Name: modeling stroke in mice: focal cortical lesions by photothrombosis
Uploaded: 2021-05-06T14:00:00
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Wir danken allen Kooperationspartnern der Immunostroke Consortia (FOR 2879, From immune cells to stroke recovery) für Anregungen und Diskussionen. Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Exzellenzstrategie deutschlands im Rahmen des Münchner Clusters für Systemeeurologie (EXC 2145 SyNergy - ID 390857198) und im Rahmen der Stipendien LI-2534/6-1, LI-2534/7-1 und LL-112/1-1 gefördert.

Die in diesem Video berichteten Versuche wurden nach den nationalen Richtlinien für den Einsatz von Versuchstieren durchgeführt und die Protokolle von den deutschen Regierungsgremien (Regierung von Oberbayern, München, Deutschland) genehmigt. Die in dieser Studie verwendeten Mäuse waren männliche C57Bl / 6J-Mäuse, 10-12 Wochen alt und von Charles River Deutschland verschickt. Die Tiere wurden unter kontrollierten Temperaturen (22 °C ± 2 °C), mit einer Hell-Dunkel-Zyklusperiode von 12 h und Zugang zu pelletiertem...

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	<li>GBD 2016 Causes of Death Collaborators. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global,+regional,+and+national+age-sex+specific+mortality+for+264+causes+of+death,+1980-2016:+a+systematic+analysis+for+the+Global+Burden+of+Disease+Study+2016.">Global, regional, and national age-sex specific mortality for 264 causes of death, 1980-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016.</a> Lancet. 390 (10100), 1151-1210 (2017).</li><li>Carmichael, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rodent+models+of+focal+stroke:+size,+mechanism,+and+purpose.">Rodent models of focal stroke: size, mechanism, and purpose.</a> NeuroRx: The Journal of the American Society for Experimental Neuro Therapeutics. 2 (3), 396-409 (2005).</li><li>Rosenblum, W. 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K., 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=Photochemically+induced+cerebral+ischemia+in+a+mouse+model.">Photochemically induced cerebral ischemia in a mouse model.</a> Surgical Neurology. 67 (6), 620-625 (2007).</li><li>Dietrich, W. D., Watson, B. D., Busto, R., Ginsberg, M. D., Bethea, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photochemically+induced+cerebral+infarction.+I.+Early+microvascular+alterations.">Photochemically induced cerebral infarction. I. 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G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+bioscience+research+reporting:+The+ARRIVE+guidelines+for+reporting+animal+research.">Improving bioscience research reporting: The ARRIVE guidelines for reporting animal research.</a> Journal of Pharmacology &amp; Pharmacotherapeutics. 1 (2), 94-99 (2010).</li><li>Llovera, G., Liesz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+next+step+in+translational+research:+lessons+learned+from+the+first+preclinical+randomized+controlled+trial.">The next step in translational research: lessons learned from the first preclinical randomized controlled trial.</a> Journal of Neurochemistry. 139, 271-279 (2016).</li><li>Gnyawali, S. C., 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=Retooling+laser+speckle+contrast+analysis+algorithm+to+enhance+non-invasive+high+resolution+laser+speckle+functional+imaging+of+cutaneous+microcirculation.">Retooling laser speckle contrast analysis algorithm to enhance non-invasive high resolution laser speckle functional imaging of cutaneous microcirculation.</a> Scientific Reports. 7, 41048 (2017).</li><li>Swanson, G. M., Satariano, E. R., Satariano, W. A., Threatt, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Racial+differences+in+the+early+detection+of+breast+cancer+in+metropolitan+Detroit,+1978+to+1987.">Racial differences in the early detection of breast cancer in metropolitan Detroit, 1978 to 1987.</a> Cancer. 66 (6), 1297-1301 (1990).</li><li>Clark, W. M., Lessov, N. S., Dixon, M. P., Eckenstein, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monofilament+intraluminal+middle+cerebral+artery+occlusion+in+the+mouse.">Monofilament intraluminal middle cerebral artery occlusion in the mouse.</a> Neurological Research. 19 (6), 641-648 (1997).</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>Engel, O., Kolodziej, S., Dirnagl, U., Prinz, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+stroke+in+mice+-+middle+cerebral+artery+occlusion+with+the+filament+model.">Modeling stroke in mice - middle cerebral artery occlusion with the filament model.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (47), e2423 (2011).</li><li>Tamura, A., Graham, D. I., McCulloch, J., Teasdale, G. 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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+of+focal+ischemic+stroke+in+the+rat:+reproducible+extensive+cortical+infarction.">A model of focal ischemic stroke in the rat: reproducible extensive cortical infarction.</a> Stroke. 17 (4), 738-743 (1986).</li><li>Tureyen, K., Vemuganti, R., Sailor, K. A., Dempsey, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infarct+volume+quantification+in+mouse+focal+cerebral+ischemia:+a+comparison+of+triphenyltetrazolium+chloride+and+cresyl+violet+staining+techniques.">Infarct volume quantification in mouse focal cerebral ischemia: a comparison of triphenyltetrazolium chloride and cresyl violet staining techniques.</a> Journal of Neuroscience Methods. 139 (2), 203-207 (2004).</li><li>Llovera, G., Roth, S., Plesnila, N., Veltkamp, R., Liesz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+stroke+in+mice:+permanent+coagulation+of+the+distal+middle+cerebral+artery.">Modeling stroke in mice: permanent coagulation of the distal middle cerebral artery.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (89), e511729 (2014).</li><li>Cramer, J. V., 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=In+vivo+widefield+calcium+imaging+of+the+mouse+cortex+for+analysis+of+network+connectivity+in+health+and+brain+disease.">In vivo widefield calcium imaging of the mouse cortex for analysis of network connectivity in health and brain disease.</a> Neuroimage. 199, 570-584 (2019).</li><li>Heindl, 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=Automated+morphological+analysis+of+microglia+after+stroke.">Automated morphological analysis of microglia after stroke.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 12, 106 (2018).</li><li>Nih, L. R., Gojgini, S., Carmichael, S. T., Segura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual-function+injectable+angiogenic+biomaterial+for+the+repair+of+brain+tissue+following+stroke.">Dual-function injectable angiogenic biomaterial for the repair of brain tissue following stroke.</a> Nature Materials. 17 (7), 642-651 (2018).</li><li>Rust, R., 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=Nogo-A+targeted+therapy+promotes+vascular+repair+and+functional+recovery+following+stroke.">Nogo-A targeted therapy promotes vascular repair and functional recovery following stroke.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (28), 14270-14279 (2019).</li><li>Kitano, H., Kirsch, J. R., Hurn, P. D., Murphy, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhalational+anesthetics+as+neuroprotectants+or+chemical+preconditioning+agents+in+ischemic+brain.">Inhalational anesthetics as neuroprotectants or chemical preconditioning agents in ischemic brain.</a> Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 27 (6), 1108-1128 (2007).</li><li>Farr, T. D., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+and+qualitative+impairments+in+skilled+reaching+in+the+mouse+(Mus+musculus)+after+a+focal+motor+cortex+stroke.">Quantitative and qualitative impairments in skilled reaching in the mouse (Mus musculus) after a focal motor cortex stroke.</a> Stroke. 33 (7), 1869-1875 (2002).</li><li>Kassem-Moussa, H., Graffagnino, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonocclusion+and+spontaneous+recanalization+rates+in+acute+ischemic+stroke:+a+review+of+cerebral+angiography+studies.">Nonocclusion and spontaneous recanalization rates in acute ischemic stroke: a review of cerebral angiography studies.</a> Archives of Neurology. 59 (12), 1870-1873 (2002).</li><li>Sigler, A., Goroshkov, A., Murphy, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hardware+and+methodology+for+targeting+single+brain+arterioles+for+photothrombotic+stroke+on+an+upright+microscope.">Hardware and methodology for targeting single brain arterioles for photothrombotic stroke on an upright microscope.</a> Journal of Neuroscience Methods. 170 (1), 35-44 (2008).</li></ol>

Das vorgestellte Protokoll beschreibt das experimentelle Schlaganfallmodell der Photothrombose durch Beleuchtung des intakten Schädels mit einem 561-nm-Laser mit einer vorherigen intraperitonealen Injektion von Rose Bengal. Bis vor kurzem war die Verwendung dieses Modells gering, nimmt aber stetig zu.
Die Mortalität während der Schlaganfallinduktion ist in diesem Modell nicht vorhanden. Die Gesamtmortalität von weniger als 5% entsteht während der Operation aufgrund anästhesiologischer Ko...

Ischämischer Schlaganfall bleibt eine der Hauptursachen für Todesfälle und erworbene Erwachsene Behinderung in den Entwickelten Ländern im 21. Jahrhundert, die für etwa 2,7 Millionen Todesfälle im Jahr 2017 weltweitverantwortlich sind 1. Trotz der immensen Anstrengungen der wissenschaftlichen Gemeinschaft sind nur wenige Behandlungen verfügbar. Darüber hinaus sind diese bereits begrenzten Optionen bei solch hohen Ausschlusskriterien für viele Patienten nicht zugänglich, was zu einem dringenden Bedarf an neuartigen Behandlungen zur Verbesserung der funktionellen Genesung nach einem Schlaganfall führt.
In Anbetracht der Unfähigkeit von In-vitro-Modellen, die komplexen Interaktionen des Gehirns zu replizieren, sind Tiermodelle für die präklinische Schlaganfallforschung unerlässlich. Mäuse sind das am häufigsten verwendete Tiermodell in der Schlaganfallforschung. Die Mehrheit dieser Mausmodelle zielt darauf ab, Infarkte zu induzieren, indem sie den Blutfluss innerhalb der mittleren Hirnarterie (MCA) blockieren, da sich die Mehrheit der menschlichen Schlaganfallläsionen im MCA-Territorium befindet2. Obwohl diese Modelle menschliche Schlaganfallläsionen besser rekapitulieren, beinhalten sie konvulierte Operationen mit hoher Infarktvolumenvariabilität.
Seit Rosenblum und El-Sabbans Vorschlag des photothrombotischen Modells im Jahr 19773und später die Anwendung dieses Modells auf Ratten Watson et al.4ist es in der ischämischen Schlaganfallforschung weit verbreitet5,6. Das photothrombotische Schlaganfallmodell induziert einen lokalen und definierten kortikalen Infarkt als Folge der Photoaktivierung eines lichtempfindlichen Farbstoffs, der zuvor in den Blutfluss injiziert wurde. Dies führt zu einer lokalen Thrombose der Gefäße in den lichtexponierten Bereichen. Kurz gesagt, bei Einwirkung von Licht aus dem injizierten lichtempfindlichen Farbstoff wird eine lokalisierte oxidative Verletzung der Endothelzellmembran induziert, die zu Thrombozytenaggregation und Thrombusbildung führt, gefolgt von einer lokalen Störung des zerebralen Blutflusses7.
Der Hauptvorteil dieser Technik liegt in ihrer Einfachheit der Ausführung und der Möglichkeit, die Läsion in die gewünschte Region zu lenken. Im Gegensatz zu anderen experimentellen Schlaganfallmodellen ist für die Durchführung des photothrombotischen Schlaganfallmodells ein geringes chirurgisches Fachwissen erforderlich, da die Läsion durch Beleuchtung des intakten Schädels induziert wird. Darüber hinaus können die gut abgegrenzten Grenzen (Abbildung 2A und Abbildung 5B) und die Flexibilität, die Läsion zu einer bestimmten Hirnregion zu induzieren, die Untersuchung zellulärer Reaktionen innerhalb des ischämischen oder intakten kortikalen Bereichs erleichtern8. Aus diesen Gründen eignet sich dieser Ansatz zur Untersuchung zellulärer und molekularer Mechanismen der kortikalen Plastizität.
In den letzten Jahrzehnten wurde die wachsende Sorge um die mangelnde Reproduzierbarkeit zwischen Forschungsgruppen als sogenannte Replikationskrisegeprägt 9. Nach der Koordination der ersten präklinischen randomisierten kontrollierten multizentrischen Studie im Jahr 201510, einem vorgeschlagenen Instrument zur Verbesserung der präklinischen Forschung11,12,13, wurde bestätigt, dass eine Ursache für die mangelnde Reproduzierbarkeit zwischen präklinischen Studien aus unabhängigen Labors die fehlende ausreichende Standardisierung experimenteller Schlaganfallmodelle und Ergebnisparameter war14. Als das ImmunoStroke-Konsortium (https://immunostroke.de/) gegründet wurde, eine Zusammenarbeit, die darauf abzielt, gehirn-immune Interaktionen zu verstehen, die den mechanistischen Prinzipien der Schlaganfall-Genesung zugrunde liegen, war die Standardisierung aller experimentellen Schlaganfallmodelle zwischen jeder Forschungsgruppe unerlässlich.
Hier wird das standardisierte Verfahren zur Induktion des photothrombotischen Modells beschrieben, wie es im oben genannten Forschungskonsortium verwendet wird. Kurz gesagt, ein Tier wurde einer Betäubung unterzogen, erhielt eine Rose Bengal Injektion (10 μL / g) intraperitonal, und der intakte Schädel, 3 mm von Bregma übrig, wurde sofort von einem 561 nm Laser für 20 min beleuchtet (Abbildung 1). Zusätzlich wird über eine verwandte histologische und verhaltensbezogene Methode zur Analyse des Schlaganfallergebnisses in diesem Modell berichtet. Alle Methoden basieren auf Standardarbeitsanweisungen, die im Labor entwickelt und verwendet werden.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>561 nm wavelenght laser</td>
			<td>Solna</td>
			<td>Cobolt HS-03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic Acid</td>
			<td>Sigma Life Science</td>
			<td>695092</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia system for isoflurane</td>
			<td>Drager</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ApopTag Peroxidase In Situ Apoptosis Detection Kit</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>S7100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bepanthen pomade</td>
			<td>Bayer</td>
			<td>1578681</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57Bl/6J mice</td>
			<td>Charles River</td>
			<td>000664</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collimeter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>F240APC-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotons</td>
			<td>NOBA Verbondmitel Danz</td>
			<td>974116</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cresyl violet</td>
			<td>Sigma Life Science</td>
			<td>C5042-10G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryostat</td>
			<td>Thermo Scientific CryoStarNX70</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 70%</td>
			<td>CLN Chemikalien Laborbedorf</td>
			<td>521005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 96%</td>
			<td>CLN Chemikalien Laborbedorf</td>
			<td>522078</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 99%</td>
			<td>CLN Chemikalien Laborbedorf</td>
			<td>ETO-5000-99-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter paper</td>
			<td>Macherey-Nagel</td>
			<td>432018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>15000-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11616-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating blanket</td>
			<td>FHC DC Temperature Controller</td>
			<td>&#160;40-90-8D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Abbot</td>
			<td>B506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopentane</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>59070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Inresa Arzneimittel GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Speckle</td>
			<td>Perimed</td>
			<td>PeriCam PSI HR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mayor Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>1410-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline PH: 7.4</td>
			<td>Apotheke Innestadt Uni Munchen</td>
			<td>P32799</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protective glasses</td>
			<td>Laser 2000</td>
			<td>NIR-ZS2-38</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rose Bengal</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>198250-5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Roti-Histokit mounting medium</td>
			<td>Roth</td>
			<td>6638.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline solution</td>
			<td>Braun</td>
			<td>131321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomikroskop</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Stemi DV4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic frame</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51500U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superfrost Plus Slides</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>J1800AMNZ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylacine</td>
			<td>Albrecht</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

modeling stroke in mice: focal cortical lesions by photothrombosis

Schlaganfall ist eine der häufigsten Todesursachen und erworbene Behinderungen bei Erwachsenen in industrieländern Ländern. Trotz umfangreicher Untersuchungen nach neuartigen Therapiestrategien gibt es nach wie vor begrenzte Therapiemöglichkeiten für Schlaganfallpatienten. Daher ist mehr Forschung für pathophysiologische Wege wie Entzündungen nach einem Schlaganfall, Angiogenese, neuronale Plastizität und Regeneration erforderlich. Angesichts der Unfähigkeit von In-vitro-Modellen, die Komplexität des Gehirns zu reproduzieren, sind experimentelle Schlaganfallmodelle für die Analyse und anschließende Bewertung neuartiger Wirkstoffziele für diese Mechanismen unerlässlich. Darüber hinaus werden dringend detaillierte standardisierte Modelle für alle Verfahren benötigt, um die sogenannte Replikationskrise zu überwinden. Als Versuch innerhalb des ImmunoStroke-Forschungskonsortiums wird ein standardisiertes photothrombotisches Mausmodell mit einer intraperitonealen Injektion von Rose Bengal und der Beleuchtung des intakten Schädels mit einem 561-nm-Laser beschrieben. Dieses Modell ermöglicht die Durchführung von Schlaganfällen bei Mäusen mit Zuordnung zu jeder kortikalen Region des Gehirns ohne invasive Operation; Dies ermöglicht die Untersuchung von Schlaganfällen in verschiedenen Bereichen des Gehirns. In diesem Video werden die chirurgischen Methoden der Schlaganfallinduktion im photothrombotischen Modell zusammen mit der histologischen Analyse demonstriert.

Das hier beschriebene Modell ist ein photothrombotisches Schlaganfallmodell durch Rose Bengal Injektion und intakte Schädelbeleuchtung für 20 min, bei einer konstanten Wellenlänge von 561 nm und 25 mW Ausgangsleistung an der Faser. Obwohl die komplette photothrombotische Operation 30 min dauert, wird das Tier unter niedriger Betäubung gehalten und der Hirnschaden ist moderat. Etwa 10 Minuten nach dem Transfer in ihre Käfige waren alle Tiere wach, bewegten sich frei im Käfig und interagierten mit Wurfgefährten....

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Modeling Stroke in Mice: Focal Cortical Lesions by Photothrombosis

Hier wird das photothrombotische Schlaganfallmodell beschrieben, bei dem ein Schlaganfall durch den intakten Schädel erzeugt wird, indem eine permanente mikrovaskuläre Okklusion mittels Laserbeleuchtung nach Verabreichung eines lichtempfindlichen Farbstoffs induziert wird.

Modellierung von Schlaganfällen bei Mäusen: Fokale kortikale Läsionen durch Photothrombose

Stroke is a leading cause of death and acquired adult disability in developed countries. Despite extensive investigation for novel therapeutic strategies, ...

Der Photothrombose-Schlaganfallmodellansatz könnte für zelluläre und molekulare Studien der kortikalen Plastizität aufgrund der begrenzten Grenzen und Flexibilität geeignet sein, um Verletzungen in verschiedenen Bereichen des Kortex zu induzieren. Drei Hauptvorteile unterscheiden das Photothrombose-Modell von anderen Schlaganfallmodellen, die Möglichkeit, die Läsion in die gewünschte Region zu lenken, seine hohe Reproduzierbarkeit und eine geringe Mortalität. Die richtige Dosierung von Rosenbengalen ist entscheidend für den Erfolg und die Stabilität des Modells.Die Ergebnisse hängen von technischen Spezifikationen wie Laserleistung, Cross-Application-Timing und optischem Schilling des nicht betroffenen Kortex ab. Beginnen Sie mit dem Auflösen von Rosenbengalen in 0,9% iger Kochsalzlösung für eine Endkonzentration von 10 Milligramm pro Milliliter. Sterilisieren Sie alle Instrumente sorgfältig mit einem Heiß bleiversterilisator und desinfizieren Sie alle Oberflächen vor und nach der Operation mit einem mikrobiellen Desinfektionsspray.Bereiten Sie eine mit Kochsalzlösung gefüllte Spritze vor, um den Operationsbereich hydratisiert zu halten und das Anästhesiegas vorzubereiten. Messen Sie das Körpergewicht der Maus, um die Dosis von Rosenbengalen anzupassen, die injiziert werden soll. Stellen Sie das zugehörige feedbackgesteuerte Heizkissen ein, um die Körpertemperatur der Maus aufrechtzuerhalten.Sobald die Maus vollständig betäubt und im stereotaktischen Rahmen fixiert ist, führen Sie vorsichtig die Rektalsonde ein, um die Körpertemperatur der Maus während des gesamten chirurgischen Eingriffs zu überwachen. Tragen Sie die Dex Panthenol Augensalbe auf beide Augen auf und reinigen Sie die Haut und das umgebende Fell mit Desinfektionsmittel. Verwenden Sie eine Schere, um einen einzigen zwei bis zweieinhalb Zentimeter langen Schnitt zu machen und sich zurückzuziehen, um den Schädel freizulegen.Verwenden Sie Baumwolle, um das Periost vorsichtig zu entfernen und die koronalen Nähte zu lokalisieren. Tragen Sie beim Einschalten des 561 Nanometer Lasers eine Schutzbrille und markieren Sie die plus drei Millimeter nach links, schalten Sie dann den Laser aus und haken Sie den Aufkleber mit vier Millimeter Durchmesser Loch in die markierten Koordinaten ein. Injizieren Sie die Maus intraparietal mit Rosenbengal.Platzieren Sie den Laserstrahl in einem Abstand von vier bis fünf Zentimetern vom Schädel. Schalten Sie den Laser ein und beleuchten Sie den Schädel für 20 Minuten. Rehydrieren Sie den Schädel, indem Sie zwei Tropfen 0,9% Kochsalzlösung auftragen.Nachdem Sie die Wunde vernäht haben, legen Sie die Maus bei 37 Grad Celsius in eine Erholungskammer, um sich von der Anästhesie zu erholen. Nach einer Stunde legen Sie die Maus wieder in den Käfig in einem temperaturkontrollierten Raum. Die kristallviolette Färbung zu seriellen koronalen Hirnschnitten wurde für die Infarktvolumeneintrittsanalyse nach 24 Stunden der Schlaganfallinduktion verwendet.Die Variabilität dieses Schlaganfallmodells war gering und das mittlere Infarktvolumen betrug 29,3 Kubikmillimeter, was 23% der einen Gehirnhemisphäre entspricht. Die Phototrombose-Läsion verursachte eine moderate und langfristige sensorische motorische Beeinträchtigung, die durch den zusammengesetzten Neuro-Score angezeigt wurde. Schlaganfalltiere hatten 24 Stunden nach der Operation eine signifikante Veränderung des Neuroscores.Obwohl die Unterschiede anhielten, verbesserten sich die Schlaganfallmäuse im Laufe der Zeit. Bei den Mäusen, die dem Rosenbengalen plus Beleuchtung ausgesetzt waren, nahmen körpergewicht und Körpertemperatur 24 Stunden nach der Operation ab. Innerhalb von drei Tagen nach der Operation wurde jedoch eine Genesung beobachtet.Ischämische Veränderungen wurden mittels Laserbildgebung bestätigt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Rosenbengalen- oder Laserbeleuchtung allein keine Läsion erzeugte, während die gleichzeitige Anwendung beider einen runden hypoperfundierten Bereich erzeugte, der von der engen oligomeren Zone umgeben war. Die kristallviolette und Tunnelfärbung zur Beurteilung des Infarktvolumens 24 Stunden nach der Operation ergab keine Gewebeschäden, weder bei den Rosenbengalen noch bei Laserbeleuchtungsoperationen.Auf der anderen Seite erzeugte die Rosenbengalen plus Laserbeleuchtung eine gut abgegrenzte Läsion. Es ist wichtig, das Körpergewicht des Tieres zu messen, um die Rosenbengalen-Injektion anzupassen. Der richtige Zustand der Gerichtsmediziner ist wichtig, um eine konsistente Läsion zwischen den Tieren zu induzieren.Da dieses Protokoll den Schädel intakt lässt und sogar durch Schädelfenster durchgeführt werden kann, kann es mit Weitfeld- oder Multiphotonen-In-vivo-Bildgebung kombiniert werden.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat

Fokaler zerebraler Ischämie-Modell von Endovascular Suture Verschluss der mittleren Hirnarterie im Rat

Stroke is the leading cause of disability and the third leading cause of death in adults worldwide1. In human stroke, there exists a highly variable ...

Forschung

Neurowissenschaften

In utero Electroporation followed by Primary Neuronal Culture for Studying Gene Function in Subset of Cortical Neurons

In utero Electroporation followed by Primary Neuronal Culture for Studying Gene Function in Subset of Cortical Neurons

In utero Elektroporation gefolgt von primären neuronalen Kultur für ein Studium Gene Function in Subset von kortikalen Neuronen

In vitro study of primary neuronal cultures allows for quantitative analyses of neurite outgrowth. In order to study how genetic alterations affect ...

Measurement of Total Calcium in Neurons by Electron Probe X-ray Microanalysis

Messung des Gesamtcalciums in Neuronen, die durch Elektronensonden-Röntgenmikroanalyse

In this article the tools, techniques, and instruments appropriate for quantitative measurements of intracellular elemental content using the technique ...

Modeling Astrocytoma Pathogenesis In Vitro and In Vivo Using Cortical Astrocytes or Neural Stem Cells from Conditional, Genetically Engineered Mice

Modeling Astrocytoma Pathogenesis In Vitro and In Vivo Using Cortical Astrocytes or Neural Stem Cells from Conditional, Genetically Engineered Mice

Modellierung Astrozytom Pathogenese<em&gt; In-vitro-</em&gt; Und<em&gt; In Vivo</em&gt; Verwenden kortikale Astrozyten oder neuralen Stammzellen aus dem Bedingten, gentechnisch veränderte Mäuse

Current astrocytoma models are limited in their ability to define the roles of oncogenic mutations in specific brain cell types during disease ...

Experimental Demyelination and Remyelination of Murine Spinal Cord by Focal Injection of Lysolecithin

Experimentelle Demyelinisierung und Remyelinisierung von Murine Rückenmark von Focal Injektion von Lysolecithin

Multiple sclerosis is an inflammatory demyelinating disease of the central nervous system characterized by plaque formation containing lost ...

Quantification of Filamentous Actin (F-actin) Puncta in Rat Cortical Neurons

Quantification of Filamentous Actin F-actin Puncta in Rat Cortical Neurons

Quantifizierung von filamentösen Aktin (F-Aktin) Puncta in Rat Cortical Neurons

Filamentous actin protein (F-actin) plays a major role in spinogenesis, synaptic plasticity, and synaptic stability. Changes in dendritic F-actin rich ...

Lateral Chronic Cranial Window Preparation Enables In Vivo Observation Following Distal Middle Cerebral Artery Occlusion in Mice

Lateral Chronic Cranial Window Preparation Enables In Vivo Observation Following Distal Middle Cerebral Artery Occlusion in Mice

Lateral Chronic Cranial Fenster Vorbereitung Ermöglicht<em&gt; In Vivo</em&gt; Beobachtung Nach Artery Occlusion Distal cerebri bei Mäusen

Focal cerebral ischemia (i.e., ischemic stroke) may cause major brain injury, leading to a severe loss of neuronal function and consequently to a host of ...

Modeling Charcot-Marie-Tooth Disease In Vitro by Transfecting Mouse Primary Motoneurons

Modeling Charcot-Marie-Tooth Disease In Vitro by Transfecting Mouse Primary Motoneurons

Charcot-Marie-Zahn Krankheit In Vitro Modellierung durch Transfecting Maus primären Motoneurone

Neurodegeneration of spinal motoneurons (MNs) is implicated in a large spectrum of neurological disorders including amyotrophic lateral sclerosis, ...

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

In Vivo Zwei-Photon Imaging der kortikalen Neuronen bei Neugeborenen Mäusen

Two-photon imaging is a powerful tool for the in vivo analysis of neuronal circuits in the mammalian brain. However, a limited number of in vivo imaging ...

Modeling Stroke in Mice: Transient Middle Cerebral Artery Occlusion via the External Carotid Artery

Modellierung des Schlaganfalls bei Mäusen: Vorübergehender Verschluss der mittleren Hirnarterien über die Arteria carotis externa

Stroke is the third most common cause of mortality and the leading cause of acquired adult disability in developed countries. To date, therapeutic options ...