Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu çalışma, akut hiperglisemisi olan C57BL/6 farelerinde orta serebral arter oklüzyonu/reperfüzyonu (MCAO/R) kullanılarak hemorajik dönüşümün (HT) yüksek oranda tekrarlanabilir bir hayvan modelinin oluşturulması için bir protokol sunmaktadır.
Hemorajik transformasyon (HT), iskemik inme (İS) sonrası trombolitik tedavi sonucu ortaya çıkabilen ciddi bir komplikasyondur ve rekombinant doku plazminojen aktivatörünün (rt-PA) klinik uygulamasında önemli sınırlamalar oluşturur. Ne yazık ki, şu anda klinik uygulamada HT için etkili bir girişim mevcut değildir. Bu nedenle, HT patogenezini aydınlatmak ve etkili müdahale stratejileri geliştirmek için stabil ve güvenilir deney hayvanı modellerine acil ihtiyaç vardır. Bu çalışma, geçici fokal iskemi (tMCAO) ile kombine akut hipergliseminin neden olduğu bir fare HT modeli oluşturmak için bir protokol sunmuştur. Erkek C57BL / 6J farelerine hiperglisemiyi indüklemek için% 30 glikoz enjekte edildi ve daha sonra reperfüzyon ile 60 dakika tMCAO'ya tabi tutuldu. Enfarktüs hacmi, kan-beyin bariyerinin (BBB) bütünlüğü ve intrakraniyal kanama derecesi MCAO'dan 24 saat sonra değerlendirildi. Sonuçlar, glukoz enjeksiyonunun geçici hiperglisemiye (14.3-20.3 mmol/L) yol açtığını ve bunun hem enfarktüs hacmini hem de HT insidansını önemli ölçüde artırdığını gösterdi. Hematoksilen-eozin (H&E) boyaması, hiperglisemik farelerde enfarktüs zonu içinde önemli hemorajik lezyonları gösterdi. Ek olarak, hiperglisemik fareler, Evans mavisi (EB) ve FITC-Dekstran'in daha şiddetli sızıntısı ile gösterildiği gibi, ağırlaştırılmış BBB bozulması sergiledi. Sonuç olarak, akut hiperglisemi, tMCAO'nun bir fare modelinde güvenilir ve tutarlı bir şekilde makroskopik HT ile sonuçlandı. Bu tekrarlanabilir model, HT'nin patolojik mekanizmalarını araştırmak ve karşılık gelen terapötik müdahaleleri geliştirmek için değerli bir araç sunmaktadır.
Serebral enfarktüs, dünya çapında yetişkinlerde engelliliğin birincil nedeni ve ikinci önde gelen ölüm nedenidir1. Akut faz, serebral enfarktüsün ilerlemesinde çok önemli bir rol oynar ve hastalık tedavisi için çok önemli bir zaman noktası olarak hizmet eder. Akut serebral enfarktüs (ACI) tedavisinin temel dayanaklarını temsil eden tromboliz ve girişimsel tedavi ile daha fazla beyin hücresi ölümünü önlemek için penumbra bölgesindeki kan akışının erken ve zamanında restorasyonu esastır. Bununla birlikte, hemorajik transformasyon (HT), iskemik inmeli hastaların %15-30'unda tromboliz ve girişimsel tedaviyi takiben önemli bir komplikasyon oluşturur ve bu nedenle uygulamalarını bir dereceye kadar sınırlar 2,3. HT oluşumu, ACI'nin prognozunu etkileyerek mortalite ve sakatlık riskini önemli ölçüde artırır. Bu nedenle, HT'nin patolojik mekanizmalarının araştırılması ve etkili terapötik hedeflerin belirlenmesi klinik açıdan büyük önem taşımaktadır.
Günümüzde, iplik embolisine bağlı orta serebral arter tıkanıklığı (MCAO), kemirgenlerde HT'nin bir modeli olarak sıklıkla kullanılmaktadır4. Uzun süreli tıkanıklık, korteks ve striatumu içeren büyük serebral enfarktüse neden olabilir ve potansiyel olarak ikincil HT'ye yol açabilir. İplik MCAO kraniotomi gerektirmez, yüksek oranda tekrarlanabilir ve insan felcine benzer fokal beyin hasarı ve HT üretir. Bununla birlikte, bu mekanik modelin, yüksek erken ölüm oranları ve düşük uzun süreli sağkalım oranları dahil olmak üzere bazı belirgin dezavantajları vardır5. Sıklıkla kullanılan bir diğer HT modeli, ilk olarak hedef damarda kan pıhtısı oluşumunun indüklendiği, ardından pıhtıyı çözmek için trombolitik ilaçların (örneğin, rt-PA, warfarin) kullanıldığı tromboliz modelidir ve iskemik inmede HT'nin klinik sürecini taklit eder 6,7. Klinik trombolitik tedavinin patolojik sürecini büyük ölçüde tekrarlamasına rağmen, rt-PA veya warfarin tarafından indüklenen HT hayvan modellerinin uygulanması karmaşıktır ve yüksek hayvan mortalitesinin yanı sıra değişken insidans ve kanama yeri ile ilişkilidir. Serebral enfarktüs sonrası HT ile ilgili temel ve klinik translasyonel araştırmaları ilerletmek için, HT'nin kullanımı kolay ve yüksek stabilite sunan tekrarlanabilir bir hayvan modeli oluşturmak esastır.
Hiperglisemi, serebral iskemi / reperfüzyonu (I / R) takiben HT'ye önemli bir katkıda bulunur ( I/R )8. Birkaç retrospektif çalışma, mekanik trombektomi geçiren hastaların klinik verilerini analiz etmiş ve başvuru sırasında yüksek kan şekeri seviyelerinin daha yüksek spontan HT3 insidansı ile bağlantılı olduğunu ortaya koymuştur. Diyabetik inme hastalarında hiperglisemi, HT riskini önemli ölçüde artırır ve daha ciddi nörolojik defisitlere yol açar 9,10. Araştırmacılar, MCAO aracılığıyla diyabetik hayvan modellerinde serebral I/R'yi indükleyerek HT modelleri geliştirdiler. Bununla birlikte, diyabet-MCAO modeli uzun bir deney süresine, karmaşık bir prosedüre ve yüksek maliyetlere sahiptir11,12. İntraperitoneal glukoz enjeksiyonu yoluyla akut hiperglisemiyi indükleyerek ve bunu sütür tekniği ile oluşturulan bir serebral I/R modeli ile entegre ederek güvenilir bir HT modeli oluşturulabilir. Bu yöntem, tutarlı kanama pozisyonu ile kolayca gerçekleştirilir ve inme sonrası hipergliseminin klinik özelliklerini etkili bir şekilde taklit eder. Bununla birlikte, iskemik zaman ve glikoz konsantrasyonu gibi önemli durumlarda önemli farklılıklar vardır; ek olarak, modelin kararlılığı ve HT insidansı farklı literatürde tutarsızdır.
Araştırma grubumuz, bir HT modeli oluşturmak için akut hiperglisemi-MCAO yöntemini yaygın olarak kullandı. Ayrıca, iskemik zaman, kan şekeri konsantrasyonu, HT insidans oranı ve hayvan ölümleri arasındaki ilişkiyi araştırmak için kapsamlı bir dizi deney gerçekleştirdik. Bu deneyler nihayetinde serebral enfarktüs sonrası HT modeli oluşturmak için en uygun koşulların belirlenmesine yol açtı. Bu çalışma, embolik MCAO ile birlikte intraperitoneal %30 glukoz enjeksiyonu kullanılarak akut hiperglisemiye bağlı HT modeli oluşturmak için ayrıntılı bir protokol sunmaktadır.
Deney protokolü, Jianghan Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (JHDXLL2024-080) tarafından onaylandı ve Çin Hastalık Kontrol Merkezi tarafından yayınlanan Deney Hayvanları Etik Yönergelerine uygun olarak yürütüldü. Bu çalışmada 21-26 g ağırlığındaki yetişkin erkek C57BL/6J fareler kullanıldı. Kullanılan reaktiflerin ve ekipmanın ayrıntıları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. Hayvan gruplaması ve akut hiperglisemiye neden olan
2. Ameliyat öncesi hazırlık
NOT: Tüm deney fareleri ameliyattan önce 12 saat aç kaldı.
3. Temel serebral kan akışı ölçümü
4. MCAO cerrahi prosedürü
NOT: MCAO, daha önce Chiang ve ark.13 tarafından tarif edildiği gibi, modifiye edilmiş bir iplik oklüzyon yöntemi kullanılarak gerçekleştirilir.
5. Monofilament çıkarma ve reperfüzyon
6. Kan şekeri ölçümü
NOT: Kan şekeri seviyeleri aşağıdaki zaman noktalarında ölçülmüştür: (1) MCAO ameliyatından hemen önce (başlangıç), (2) monofilamentin yerleştirilmesinden hemen sonra (glikoz enjeksiyonundan 15 dakika sonra), (3) monofilamentin yerleştirilmesinden hemen sonra monofilamentin çekilmesinden hemen sonra (glikoz enjeksiyonundan 75 dakika sonra).
7. 2,3,5-Trifeniltetrazolyum Klorür (TTC) boyama
8. Gross gözlemi
9. Hematoksilen ve eozin (H & E) boyama
10. Evans Blue (EB) lekage'nin belirlenmesi
NOT: Bu prosedürle ilgili ayrıntılar için lütfen Wang ve ark.17'ye bakın.
11. FITC-Dekstran sızıntısının belirlenmesi
Bu çalışmanın deneysel prosedürü Şekil 1'de gösterilmiştir. Kısaca, farelere 60 dakika boyunca iplik oklüzyonunun neden olduğu MCAO uygulandı ve ardından reperfüzyon uygulandı. Glukoz (normal serum fizyolojik içinde %30, vücut ağırlığında 7.2 mL/kg) MCAO'dan 15 dakika önce intraperitoneal olarak uygulandı. Kan glukoz seviyeleri başlangıçta (glukoz enjeksiyonundan önce), MCAO'dan hemen sonra ve reperfüzyon sıra...
Mevcut protokol, hiperglisemik koşullar altında damar revaskülarizasyonunun zararlı etkilerini çoğaltabilen, iskemik inme sonrası hemorajik transformasyonun güvenilir bir hayvan modelini oluşturmak için tasarlanmıştır. İskemik inme için çeşitli risk faktörleri arasında, inme başlangıcından sonraki 24 saat içindeki kan şekeri seviyesi, serebral hasarın alevlenmesi ve mortalitenin artması ile pozitif korelasyon gösterir 3,18
Yazarların ifşa edecek çatışan çıkarları yoktur.
Şekil 1, BioRender yazılımı (https://www.biorender.com/) ile oluşturulmuştur. Bu çalışma, Hubei Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı'nın (No. 2022CFC057) rehberlik projesinden alınan hibelerle desteklenmiştir.
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 |
This corrects the article 10.3791/67371
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır