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Method Article
Este estudio presenta un protocolo para establecer un modelo animal altamente reproducible de transformación hemorrágica (HTA) utilizando la oclusión/reperfusión de la arteria cerebral media (MCAO/R) en ratones C57BL/6 con hiperglucemia aguda.
La transformación hemorrágica (HTA) es una complicación grave que puede ocurrir como resultado de la terapia trombolítica después de un accidente cerebrovascular isquémico (IS), y plantea limitaciones significativas en la aplicación clínica del activador tisular recombinante del plasminógeno (rt-PA). Desafortunadamente, actualmente no existen intervenciones efectivas disponibles para la TH en la práctica clínica. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de modelos animales experimentales estables y confiables para dilucidar la patogénesis de la HTA y desarrollar estrategias de intervención efectivas. En este estudio se presentó un protocolo para establecer un modelo murino de HTA inducida por hiperglucemia aguda combinada con isquemia focal transitoria (tMCAO). A los ratones machos C57BL/6J se les inyectó glucosa al 30% para inducir hiperglucemia y luego se les sometió a 60 min de tMCAO con reperfusión. Se evaluó el volumen del infarto, la integridad de la barrera hematoencefálica (BHE) y el grado de hemorragia intracraneal a las 24 h después de la OMC. Los resultados mostraron que la inyección de glucosa condujo a una hiperglucemia transitoria (14,3-20,3 mmol/L), lo que aumentó significativamente tanto el volumen del infarto como la incidencia de HTA. La tinción con hematoxilina-eosina (H&E) indicó lesiones hemorrágicas significativas dentro de la zona de infarto en ratones hiperglucémicos. Además, los ratones hiperglucémicos mostraron una interrupción agravada de la BBB, como lo demuestra una fuga más severa de azul de Evans (EB) y FITC-Dextrano. En conclusión, la hiperglucemia aguda resultó de manera confiable y consistente en HTA macroscópica en un modelo murino de tMCAO. Este modelo reproducible ofrece una valiosa herramienta para investigar los mecanismos patológicos de la HTA y desarrollar las intervenciones terapéuticas correspondientes.
El infarto cerebral es la principal causa de discapacidad y la segunda causa de muerte en adultos en todo el mundo1. La fase aguda desempeña un papel crucial en la progresión del infarto cerebral, sirviendo como un punto de tiempo crucial para el tratamiento de la enfermedad. El restablecimiento temprano y oportuno del flujo sanguíneo en el área de la penumbra es esencial para prevenir una mayor muerte de las células cerebrales, y la trombólisis y la terapia intervencionista representan los pilares para el tratamiento del infarto cerebral agudo (ICA). Sin embargo, la transformación hemorrágica (HTA) presenta una complicación significativa después de la trombólisis y el tratamiento intervencionista, ocurriendo en el 15-30% de los pacientes con accidente cerebrovascular isquémico, lo que limita su aplicación en cierta medida 2,3. La aparición de HTA aumenta significativamente el riesgo de mortalidad y discapacidad, afectando el pronóstico de la ACI. Por lo tanto, es de gran importancia clínica investigar los mecanismos patológicos de la HTA e identificar dianas terapéuticas eficaces.
En la actualidad, la oclusión de la arteria cerebral media (OAMI) inducida por embolia con hilos se utiliza con frecuencia como modelo de HTA en roedores4. La obstrucción prolongada puede provocar un infarto cerebral masivo que afecta a la corteza y al cuerpo estriado, lo que puede conducir a una HTA secundaria. Thread MCAO no requiere craneotomía, es altamente reproducible y produce daño cerebral focal y HTA similar a un accidente cerebrovascular humano. Sin embargo, este modelo mecánico tiene algunas desventajas distintivas, incluyendo altas tasas de mortalidad temprana y bajas tasas de supervivencia a largo plazo5. Otro modelo de HTA frecuentemente utilizado es el modelo de trombólisis, en el que se induce primero la formación de coágulos sanguíneos en el vaso diana, seguido del uso de fármacos trombolíticos (p. ej., rt-PA, warfarina) para disolver el coágulo, imitando el proceso clínico de la HTA en el ictus isquémico 6,7. A pesar de replicar en gran medida el proceso patológico de la terapia trombolítica clínica, los modelos animales de HTA inducidos por rt-PA o warfarina son complicados de implementar y se asocian con una alta mortalidad animal, así como con una incidencia y localización variables de la hemorragia. Con el fin de avanzar en la investigación básica y clínica traslacional sobre la HTA después de un infarto cerebral, es esencial establecer un modelo animal reproducible de HTA que sea fácil de operar y ofrezca una alta estabilidad.
La hiperglucemia contribuye significativamente a la HTA tras isquemia/reperfusión cerebral (I/R)8. Varios estudios retrospectivos han analizado los datos clínicos de los pacientes sometidos a trombectomía mecánica, revelando que los niveles elevados de glucosa en sangre al ingreso se relacionan con una mayor incidencia de HTA espontánea3. En los pacientes diabéticos con accidente cerebrovascular, la hiperglucemia aumenta significativamente el riesgo de HTA y conduce a déficits neurológicos más severos 9,10. Los investigadores han desarrollado modelos de HT mediante la inducción de I/R cerebral en modelos animales diabéticos a través de MCAO. Sin embargo, el modelo diabetes-MCAO tiene una larga duración experimental, un procedimiento complejo y altos costos11,12. Se puede establecer un modelo fiable de HTA mediante la inducción de hiperglucemia aguda mediante inyección intraperitoneal de glucosa e integrándola con un modelo de I/R cerebral generado por la técnica de sutura. Este método se realiza fácilmente con una posición de sangrado constante e imita eficazmente las características clínicas de la hiperglucemia posterior a un accidente cerebrovascular. Sin embargo, existen diferencias significativas en condiciones cruciales como el tiempo isquémico y la concentración de glucosa; además, la estabilidad del modelo y la incidencia de HTA son inconsistentes en diferentes literaturas.
Nuestro grupo de investigación utilizó ampliamente el método de hiperglucemia aguda-MCAO para establecer un modelo de HTA. Además, llevamos a cabo una serie completa de experimentos para explorar la relación entre el tiempo isquémico, la concentración de glucosa en sangre, la tasa de incidencia de HTA y la mortalidad animal. Estos experimentos condujeron finalmente a la identificación de las condiciones óptimas para crear un modelo de HTA post-infarto cerebral. Este estudio presenta un protocolo detallado para establecer un modelo de HTA inducida por hiperglucemia aguda utilizando la inyección intraperitoneal de glucosa al 30% combinada con MCAO embólico.
El protocolo experimental fue aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Jianghan (JHDXLL2024-080) y se llevó a cabo de acuerdo con las Directrices Éticas de Animales Experimentales emitidas por el Centro para el Control de Enfermedades de China. En este estudio se utilizaron ratones machos adultos C57BL/6J con un peso de 21 a 26 g. Los detalles de los reactivos y equipos utilizados se enumeran en la Tabla de Materiales.
1. Agrupamiento de animales e inductor de hiperglucemia aguda
2. Preparación preoperatoria
NOTA: Todos los ratones experimentales ayunaron durante 12 h antes de la cirugía.
3. Medición basal del flujo sanguíneo cerebral
4. Procedimiento quirúrgico MCAO
NOTA: El MCAO se realiza utilizando un método de oclusión de rosca modificado, como se describió previamente por Chiang et al.13.
5. Eliminación y reperfusión de monofilamento
6. Medición de glucosa en sangre
NOTA: Los niveles de glucosa en sangre se midieron en los siguientes puntos temporales: (1) justo antes de la cirugía MCAO (línea de base), (2) inmediatamente después de la inserción del monofilamento (15 minutos después de la inyección de glucosa), (3) inmediatamente después de la retirada del monofilamento inmediatamente después de la inserción del monofilamento (75 minutos después de la inyección de glucosa).
7. Tinción de cloruro de 2,3,5-trifeniltetrazolio (TTC)
8. Observaciónde G ross
9. Tinción de hematoxilina y eosina (H&E)
10. Determinación de Evans Blue (EB) lekage
NOTA: Para más detalles sobre este procedimiento, véase Wang et al.17.
11. Determinación de la fuga de FITC-Dextrano
El procedimiento experimental de este estudio se ilustra en la Figura 1. Brevemente, los ratones se sometieron a MCAO inducida por oclusión de hilos durante 60 minutos, seguido de reperfusión. La glucosa (30% en solución salina normal, 7,2 mL/kg de peso corporal) se administró por vía intraperitoneal 15 min antes de la MCAO. Los niveles de glucosa en sangre se midieron al inicio del estudio (antes de la inyección de glucosa), inmediat...
El protocolo actual está diseñado para crear un modelo animal fiable de transformación hemorrágica tras un accidente cerebrovascular isquémico, que pueda replicar los efectos nocivos de la revascularización de vasos en condiciones hiperglucémicas. Entre los diversos factores de riesgo para el accidente cerebrovascular isquémico, el nivel de glucosa en sangre dentro de las 24 horas posteriores al inicio del accidente cerebrovascular se correlaciona positivamente con la exacerbaci?...
Los autores no tienen intereses contrapuestos que revelar.
La Figura 1 se creó con el software BioRender (https://www.biorender.com/). Este estudio contó con el apoyo de subvenciones del proyecto rector de la Fundación de Ciencias Naturales de la Provincia de Hubei (No. 2022CFC057).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2,3,5-Triphenyltetrazolium Chloride (TTC) | Sigma-Aldrich | 108380 | The dye for TTC staining |
24-well culture plate | Corning Incorporated | CLS3527 | The vessel for TTC staining |
30% glucose injection | Kelun Pharmaceutical | H42021188 | Acute hyperglycemia induction |
4% paraformaldehyde | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. | G1101 | Tissue fixation |
5.0 Polyglycolic acid absorbable suture | Jinhuan Medical Co., Ltd | KCR531 | Equipment for surgery |
96-well culture plate | Corning Incorporated | CLS3596 | EB content measuring |
Anesthesia machine | Midmark Corporation | VMR | Anesthesia for animal |
Antifade Mounting Medium with DAPI | Beyotime Biotech | P0131 | Mount for tissue sections |
Automation-tissue-dehydrating machine | Leica Biosystems | TP1020 | Dehydrate tissue |
Confocal microscopy | Leica Biosystems | STELLARIS 5 | Image acquisition |
Diclofenac sodium gel | MaYinglong Pharmaceutical | H10950214 | Analgesia for animal |
Eosin staining solution | Servicebio Technology | G1001 | The dye for H&E staining |
Evans Blue | Aladdin | E104208 | EB staining |
Eye gel | Guangzhou Pharmaceutical | H44023098 | Material for surgery |
Fitc-dextran | Sigma-Aldrich | 60842-46-8 | BBB permeability assessing |
Fluorescence microscope | Olympus | BX51 | Image acquisition |
Frozen microtome | Leica Biosystems | CM1900 | Use for frozen sections |
Glucometer | YuWell | 580 | Blood glucose measurement |
Hematoxylin staining Solution | Servicebio | G1004 | The dye for H&E staining |
Iodine | Lircon | 20020059 | Material for surgery |
Isoflurane | Rwd Life Science | R510-22-10 | Anesthesia for animal |
Laser doppler blood flow meter | Moor Instruments | moorVMS | Blood flow monitoring |
MCAO Sutures | Rwd Life Science | 907-00023-01 | Material for surgery |
Meloxicam | Boehringer-Ingelheim | J20160020 | Analgesia for animal |
Microsurgical instrument kit | Rwd Life Science | SP0003-M | Equipment for surgery |
Microtome | Thermo Fisher Scientific | HM325 | Tissue section production |
Microtome blade | Leica Biosystems | 819 | Tissue section production |
Mupirocin ointment | GlaxoSmithKline | H10930064 | Anti-infection for animal |
Neutral balsam | Absin Bioscience | abs9177 | Seal for H&E staining |
Paraffin embedding center | Thermo Fisher Scientific | EC 350 | Produce paraffin blocks |
Pentobarbital sodium | Sigma-Aldrich | P3761 | Euthanasia for animal |
Phosphate buffered saline | Beyotime Biotech | C0221A | Rinse for tissue section |
Scanner | EPSON | V330 | Tissue scanning |
Shaver | Shenzhen Codos Electrical Appliances Co.,Ltd. | CP-9200 | Equipment for surgery |
Spectrophotometer | Thermo Fisher Scientific | 1510-02362 | EB content measuring |
Sucrose solution | Shanghai Macklin Biochemical | 57-50-1 | Dehydration for tissue |
Tissue-Tek O.C.T. Compound | Sakura | 4583 | Tissue embedding medium |
Trichloroacetic acid | Sigma-Aldrich | T6399 | EB content measuring |
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