置かれている。 ここでは、永久皮質表面の血管を閉塞する方法を提案する。私たちは、最も一般的なタイプ、場所、およびoutcomをモデル関連血管閉塞の例を使用して、この方法を紹介します人間脳卒中、永久中大脳動脈閉塞（pMCAO）のE。このモデルでは、外科的に成体ラットにMCAを公開し、その後、容器の重結紮および離断を介して閉塞。このpMCAOは大脳皮質の大部分、MCA皮質領域のすべてにおいて虚血を引き起こし、MCAの近皮質枝をブロックします。閉塞のこの方法は、皮質の小さい領域を対象とした多くの局所的虚血を達成するために、皮質血管のより遠位の部分を閉塞するために使用することができる。 pMCAOの主な欠点は小開頭がMCAにアクセスするために必要とされるように外科的処置は、最小限の組織の損傷は、この結果も、やや侵襲的であることである。このモデルの主な利点は、しかし、ある：閉塞部位が十分に定義されている、血流の減少の程度は一貫性があり、機能的および神経学的障害が急速に発生し、梗塞サイズは一貫しており、生存率が高いために長いことができ長期慢性査定。

血管の閉塞の成功は、他の血流イメージング技術のうちイメージング（LSI）をスペックルレーザを用いて確認することができる。 MCAの主要な皮質枝内の血流は、記録システムおよび技術の感度ノイズのレベルに応じて約25％のベースライン以下閉塞以下に低下するべきである。 MCA閉塞前後MCAの皮質枝のセグメントの代表的なLSIの画像については、図3を参照してくだ?...

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Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection

私たちは、齧歯類の主要脳血管の閉塞のための永久的な再現性の高い方法を記述します。この技術は、非常に少ない周損傷、最小限の血液損失、長期生存率が高いと、ヒト臨床人口に見合った一貫性梗塞体積を達成することができる。

永久的な脳血管閉塞<em&gt;経由</em&gt;ダブルリガチャーと離断

Stroke is a leading cause of death, disability, and socioeconomic loss worldwide. The majority of all strokes result from an interruption in blood flow ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection

14.8K ビュー.  University of California, Irvine. 私たちは、齧歯類の主要脳血管の閉塞のための永久的な再現性の高い方法を記述します。この技術は、非常に少ない周損傷、最小限の血液損失、長期生存率が高いと、ヒト臨床人口に見合った一貫性梗塞体積を達成することができる。

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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 ...

医学

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 ...

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

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 performed in many locations overlying the rat cerebrum, but is most easily carried out by creating a craniectomy over the readily accessible frontal or parietal bones. Most frequently, we have used this technique in combination with the endothelin-1 middle cerebral artery occlusion model of ischemic stroke to quantify the changes in middle cerebral artery vessel diameter that occur with injection of endothelin-1 into the brain parenchyma adjacent to the proximal MCA4, 5. In order to visualize the proximal portion of the MCA during endothelin -1 induced MCAO, we use a technique to create a cranial window through the temporal bone on the lateral aspect of the rat skull (Figure 1). Cerebral arteries can be visualized either with the dura intact or with the dura incised and retracted. Most commonly, we leave the dura intact during visualization since endothelin-1 induced MCAO involves delivery of the vasoconstricting peptide into the brain parenchyma. This bypasses the need to incise the dura directly over the visualized vessels for drug delivery. This protocol will describe how to create a cranial window to visualize cerebral arteries in a step-wise fashion, as well as how to avoid many of the potential pitfalls pertaining to this method.

This article describes a method for visualizing rat cerebral arteries through a cranial window using temporal craniectomy in order to view proximal portions of the middle cerebral artery (Figure 1). This versatile method can be combined with various techniques of drug delivery to measure cerebral artery reactivity in vivo.

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 ...

2-Vessel Occlusion/Hypotension: A Rat Model of Global Brain Ischemia

Cardiac arrest followed by resuscitation often results in dramatic brain damage caused by ischemia and subsequent reperfusion of the brain. Global brain ischemia produces damage to specific brain regions shown to be highly sensitive to ischemia 1. Hippocampal neurons have higher sensitivity to ischemic insults compared to other cell populations, and specifically, the CA1 region of the hippocampus is particularly vulnerable to ischemia/reperfusion 2.
The design of therapeutic interventions, or study of mechanisms involved in cerebral damage, requires a model that produces damage similar to the clinical condition and in a reproducible manner. Bilateral carotid vessel occlusion with hypotension (2VOH) is a model that produces reversible forebrain ischemia, emulating the cerebral events that can occur during cardiac arrest and resuscitation. We describe a model modified from Smith et al. (1984) 2, as first presented in its current form in Sanderson, et al. (2008) 3, which produces reproducible injury to selectively vulnerable brain regions 3-6. The reliability of this model is dictated by precise control of systemic blood pressure during applied hypotension, the duration of ischemia, close temperature control, a specific anesthesia regimen, and diligent post-operative care. An 8-minute ischemic insult produces cell death of CA1 hippocampal neurons that progresses over the course of 6 to 24 hr of reperfusion, while less vulnerable brain regions are spared. This progressive cell death is easily quantified after 7-14 days of reperfusion, as a near complete loss of CA1 neurons is evident at this time.
In addition to this brain injury model, we present a method for CA1 damage quantification using a simple, yet thorough, methodology. Importantly, quantification can be accomplished using a simple camera-mounted microscope, and a free ImageJ (NIH) software plugin, obviating the need for cost-prohibitive stereology software programs and a motorized microscopic stage for damage assessment.

Bilateral carotid occlusion coupled with systemic hypotension produces global brain ischemia in the rat, resulting in damage to the hippocampus with reproducible severity. Animal subjects are impaired with predictable patterns of brain damage, they recover expediently, and mortality rates are comparatively low.

2血管閉塞/低血圧：グローバル脳虚血のラットモデル

Cardiac arrest followed by resuscitation often results in dramatic brain damage caused by ischemia and subsequent reperfusion of the brain. Global brain ...

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 ...

Modeling Stroke in Mice: Permanent Coagulation of the Distal Middle Cerebral Artery

Stroke is the third most common cause of death and a main cause of acquired adult disability in developed countries. Only very limited therapeutical options are available for a small proportion of stroke patients in the acute phase. Current research is intensively searching for novel therapeutic strategies and is increasingly focusing on the sub-acute and chronic phase after stroke because more patients might be eligible for therapeutic interventions in a prolonged time window. These delayed mechanisms include important pathophysiological pathways such as post-stroke inflammation, angiogenesis, neuronal plasticity and regeneration. In order to analyze these mechanisms and to subsequently evaluate novel drug targets, experimental stroke models with clinical relevance, low mortality and high reproducibility are sought after. Moreover, mice are the smallest mammals in which a focal stroke lesion can be induced and for which a broad spectrum of transgenic models are available. Therefore, we describe here the mouse model of transcranial, permanent coagulation of the middle cerebral artery via electrocoagulation distal of the lenticulostriatal arteries, the so-called &#8220;coagulation model&#8221;. The resulting infarct in this model is located mainly in the cortex; the relative infarct volume in relation to brain size corresponds to the majority of human strokes. Moreover, the model fulfills the above-mentioned criteria of reproducibility and low mortality. In this video we demonstrate the surgical methods of stroke induction in the &#8220;coagulation model&#8221; and report histological and functional analysis tools.

Various murine models of middle cerebral artery occlusion (MCAO) are widely used in experimental brain research. Here, we demonstrate the model of transcranial permanent distal MCAO which produces consistent cortical infarction of a size corresponding to damage imposed by the majority of human ischemic strokes.

マウスにおけるモデリングのストローク：遠位中大脳動脈の永久的な凝固

Stroke is the third most common cause of death and a main cause of acquired adult disability in developed countries. Only very limited therapeutical ...

Stereological and Flow Cytometry Characterization of Leukocyte Subpopulations in Models of Transient or Permanent Cerebral Ischemia

Microglia activation, as well as extravasation of haematogenous macrophages and neutrophils, is believed to play a pivotal role in brain injury after stroke. These myeloid cell subpopulations can display different phenotypes and functions and need to be distinguished and characterized to study their regulation and contribution to tissue damage. This protocol provides two different methodologies for brain immune cell characterization: a precise stereological approach and a flow cytometric analysis. The stereological approach is based on the optical fractionator method, which calculates the total number of cells in an area of interest (infarcted brain) estimated by a systematic random sampling. The second characterization approach provides a simple way to isolate brain leukocyte suspensions and to characterize them by flow cytometry, allowing for the characterization of microglia, infiltrated monocytes and neutrophils of the ischemic tissue. In addition, it also details a cerebral ischemia model in mice that exclusively affects brain cortex, generating highly reproducible infarcts with a low rate of mortality, and the procedure for histological brain processing to characterize infarct volume by the Cavalieri method.

Brain myeloid cells characterization following stroke can be performed by stereology using the optical fractionator method, or by a flow cytometric analysis of brain leukocytes suspensions. Both are useful techniques to perform an accurate phenotypical distinction of the main myeloid cell subsets found in the ischemic brain.

一時的または恒久的な脳虚血モデルにおける白血球亜集団の立体解析とフローサイトメトリーキャラクタリゼーション

Microglia activation, as well as extravasation of haematogenous macrophages and neutrophils, is believed to play a pivotal role in brain injury after ...

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, ...

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.

マウスにおける一般的な頸動脈の修理で再灌流を許可する中大脳動脈閉塞

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.

2 血管閉塞マウス脳虚血・再灌流モデル

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