Yazarlar, editoryal desteği için Kathy Gage'e teşekkür eder. Şema figürleri BioRender.com ile oluşturulmuştur. Bu çalışma, Anesteziyoloji Anabilim Dalı (Duke Üniversitesi Tıp Merkezi) ve NIH hibeleri (NS099590, HL157354, NS117973 ve NS127163) tarafından desteklenmiştir.

Bu çalışmada açıklanan tüm prosedürler, araştırmada hayvanların bakımı ve kullanımı için NIH yönergelerine uygun olarak yürütülür ve protokol, Duke Enstitüsü Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır. Bu çalışma için genç (8-10 haftalık) ve yaşlı (22 aylık) erkek C57Bl/6 fareler kullanıldı. Bu protokole genel bir bakış Şekil 1'de gösterilmektedir.
1. Cerrahi hazırlık
<ol><li>F...

Transkraniyal Orta Serebral Arter Oklüzyon Fareleri Modelinin Kurulması

<ol>
	<li>Tsao, C. W., 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=Heart+disease+and+stroke+statistics-2022+update:+a+report+from+the+American+Heart+Association.">Heart disease and stroke statistics-2022 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 145 (8), e153 (2022).</li><li>Nogueira, R. G., 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=Thrombectomy+6+to+24+hours+after+stroke+with+a+mismatch+between+deficit+and+infarct.">Thrombectomy 6 to 24 hours after stroke with a mismatch between deficit and infarct.</a> The New England Journal of Medicine. 378 (1), 11-21 (2018).</li><li>Fisher, M., Savitz, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacological+brain+cytoprotection+in+acute+ischaemic+stroke-renewed+hope+in+the+reperfusion+era.">Pharmacological brain cytoprotection in acute ischaemic stroke-renewed hope in the reperfusion era.</a> Nature Reviews Neurology. 18 (4), 193-202 (2022).</li><li>Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+middle+cerebral+artery+occlusion+without+craniectomy+in+rats.">Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats.</a> Stroke. 20 (1), 84-91 (1989).</li><li>Knauss, S., 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=A+semiquantitative+non-invasive+measurement+of+PcomA+patency+in+C57BL/6+mice+explains+variance+in+ischemic+brain+damage+in+filament+MCAo.">A semiquantitative non-invasive measurement of PcomA patency in C57BL/6 mice explains variance in ischemic brain damage in filament MCAo.</a> Frontiers in Neuroscience. 14, 576741 (2020).</li><li>Yang, Z., 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=Post-ischemia+common+carotid+artery+occlusion+worsens+memory+loss,+but+not+sensorimotor+deficits,+in+long-term+survived+stroke+mice.">Post-ischemia common carotid artery occlusion worsens memory loss, but not sensorimotor deficits, in long-term survived stroke mice.</a> Brain Research Bulletin. 183, 153-161 (2022).</li><li>Wang, Z., 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=Increasing+O-GlcNAcylation+is+neuroprotective+in+young+and+aged+brains+after+ischemic+stroke.">Increasing O-GlcNAcylation is neuroprotective in young and aged brains after ischemic stroke.</a> Experimental Neurology. 339, 113646 (2021).</li><li>Jiang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=XBP1+(X-box-binding+protein-1)-dependent+O-GlcNAcylation+Is+neuroprotective+in+ischemic+stroke+in+young+mice+and+its+impairment+in+aged+mice+is+rescued+by+thiamet-G.">XBP1 (X-box-binding protein-1)-dependent O-GlcNAcylation Is neuroprotective in ischemic stroke in young mice and its impairment in aged mice is rescued by thiamet-G.</a> Stroke. 48 (6), 1646-1654 (2017).</li><li>Li, X., 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=Single-cell+transcriptomic+analysis+of+the+immune+cell+landscape+in+the+aged+mouse+brain+after+ischemic+stroke.">Single-cell transcriptomic analysis of the immune cell landscape in the aged mouse brain after ischemic stroke.</a> Journal of Neuroinflammation. 19 (1), 83 (2022).</li><li>Li, X., 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=Beneficial+effects+of+neuronal+ATF6+activation+in+permanent+ischemic+stroke.">Beneficial effects of neuronal ATF6 activation in permanent ischemic stroke.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 16, 1016391 (2022).</li><li>Tamura, A., Graham, D. I., McCulloch, J., Teasdale, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+cerebral+ischaemia+in+the+rat:+2.+Regional+cerebral+blood+flow+determined+by+[14C]iodoantipyrine+autoradiography+following+middle+cerebral+artery+occlusion.">Focal cerebral ischaemia in the rat: 2. Regional cerebral blood flow determined by [14C]iodoantipyrine autoradiography following middle cerebral artery occlusion.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 1 (1), 61-69 (1981).</li><li>Tamura, A., Graham, D. I., McCulloch, J., Teasdale, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+cerebral+ischaemia+in+the+rat:+1.+Description+of+technique+and+early+neuropathological+consequences+following+middle+cerebral+artery+occlusion.">Focal cerebral ischaemia in the rat: 1. Description of technique and early neuropathological consequences following middle cerebral artery occlusion.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 1 (1), 53-60 (1981).</li></ol>

İlk transkraniyal MCA oklüzyon modeli 1981'desıçanlarda kuruldu 11,12 ve 1989'da yerini kraniektomisiz MCAO modelialdı 4. İlk transkraniyal MCA oklüzyonu, tüm elmacık arkının çıkarıldığı ve kasların lateral olarak çekildiği geniş bir cerrahi alana sahipti. Ameliyattan sonra lokal dokular şişti, bu da strese neden oldu ve hayvanlar için gıda alımını azalttı. Modifiye transkraniyal MCAO modelimizde, insizyon daha...

ABD'de her yıl yaklaşık 800.000 kişi felç geçirmektedir ve bu felçlerin çoğu doğası gereği iskemiktir1. Doku plazminojen aktivatörü (tPA) ve/veya trombektomi ile serebral kan akışının zamanında restorasyonu şu anda inme hastaları için en etkili tedavidir; Bununla birlikte, uzun dönemde nörolojik fonksiyonların tam olarak iyileşmesi nadirdir 2,3. Bu nedenle, fonksiyonel iyileşmeyi hedefleyen yeni inme tedavisinin araştırılması, klinik olarak ilgili hayvan inme modellerini gerektiren yoğun bir araştırma alanıdır.
Kemirgenlerde en sık görülen iskemik inme modeli, inmeyi indüklemek için intraluminal orta serebral arter tıkanıklığı (MCAO) kullanır. İlk olarak 1989 yılında Zea Longa tarafından geliştirilen bu modelde, orta serebral artere (MCA) kan akışını engellemek için internal karotis artere (ICA) bir naylon filament sokulur4. Ancak, bu modelin sınırlamaları vardır. İlk olarak, filament ICA'ya yerleştirildiğinde, posterior serebral artere (PCA) giden kan akışı, özellikle farelerde kısmen bloke edilebilir. Kritik olarak, ön ve arka serebral dolaşımı birbirine bağlayan küçük bir arter olan posterior komünikan arter (PcomA), ağırlıklı olarak deneysel inme araştırmalarında kullanılan suş olan C57Bl / 6 gibi bazı fare suşlarında sıklıkla az gelişmiştir. PcomA'nın bu açıklığının, inme5'ten sonra farelerde lezyon boyutundaki değişkenliğe katkıda bulunduğuna inanılmaktadır. Gerçekten de, PCA'ya kan akışı MCAO sırasında hızla düştüğünde ve PcomA yeterli kollateral kan akışı sağlayamadığında, inme enfarktüsü PCA'nın topraklarına genişleyebilir. Ayrıca, bu modelde, uzun süreli iskemi farelerde daha yüksek ölüm şansına yol açar. Sonuç olarak, farelerde tipik olarak 30-60 dakikalık kısa bir MCAO süresi kullanılır. Bununla birlikte, çoğu inme hastası reperfüzyon tedavisinden önce birkaç saat iskemi yaşar. Bu nedenle, uzun süreli iskemiye sahip bir fare vuruşu modeli yüksek klinik öneme sahiptir. 
Bu prosedürün genel amacı, orta büyüklükte bir enfarktüse ve mükemmel bir sağkalım oranına sahip farelerde iskemik inmeyi modellemektir. Bu transkraniyal MCAO modeli, uzun süreli iskemi uygulanabildiğinden ve yaşlı fareler bu modeli iyi tolere ederek fonksiyonel iyileşmenin uzun vadeli değerlendirmesine izin verdiğinden, klinik inmenin kritik özelliklerini ele almaktadır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.25% bupivacaine</td>
			<td>Hospira</td>
			<td>NDC 0409-1159-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9% sodium chloride</td>
			<td>ICU Medical</td>
			<td>NDC 0990-7983-03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,3,5-Triphenyltetrazolium Chloride (TTC)&#160;</td>
			<td>Sigma or any available vendor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20 G IV catheter</td>
			<td>BD</td>
			<td>381534</td>
			<td>20 GA 1.6 IN</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30 G needle</td>
			<td>BD</td>
			<td>305106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 silk suture</td>
			<td>Look</td>
			<td>SP116</td>
			<td>Black braided silk</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-0 suture with needle&#160;</td>
			<td>Ethilon</td>
			<td>2822G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol swabs</td>
			<td>BD</td>
			<td>326895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia induction box</td>
			<td>Any suitable vendor</td>
			<td></td>
			<td>Pexiglass make&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrical grinder</td>
			<td>JSDA</td>
			<td>JD 700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High temperature cautery loop tip</td>
			<td>Bovie</td>
			<td>AA03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Covetrus</td>
			<td>NDC 11695-6777-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser doppler perfusion monitor</td>
			<td>Moor Instruments</td>
			<td>moorVMS-LDF1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lubricant eye ointment</td>
			<td>Bausch + Lomb</td>
			<td>339081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse rectal probe</td>
			<td>Physitemp</td>
			<td>RET-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrous Oxide</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>UN1070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Otoscope</td>
			<td>Welchallyn</td>
			<td>728</td>
			<td>2.5 mm Speculum</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>UN1072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-iodine</td>
			<td>CVS</td>
			<td>955338</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recovery box</td>
			<td>Brinsea&#160;</td>
			<td>TLC eco</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rimadyl (carprofen)</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td>6100701</td>
			<td>Injectable 50 mg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rodent ventilator</td>
			<td>Harvard</td>
			<td>Model 683</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature controller</td>
			<td>Physitemp</td>
			<td>TCAT-2DF&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triple antibioric &#38; pain relief</td>
			<td>CVS</td>
			<td>NDC 59770-823-56</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vaporizer</td>
			<td>RWD</td>
			<td>R583S</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a modified transcranial middle cerebral artery occlusion model to study stroke outcomes in aged mice

Deneysel inme araştırmalarında, farelerde iskemik inmeyi modellemek için intraluminal filamentli orta serebral arter tıkanıklığı (MCAO) yaygın olarak kullanılmaktadır. Filament MCAO modeli tipik olarak, C57Bl / 6 farelerinde, bazen posterior serebral arter tarafından sağlanan bölgede beyin dokusunu içeren büyük bir serebral enfarktüs sergiler, bu da büyük ölçüde posterior komünikan arter atrezisinin yüksek insidansına bağlıdır. Bu fenomenin, filament MCAO'dan sonra uzun süreli inme iyileşmesi sırasında C57Bl / 6 farelerinde gözlenen yüksek ölüm oranına önemli bir katkıda bulunduğu düşünülmektedir. Bu nedenle, birçok kronik inme çalışması distal MCAO modellerinden yararlanmaktadır. Bununla birlikte, bu modeller genellikle sadece korteks bölgesinde enfarktüs üretir ve sonuç olarak, inme sonrası nörolojik defisitlerin değerlendirilmesi zor olabilir. Bu çalışma, gövdedeki MCA'nın küçük bir kraniyal pencere yoluyla kalıcı veya geçici olarak kısmen tıkandığı modifiye edilmiş bir transkraniyal MCAO modeli oluşturmuştur. Oklüzyon yeri MCA'nın orijinine nispeten yakın olduğundan, bu model hem kortekste hem de striatumda beyin hasarı oluşturur. Bu modelin kapsamlı karakterizasyonu, yaşlı farelerde bile mükemmel bir uzun süreli sağkalım oranının yanı sıra kolayca tespit edilebilen nörolojik defisitler göstermiştir. Bu nedenle, burada açıklanan MCAO fare modeli, deneysel inme araştırması için değerli bir araçtır.

Nearly 800,000 people suffer a stroke in the US every year, and most of these strokes are ischemic in nature1. Timely restoration of the cerebral blood flow with tissue plasminogen activator (tPA) and/or thrombectomy is currently the most effective treatment for stroke patients; however, the full recovery of neurologic functions in the long term is rare2,3. Thus, searching for novel stroke therapy that targets functional improvement is an intense area of research that requires clinically relevant animal models of stroke. 
The most common ischemic stroke model in rodents uses intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) to induce stroke. In this model, initially developed by Zea Longa in 1989, a nylon filament is introduced into the internal carotid artery (ICA) to block the blood flow to the middle cerebral artery (MCA)4. However, this model has limitations. First, when the filament is inserted into the ICA, the blood flow to the posterior cerebral artery (PCA) could be partially blocked as well, especially in mice. Critically, the posterior communicating artery (PcomA), a small artery that connects anterior and posterior cerebral circulation, is frequently underdeveloped in some mouse strains, such as C57Bl/6, the strain predominantly used in experimental stroke research. This patency of the PcomA is believed to contribute to the variability in lesion size in mice after stroke5. Indeed, when blood flow to the PCA drops precipitously during MCAO, and the PcomA is unable to provide sufficient collateral blood flow, the stroke infarct can expand into the territory of the PCA. Moreover, in this model, a long duration of ischemia leads to a higher chance of mortality in mice. Consequently, a short MCAO duration of 30-60 min is typically used in mice. However, most stroke patients experience a few hours of ischemia before reperfusion treatment. Thus, a mouse stroke model with an extended duration of ischemia is of high clinical relevance. 
The overall goal of this procedure is to model ischemic stroke in mice that have a medium-sized infarct and an excellent survival rate. This transcranial MCAO model addresses critical attributes of clinical stroke, as prolonged ischemia can be performed, and aged mice tolerate this model well, allowing for the long-term assessment of functional recovery.

Yazar Spotlight: İnme Araştırmalarında Yenilikçi Teknikler ve Gelecekteki Yönelimler 

Yaşlı Farelerde İnme Sonuçlarını İncelemek için Modifiye Transkraniyal Orta Serebral Arter Oklüzyon Modeli

Stroke affects nearly 800, 000 people annually in the US.Around 87%of this, ischemic, presenting as a severe medical condition. However, there are limited treatment options available especially during the chronic stroke phase. Our research aims to develop a recovery enhancing therapy to reduce disability and improve the quality of life for stroke patients.They widely use the filament, the middle cerebral artery occlusion model, as a drawback where the inserted filament can block a blood flow to the posterior cerebral artery. The C57BL/6 in mice often have an undisturbed posterior communicating artery leading to a high mortality in the later chronic stroke recovery phase. Our modified transcranial middle cerebral artery occlusion model partially across the MCA at the trunk generating brain damage in the cortex and the striatum via a small cranial window.This model achieves a high long-term survival rate, detectable neurological deficits, and works well even in aged mice. Our transcranial MCAO model can incorporate the critical attributes of clinical stroke, such as delayed reperfusion, neurological deficits, and aging factor. This model can be used to evaluate the therapeutical potential of new stroke treatments on long-term function recovery.

Cerrahi mikroskop altında doğrudan bir görünümle, iskemi sırasında MCA kan akışının engellendiği görsel olarak doğrulanabilir. Önceki çalışmamız, bir lazer Doppler monitörü6 kullanarak iskemik alanda% >80 kan akışında azalma olduğunu gösterdi. MCAO sonrası kan akımı değişikliklerini belirlemek için, iskemik hakaret ve reperfüzyonu daha fazla doğrulamak için LSCI kullanılabilir (Şekil 1). Nitekim, Şekil 3A'da, sağ <strong class="x...

Watch this Scientific Journal Video about Innovative Techniques and Future Directions in Stroke Research at JoVE.com

Bu protokol, orta büyüklükte bir enfarktüse ve mükemmel bir hayatta kalma oranına sahip benzersiz bir fare vuruşu modeli gösterir. Bu model, klinik öncesi inme araştırmacılarının iskemi süresini uzatmasına, yaşlı fareleri kullanmasına ve uzun vadeli fonksiyonel sonuçları değerlendirmesine olanak tanır.

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

İnme, ABD'de yılda yaklaşık 800.000 kişiyi etkilemektedir. Bunun yaklaşık% 87'si iskemik, ciddi bir tıbbi durum olarak ortaya çıkıyor. Bununla birlikte, özellikle kronik inme aşamasında sınırlı tedavi seçenekleri mevcuttur. Araştırmamız, inme hastaları için sakatlığı azaltmak ve yaşam kalitesini iyileştirmek için iyileşmeyi artıran bir tedavi geliştirmeyi amaçlamaktadır.Orta serebral arter oklüzyon modeli olan filamenti, yerleştirilen filamentin posterior serebral artere kan akışını engelleyebildiği bir dezavantaj olarak yaygın olarak kullanırlar. Farelerde C57BL / 6 genellikle daha sonraki kronik inme iyileşme aşamasında yüksek mortaliteye yol açan bozulmamış bir posterior iletişim arterine sahiptir. Modifiye transkraniyal orta serebral arter oklüzyon modelimiz, kısmen gövdedeki MCA boyunca, küçük bir kraniyal pencere aracılığıyla kortekste ve striatumda beyin hasarı oluşturur.Bu model, yüksek bir uzun süreli sağkalım oranı, saptanabilir nörolojik eksiklikler sağlar ve yaşlı farelerde bile iyi çalışır. Transkraniyal MCAO modelimiz, gecikmiş reperfüzyon, nörolojik defisitler ve yaşlanma faktörü gibi klinik inmenin kritik özelliklerini içerebilir. Bu model, yeni inme tedavilerinin uzun vadeli fonksiyon iyileşmesi üzerindeki terapötik potansiyelini değerlendirmek için kullanılabilir.

Yaşlı Farelerde İnme Sonuçlarını İncelemek için Modifiye Transkraniyal Orta Serebral Arter Oklüzyon Modeli

Abstract