Name: measuring post-stroke cerebral edema, infarct zone and blood-brain barrier breakdown in a single set of rodent brain samples
Uploaded: 2020-10-23T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring Post-Stroke Cerebral Edema, Infarct Zone and Blood-Brain Barrier Breakdown in a Single Set of Rodent Brain Samples at JoVE.com

אנו מודים למריאנה קושריבה, מקסים קריבונוסוב, דרינה יאקומנקו ויבגניה גנצ'ריק מהמחלקה לפיזיולוגיה, הפקולטה לביולוגיה, אקולוגיה ורפואה, אולס הונצ'ר, אוניברסיטת דניפרו, דניפרו, אוקראינה על תמיכתם ותרומתם המועילה לדיונים שלנו. הנתונים המתקבלים הם חלק מתזה לדוקטורט של רוסלן קוטס.

ההליכים הבאים נערכו בהתאם להמלצות הצהרת הלסינקי וטוקיו וההנחיות לשימוש בבעלי חיים ניסיוניים של הקהילה האירופית. הניסויים אושרו גם על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב.
1. הכנת חולדות להליך הניסויי
<ol><li>בחר חולדות Sprague-Dawley זכר בוגר ללא פתולוגיה גלויה, ?...

המטרה העיקרית של הפרוטוקול הנוכחי הייתה להפגין מדידות עקביות של שלושה פרמטרים עיקריים של פגיעה איסכמית: חדירות IZ, BE ו- BBB. מחקרים קודמים בתחום זה הראו את האפשרות לבצע אחד או שניים של פרמטרים אלה יחד באותו מדגם. מלבד הפחתת העלויות שמציעה שיטה בת שלושה חלקים זו, היא גם מספקת מודל ביו-אתי רצוי י?...

אחד הגורמים השכיחים ביותר לתחלואה ותמותה ברחבי העולם הוא שבץ מוחי. באופן גלובלי, שבץ איסכמי מייצג 68% מכלל מקרי השבץ, ואילו בארצות הברית שבץ איסכמי מהווה 87% ממקריהשבץ 1,2. ההערכה היא כי הנטל הכלכלי של שבץ מגיע $34 מיליארד בארצות הברית2 ו 45 מיליארד אירו באיחוד האירופי3. מודלים בעלי חיים של שבץ נחוצים כדי ללמוד את הפתופיזיולוגיה שלה, לפתח שיטות חדשות להערכה, ולהציע אפשרויות טיפוליות חדשות4.
שבץ איסכמי מתרחש עם חסימה של עורק מוחי גדול, בדרך כלל עורק המוח האמצעי או אחד מענפיו5. לכן, מודלים של שבץ איסכמי מעורבים היסטורית חסימת עורק המוח התיכון (MCAO)6,7,8,9,10,11,12. בעקבות מקאו, פגיעה נוירולוגית מוערכת בדרך כלל על ידי מדידת אזור אוטם (IZ) באמצעות 2,3,5-טריפינילטטרזוליום כלוריד (TTC) שיטת הכתמת13, בצקת במוח (BE) באמצעות יבש חישוב או חישוב כרכים hemispheric14,15,16, ומחסום הדם מוח (BBB) חדירות על ידי טכניקה ספקטרומטריה באמצעות אוונס כחול מכתים17,18,19.
שיטת MCAO המסורתית משתמשת בקבוצות נפרדות של מוחות עבור כל אחת משלוש מדידות המוח. עבור גודל מדגם גדול, התוצאה היא מספר משמעותי של בעלי חיים מורדמים, עם שיקולים אתיים ופיננסיים נוספים. שיטה חלופית להקלה על עלויות אלה תכלול מדידות של כל שלושת הפרמטרים בסט אחד של מוחות מכרסמים שלאחר MCAO.
נעשו ניסיונות קודמים למדוד שילובים של פרמטרים באותה דגימת מוח. שיטות צביעה חיסוניות בו זמנית20, כמו גם ניתוחים מולקולריים וביוכימיים אחרים21 תוארו לאחר כתמי TTC באותה דגימת מוח. חישבנו בעבר כרכים בחצי הכדור במוח כדי להעריך בצקת במוח וביצענו כתמי TTC כדי לחשב אזור אוטם באותו מוח להגדיר15.
בפרוטוקול הנוכחי, אנו מציגים טכניקת MCAO שונה המודדת פגיעה מוחית איסכמית באמצעות קביעת חדירות IZ, BE ו- BBB באותה קבוצה של מוחות מכרסמים. IZ נמדד על ידי כתמי TTC, BE נקבע על ידי חישוב נפח hemispheric, וחדירות BBB מתקבלת על ידי שיטות ספקטרומטריה19. בפרוטוקול זה, השתמשנו במודל MCAO שונה, המבוסס על החדרה ישירה וקיבעון של קטטר המונופילמנט לתוך עורק העורק הראשי הפנימי (ICA) וחסימת זרימת דם נוספת לעורק המוחי האמצעי (MCA)22. שיטה זו שונה מראה שיעור ירידה של תמותה ותחלואה לעומת שיטת MCAO המסורתית16,22.
גישה חדשה זו מספקת מודל כלכלי ואתי למדידת פגיעה נוירולוגית לאחר MCAO. הערכה זו של הפרמטרים העיקריים של פגיעה מוחית איסכמית תסייע לחקור באופן מקיף את הפתופיזיולוגיה שלה.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>2 mL Syringe</td>
			<td>Braun</td>
			<td>4606027V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2% chlorhexidine in 70% alcohol solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>500 cc</td>
			<td>Provides general antisepsis of the skin in the operatory field</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>27 G Needle with Syringe</td>
			<td>Braun</td>
			<td>305620</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-0 Silk sutures</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>1007842</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 Nylon suture</td>
			<td>4-00</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brain &#38; Tissue Matrices</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>15013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannula Venflon 22 G</td>
			<td>KD-FIX</td>
			<td>183603985447</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge Sigma 2-16P</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Sigma 2-16P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compact Analytical Balances</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>HR-AZ/HR-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital weighing scale</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Rs 4,000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting scissors</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z265969</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf pipette</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z683884</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf tube</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>EP0030119460</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescence detector</td>
			<td>Tecan, M&#228;nnedorf Switzerland</td>
			<td>Model: Infinite 200 PRO multimode reader</td>
			<td>Optional.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescence detector</td>
			<td>Molecular Devices LLC</td>
			<td>VWR cat. # 10822 512 SpectraMax Paradigm Multi Mode Microplate Reader Base Instrument</td>
			<td>Optional.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze sponges</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>22-362-178</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heater with thermometer</td>
			<td>Heatingpad-1</td>
			<td>Model: HEATINGPAD-1/2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemostatic microclips</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Horizon-XL</td>
			<td>Mennen Medical Ltd</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infusion cuff</td>
			<td>ABN</td>
			<td>IC-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro forceps</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro scissors</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multiset</td>
			<td>Teva Medical</td>
			<td>998702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Olympus BX 40 microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating forceps</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating scissors</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical scanner</td>
			<td>Canon</td>
			<td>Cano Scan 4200F</td>
			<td>Resolution 3200 x 6400 dpi</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5606</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Purina Chow</td>
			<td>Purina</td>
			<td>5001</td>
			<td>Rodent laboratory chow given to rats, mice and hamster is a life-cycle nutrition that has been used in biomedical research for over 5 decades. Provided to rats ad libitum in this experiment.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat cages</td>
			<td>Techniplast</td>
			<td>2000P</td>
			<td>Conventional housing for rodents. Cages were used for housing rats throughout the experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel blades #11</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S2771</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adobe Photoshop CS2 for Windows</td>
			<td>Adobe</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ 1.37v</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>The source code is freely available. The author, Wayne Rasband (wayne@codon.nih.gov), is at the Research Services Branch, National Institute of Mental Health, Bethesda, Maryland, USA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Office 365 ProPlus</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>-</td>
			<td>Microsoft Office Excel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Windows 10</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagents</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>298-96-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50% trichloroacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>76-03-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 96 %</td>
			<td>Romical</td>
			<td></td>
			<td>Flammable liquid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Evans blue 2%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>314-13-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane, USP 100%</td>
			<td>Piramamal Critical Care, Inc</td>
			<td>NDC 66794-017</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring post-stroke cerebral edema, infarct zone and blood-brain barrier breakdown in a single set of rodent brain samples

אחד הגורמים השכיחים ביותר לתחלואה ותמותה ברחבי העולם הוא שבץ איסכמי. מבחינה היסטורית, מודל של בעלי חיים המשמש להמרצת שבץ איסכמי כרוך בחסימת עורק המוח האמצעי (MCAO). אזור אוטם, בצקת במוח והתמוטטות מחסום הדם - מוח (BBB) נמדדים כפרמטרים המשקפים את היקף הפגיעה המוחית לאחר MCAO. מגבלה משמעותית לשיטה זו היא כי מדידות אלה מתקבלות בדרך כלל בדגימות שונות של מוח החולדות, מה שמוביל לעומסים אתיים ופיננסיים בשל המספר הגדול של חולדות שיש להרדים עבור גודל מדגם מתאים. כאן אנו מציגים שיטה להעריך במדויק פגיעה מוחית בעקבות MCAO על ידי מדידת אזור אוטם, בצקת במוח וחדירות BBB באותה קבוצה של מוחות חולדה. טכניקה חדשנית זו מספקת דרך יעילה יותר להעריך את הפתופיזיולוגיה של שבץ.

מדידת אזור אוטם
בדיקת T מדגם עצמאי הצביעה על כך ש-19 חולדות שעברו MCAO קבוע הראו עלייה משמעותית בנפח אוטם המוח בהשוואה ל-16 החולדות המופעלות על ידי זיוף (MCAO=7.49% ± 3.57 לעומת 3.57 לעומת. שאם = 0.31% ± 1.9, t(28.49) = 7.56, p < 0.01 (ראה איור 2A)). הנתונים באים לידי ביטוי כ...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Post-Stroke Cerebral Edema, Infarct Zone and Blood-Brain Barrier Breakdown in a Single Set of Rodent Brain Samples at JoVE.com

Measuring Post-Stroke Cerebral Edema, Infarct Zone and Blood-Brain Barrier Breakdown in a Single Set of Rodent Brain Samples

פרוטוקול זה מתאר טכניקה חדשנית של מדידת שלושת הפרמטרים החשובים ביותר של פגיעה מוחית איסכמית על אותה קבוצה של דגימות מוח מכרסמים. שימוש במדגם מוח אחד בלבד הוא יתרון גדול במונחים של עלויות אתיות וכלכליות.

מדידת בצקת מוחית לאחר שבץ מוחי, אזור אוטם ופירוק מחסום דם- מוח בערכה אחת של דגימות מוח מכרסמים

One of the most common causes of morbidity and mortality worldwide is ischemic stroke. Historically, an animal model used to stimulate ischemic stroke ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Functional Neuroimaging Using Ultrasonic Blood-brain Barrier Disruption and Manganese-enhanced MRI

הדמייה תפקודית באמצעות שיבוש Ultrasonic הדם למוח הגדר מנגן משופרת MRI

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains ...

Assessment of Blood-brain Barrier Permeability by Intravenous Infusion of FITC-labeled Albumin in a Mouse Model of Neurodegenerative Disease

הערכה של חדירות מחסום הדם - מוח על ידי עירוי תוך ורידי של התווית על-ידי FITC אלבומין במודל של עכברים של מחלות ניווניות

Disruption of blood-brain barrier (BBB) integrity is a common feature for different neurological and neurodegenerative diseases. Although the interplay ...

An In Vivo Blood-brain Barrier Permeability Assay in Mice Using Fluorescently Labeled Tracers

An In Vivo Blood-brain Barrier Permeability Assay in Mice Using Fluorescently Labeled Tracers

In Vivo מחסום הדם - מוח חדירות Assay בעכברים באמצעות Fluorescently עם התווית המשדרים

Blood-brain barrier (BBB) is a specialized barrier that protects the brain microenvironment from toxins and pathogens in the circulation and maintains ...

An In Vivo Assessment of Blood-Brain Barrier Disruption in a Rat Model of Ischemic Stroke

An In Vivo Assessment of Blood-Brain Barrier Disruption in a Rat Model of Ischemic Stroke

הערכה In Vivo של מחסום הדם - מוח שיבוש במודל של עכברים של שבץ איסכמי

Ischemic stroke leads to vasogenic cerebral edema and subsequent primary brain injury, which is mediated through destruction of the blood-brain barrier ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

השפעות הפיצוץ-induced Neurotrauma על מכרסם מווסת המזרח התיכון העורקים המוחיים

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...

A Benchtop Approach to the Location Specific Blood Brain Barrier Opening using Focused Ultrasound in a Rat Model

גישה ספסל למיקום ספציפי מחסום הדם מוח פתיחת באמצעות אולטרסאונד ממוקד במודל עכברוש

Stereotaxic surgery is the gold standard for localized drug and gene delivery to the rodent brain. This technique has many advantages over systemic ...

A High-Throughput Image-Guided Stereotactic Neuronavigation and Focused Ultrasound System for Blood-Brain Barrier Opening in Rodents

נוירון סטראוטקטי מונחה תפוקה גבוהה ומערכת אולטרסאונד ממוקדת לפתיחת מחסום דם-מוח במכרסמים

The blood-brain barrier (BBB) has been a major hurdle for the treatment of various brain diseases. Endothelial cells, connected by tight junctions, form a ...

Focused Ultrasound Induced Blood-Brain Barrier Opening for Targeting Brain Structures and Evaluating Chemogenetic Neuromodulation

אולטרסאונד ממוקד המושרה פתיחת מחסום דם-מוח למיקוד מבנים במוח והערכת נוירומודולציה כימוגנטית

Acoustically Targeted Chemogenetics (ATAC) allows for the noninvasive control of specific neural circuits. ATAC achieves such control through a ...

Transendothelial Resistance Measurement to Assess Cell Barrier Integrity

Barrier Functional Integrity Recording on bEnd.3 Vascular Endothelial Cells via Transendothelial Electrical Resistance Detection

Applications of TEER Detection to Assess Cell Barrier Integrity (Video) | JoVE

רישום תקינות תפקודית של מחסום ב-bend.3 תאי אנדותל וסקולריים באמצעות זיהוי התנגדות חשמלית טרנסאנדותל

The blood-brain barrier (BBB) is a dynamic physiological structure composed of microvascular endothelial cells, astrocytes, and pericytes. By coordinating ...

A 3D Blood-Brain Barrier Model Derived from Human Pluripotent Stem-Cells

Reconstruction of the Blood-Brain Barrier In Vitro to Model and Therapeutically Target Neurological Disease

A Personalized Approach Towards Investigating Alzheimer's Disease Using an In Vitro Blood-Brain Barrier Model (Video) | JoVE

שחזור מחסום הדם-מוח במבחנה כדי למדל ולטפל במחלות נוירולוגיות

The blood-brain barrier (BBB) is a key physiological component of the central nervous system (CNS), maintaining nutrients, clearing waste, and protecting ...