Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Asitik sonrası kondisyonlama serebral işemiye karşı korur. Burada, APC'yi yürütmek için iki model sunuyoruz. Bu in vitro olarak oksijen glikoz yoksunluğu sonra asidik tampon Kortikostriatal dilimleri aktarılarak ve in vivo olarak orta serebral arter oklüzyonundan sonra% 20 CO2 solunması ile sırasıyla gerçekleştirilir.
İnme, sınırlı terapötik yaklaşımlarla dünyadaki mortalite ve sakatlığın önde gelen nedenlerinden biridir. Nöroproteksiyon için endojen bir strateji olarak, kondisyon sonrası tedavilerin serebral iskemiye karşı umut verici tedaviler olduğu kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, karmaşık prosedürler ve olası güvenlik sorunları, klinik uygulamalarını sınırlar. Bu dezavantajların üstesinden gelmek için deneysel fokal serebral iskemi için bir terapi olarak asidik sonrası düzeltme (APC) geliştirdik. APC iskemi sonrası reperfüzyon esnasında CO2 solunması ile hafif asidoz tedavisi anlamına gelmektedir. Burada APC'yi in vitro ve in vivo olarak yürütmek için sırasıyla iki model sunuyoruz. Farelerin oksijen-glikoz yoksunluğu (OGD) tedavisi ve farelerin kortikostriatal oklüzyonu ve orta serebral arter oklüzyonu (MCAO) serebral iskemiyi taklit etmek için kullanıldı. APC, beyin dilimlerini,% 20 CO 2 ile kabarmış olan asidik tampona aktararak basitçe elde edilebilir;% 20 CO 2 teneffüs fareler tarafından r. APC, doku canlılığı ve beyin enfarktüsü hacmi tarafından yansıtıldığı gibi serebral iskemiye karşı önemli koruyucu etkiler gösterdi.
İnme, dünya çapındaki mortalite ve engelliliğin önde gelen nedenlerinden biridir. Son on yılda inme için etkili tedavileri bulmak için büyük çabalar gösterildi, ancak başarı oldukça yetersiz. Sonradan şartlandırma, iskemik bir aşamayı takiben alttoksik stresler tarafından manipüle edilen bir işlemdir. İskemik, hipoksik, düşük glukoz ve uzak iskemik postkondisyon dahil olmak üzere kondisyon düzeltme, endojen uyarlamalı mekanizmaları tetiklemektedir ve serebral iskemiye karşı umut verici tedaviler olduğu kanıtlanmıştır 1 , 2 , 3 , 4 . Bununla birlikte, iskemik son şartlandırma ek yaralanmaya neden olabilir. Ekstremitenin uzak iskemik son kondisyonu genellikle ipsilateral veya bilateral arka bacaklarda 5 , 6 , 7'de 5-20 dakika oklüzyon ve reperfüzyona ihtiyaç duyar. thBu nedenle, bu kondüsyon sonrası manipülasyonlar klinik uygulamada tehlikeli veya pratik değildir. Bu dezavantajları aşmak için, fareler 8 fokal serebral iskemi için bir tedavi olarak APC geliştirdik. Sadece% 20 CO 2'yi teneffüs ederek indüklenen APC, iskemik beyin hasarını daha uygulanabilir ve daha güvenli bir şekilde önemli ölçüde azaltır. Yakın zamanda APC felç tedavi 9 için APC önemini vurgulayarak, reperfüzyon penceresini genişletir kanıtlamıştır.
Burada serebral iskemiye karşı APC'nin nöroproteksiyonunu incelemek için iki deneysel model sunmaktayız. Bunlardan ilki, kortikostriatal dilimdeki oksijen glukoz yoksunluğu (OGD) modelidir. Yapay ortam içine hızlı hazırlanması ve beyin kesitleri devri, genellikle yapay serebrospinal akışkan (ASCF), mümkün in vitro 10 fonksiyonu çalışma yapar, hücre canlılığı ve nöronal devre korumakSup>, 11 . ASCF'deki OGD, serebral iskemi taklit eder ve iskemik hasar oluşturur 12 , 13 , 14 . OGD'den sonra, beyin dilimleri reperfüzyon sağlamak için düzenli ASCF (r-ASCF) içinde yenilenir ve daha sonra% 20 CO 2 ile kabarmış asidik ASCF kullanılarak APC ile muamele edilir. Kortikostriatal dilim, birincil kültürlenmiş hücrelere kıyasla sağlam histolojik karakterizasyonunu korur.
İn vivo olarak beyin fonksiyonunu incelemek için fare orta serebral arter tıkanıklığı (MCAO) modeli kullanılmıştır. Orta serebral arter, ortak karotis atardamarından alevle köreltilmiş bir monofilament yerleştirilerek engellenir. En yaygın vuruş modellerinden biri olan MCAO modeli klinik önemi göstermektedir ve bir monofilamanın uygulanması reperfüzyonu kolaylaştırmaktadır. Reperfüzyon başladıktan sonra% 20 CO 2 içeren normoksik karıĢık gaz teneffüs edilerekN, APC azalmış beyin enfarktüsü hacimleri ile gösterilen serebral iskemiye karşı önemli koruyucu etkiler gösterdi.
Tüm deneyler, Zhejiang Üniversitesi Hayvan Deneyleri Komitesinin etik kurallarına göre onaylanmış ve yürürlüğe girmiş ve Laboratuar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Ulusal Sağlık Enstitüleri ile tam bir uyum içindedir. Herhangi bir ağrı veya rahatsızlığı en aza indirmek için çaba gösterildi ve asgari hayvan sayısı kullanıldı.
1. Corticostriatal dilimlerin OGD'leri
2. MCAO
Yukarıda tarif edilen kortikostriatal dilim modelinde, reperfüzyondan 1 saat sonra, kortikostriatal dilim canlılığı, TTC analizi ile nicelleştirildi. TTC dönüşümü, 490 nm'deki absorpsiyonu kontrol dilimine normalleştirerek hesaplandı. TTC dönüşümüne göre, APC, başlangıç zamanı ve süreye bağlı olarak OGD kaynaklı reperfüzyon hasarına karşı korunmuştur. Ayrıntılı olarak, hem 1 ve 3 dakika asidoz tedavisi, 15 dakika OGD'den sonra 5 dakika içinde yaşama kabiliyetini önemli ölçüde geliştirdi, oysa 5 dakika sürdü (OGD: 0.609 ± 0.029, 5/1: 0.758 ± 0.034, 5/3: 0.821 ± 0.041, 5/5: 0.672 ± 0.053, ortalama ± SEM) (Şekil 1 A) halinde bildirilmiştir. Asitoz tedavisi ile nörokoruma reperfüzyon sonrası 5 dakika içinde korundu, buna karşılık 15 dakika süresince (OGD: 0.584 ± 0.044, 0/3: 0.762 ± 0.036, 5/3: 0.833 ± 0.062, 15/3: 0.627 ± 0.038) Şekil 1 B ).
MCAO modelinde, 5 dakikalık asidoz tedavisi, reperfüzyon başlangıcından 5 dakika sonra iskemik hasara neden olan hücre ölümünü kurtardı ve daha küçük enfarktüs hacimleriyle (MCAO: 33.4 ± 4.4%, 5/5: 16.6 ± 2.7, 50 / 5: 19.5 ± 2.1, 100/5: 37 ± 2.1). Nöroproteksiyon, reperfüzyondan 50 dakika sonra başlangıçta geciktiğinde bile sağlamdı. Bununla birlikte, 100 dakikada başlatılan asidoz tedavisi iskemik yaralanmaları bloke etmemiştir ( Şekil 2 ).
Tüm veriler toplandı ve kör bir biçimde analiz edildi. Veriler ortalama ± SEM olarak sunulmuştur. Kortikostriyal dilim modelinde her grupta 6-8 örnek vardır. MCAO modelinde her grubun 9 - 10 örneği vardır. Çoklu karşılaştırmalar için en az anlamlı fark ile tek yönlü varyans analizi uygulanmıştır.
Şekil 1 . APC Corticostriatal Dilimlerde OGD'ye bağlı reperfüzyon hasarına karşı korur. Kortikostriatal dilim belirtilen sürelerde (A) asidoz (pH 6.8) ile muamele edilmiş ve OGD'ye sonrası iyileşme süreleri (B) belirtilmiştir. Reperfüzyondan 24 saat sonra 3- [4,5-dimetiltiyazol-2-il] -2,5-difeniltetrazolyum bromür tahlili ile hücre yaşayabilirliği değerlendirildi ve reperfüzyondan 1 saat sonra kortikostriyal dilim canlılığı TTC analizi ile ölçüldü. Değerler ortalama ± SEM gösterir. Her grup için n = 6 - 8; * Tek yönlü varyans analizi ile p <0.05 ve ** p <0.01; R, reperfüzyon. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.
Şekil 2 . APC, farelerde MCAO kaynaklı yaralanmaya karşı korur. Hayvanlar 60 dakika MCAO'ya tabi tutuldu ve reperfüzyondan sonra 5, 50 veya 100 dakika sonra 5 dakika% 20 C02 soluk alı ile tedavi edildi. İnfarkt hacmi, reperfüzyondan 24 saat sonra 2,3,5-trifeniltetrazolyum hidroklorit boyama ile nicelendirildi (sol panelde siyah noktalı çizgi ile gösterildi). Değerler ortalama ± SEM gösterir. Her grup için n = 8-10; * Tek yönlü varyans analizi ile p <0.05 ve ** p <0.01; R, reperfüzyon. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.
Burada serebral iskemiye karşı APC'nin nöroproteksiyonunu incelemek için iki deneysel model sunmaktayız. Beyin dilimlerinde APC, reperfüzyon başlangıcından sonra fare kortikostriyat dilimlerini% 20 CO 2 ile kabarcıklar halinde asidik tampon içinde kuluçkaya yatırarak elde edilirken, MCAO modelinde reperfüzyon sonrası farelere% 20 CO 2 soluk aldırarak APC elde edilir. Her iki model de serebral iskemiye karşı APC'nin nörokoruyorumunu yansıtmaktadır. Koruma, iskemik sonrası kondisyon ile elde edilenle karşılaştırılabilir, ancak daha geniş bir zaman penceresi ile. MCAO modelinde, zaman periyodu, reperfüzyondan 50 dakika sonra, iskemik sonrası kondisyon için 10 dakika ile karşılaştırıldığında, 15 kadar sürebilir. Buna ek olarak, APC prosedürü daha kolay ve daha güvenlidir.
Kortikostriyal dilim modelinde, beyin dilimlerinin canlılığını maksimum düzeyde garanti etmek için nazik ve hızlı işlemler önemlidir. MCAO performansı için serebral kan akışı denetimiGereklidir ve orta serebral arterin oklüzyonunu sağlamak için kan akışındaki keskin düşüşe dikkat edilmelidir. TTC boyaması için beyinler incelendikten sonra, subaraknoid kanamayı dışlamak için beyinlerin dikkatle incelenmesi gereklidir.
Asidozun uzatılması ve süresi, APC'nin nöroproteksiyonunu sağlamak için kritik öneme sahiptir. Uzun süren asidoz tedavisi, kortikostriyal dilim modelinde yararlı değildir ( Şekil A ). Buna ek olarak, önceki çalışmamız% 8'lik CO 2 inhalasyonundan ziyade hem% 10 hem de% 20 CO 2 inhalasyonunun farelerde nöroproteksiyonu sağladığını gösterdi. Bu hafif asidoz APC nöro için çok önemli olduğunu düşündürmektedir ve dolayısıyla CO2 konsantrasyonu ve APC süresi asidoz nöro için vazgeçilmezdir.
TTC boyamaya ek olarak, birçok teknik,Farklı araştırma ihtiyaçlarını karşılar. Örneğin, iskemi ve asidozun sinir potansiyelini nasıl etkilediğini gözlemlemek için son adıma ekstra-hücresel elektrik kaydı eklenebilir 16 . APC sonrasında amino asit nörotransmitterlerinin konsantrasyon değişimini HPLC 17 ile ölçmek için beyin diliminin perfüzyon çözeltisi de toplanabilir 17 . Belli bir beyin bölgesinin dilimleri, belirli bir alanın iskemi ve APC'ye yanıtlarını incelemek üzere hazırlanabilir. Genel olarak, iskemi ve asidozun etkilerini aydınlatmak için birçok alternatif getirilebilir.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (81573406, 81373393, 81273506, 81221003, 81473186 ve 81402907), Zhejiang Eyalet Doğa Bilimleri Vakfı (LR15H310001) ve S & T Yenilik Ekibinin Zhejiang Leading Team Programı (2011R50014) tarafından finanse edildi.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Sodium chloride | Sigma | S5886 | |
Potassium chloride | Sigma | P5405 | |
Potassium phosphate monobasic | Sigma | P9791 | |
Magnesium sulfate | Sigma | M2643 | |
Sodium bicarbonate | Sigma | S5761 | |
Calcium chloride dihydrate | Sigma | C5080 | |
D-(+)-Glucose | Sigma | G7021 | |
Vibratome | Leica | VT1000 S | |
2,3,5-triphenyltetrazolium hydrochloride | Sigma | T8877 | |
Absolute Ethanol | Aladdin Industrial Corporation | E111993 | |
Dimethyl sulfoxide | Sigma | D8418 | |
Laser Doppler Flowmetry | Moor Instruments Ltd | Model Moor VMS-LDF2 | |
Diethyl ether anhydrous | Sinopharm Chemical Reagent Corporation | 80059618 | |
Trichloroacetaldehycle hydrate | Sinopharm Chemical Reagent Corporation | 30037517 | |
10% Formalin | Aladdin Industrial Corporation | F111936 | |
24-well plates | Jet Biofil | TCP-010-024 |
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