Schlaganfall-Modell (MCAO)

Veränderungen im zerebralen Blutfluss (CBF) sind ein charakteristisches Merkmal vieler neurologischer Erkrankungen, weshalb auch viele Studien im Bereich der Neurowissenschaft dieses Thema in den Mittelpunkt stellen. Zur Durchführung dieser Studien benötigt man Instrumente, mit denen sich diese Veränderungen überwachen lassen, vorzugsweise auf nicht-invasive Weise und in Echtzeit.  Das PeriCam PSI System ist ein Blutperfusions-Bildgeber, der die Technologie der Laser-Speckle-Kontrastanalyse (LASCA) einsetzt. LASCA eröffnet neue, bislang unmögliche Wege zur Untersuchung der Mikrozirkulation. Diese Analysemethode ermöglicht die Darstellung der Gewebeblutperfusion in Echtzeit und kombiniert eine dynamische Reaktion mit räumlicher Auflösung. Die Perfusion wird dabei nicht beeinträchtigt, da weder direkter Kontakt zum Gewebe noch Kontrastmittel oder Tracer-Elemente erforderlich sind. Zur weiteren Steigerung der Nutzbarkeit wurde mit PIMSoft eine spezifische Anwendungssoftware entwickelt. In mehreren Mausmodellen wurde das PSI bereits umfassend zur Überwachung von CBF und den Veränderungen von CBF eingesetzt, um die Krankheitspathologie zu beschreiben und die Wirksamkeit der Behandlung zu überwachen.

Schlaganfall-Modell

Es gibt mehrere Modelle für verschiedene Tierarten, bei denen derzeit eine zerebrale Ischämie induziert wird.(1) Globale Ischämie-Modelle (sowohl vollständige als auch unvollständige) sind tendenziell einfacher durchzuführen. Allerdings sind diese Modelle zur Betrachtung des menschlichen Schlaganfalls von weniger direkter Relevanz als fokale Schlaganfall-Modelle, da beim menschlichen Schlaganfall eine globale Ischämie nicht häufig vorkommt. Globale Ischämie ist jedoch für verschiedene andere Szenarien relevant, z. B. bei globaler anoxischer Hirnschädigung nach Herzstillstand.

Bei Mäusen und Ratten wird üblicherweise das Schlaganfall-Modell mit Okklusion der mittleren Zerebralarterie (MCAO) eingesetzt. In die Arterie wird ein Faden eingeführt, um den Blutfluss für einen festgelegten Zeitraum zu unterbrechen (üblicherweise für 30-120 Minuten) und einen ischämischen Schlaganfall auszulösen. Dann wird der Faden wieder entfernt, um die Perfusion wieder herzustellen.  (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10). Man kann den kortikalen Blutfluss überwachen, um sicherzustellen, dass tatsächlich ein Schlaganfall ausgelöst wurde.(1) Dazu kann man die traditionelle Laser-Doppler-Perfusionsüberwachung nutzen, indem man eine Sonde auf den Schädel des Tieres klebt, oder die Laser-Speckle-Kontrastbildgebung (LSCI), die eine Echtzeit-Bildgebung des zerebralen Blutflusses (CBF) ermöglicht.

PeriCam PSI zur Charakterisierung von ischämischen Hirnschäden

Perimed war das erste Unternehmen, das laserbasierte Bildgebung der Mikrozirkulation auf den Markt gebracht hat, und ist seit über 40 Jahren weltweit führend darin, diese Techniken zu perfektionieren. Dank seiner einzigartigen Merkmale eignet sich das PSI hervorragend zur Untersuchung ischämischer Hirnschäden in verschiedenen Modellen, z. B. für Schlaganfall, chronische zerebrale Hypoperfusion und traumatische Hirnverletzungen.

Großes Sichtfeld: Darstellung des gesamten Hirns ermöglicht die Bestätigung und Charakterisierung des ischämischen Schadens

Hohe räumliche Auflösung: Für die präzise Lokalisierung der Verletzung. Die Einrichtung von Regionen von Interesse (ROI) erlaubt die Messung des Verletzungsbereichs und auch die Nachverfolgung der Genesung.

Funktion „Aufzeichnung fortsetzen“: Erleichtert die Datengewinnung und Analyse bei Längsschnittuntersuchungen, da wiederholte Messungen bei demselben Patienten in einer Datei gespeichert werden. So wird es möglich, dieselben ROI im Zeitverlauf einfach zu vergleichen.

Mit der hohen Bildrate und räumlichen Auflösung lassen sich dynamische Veränderungen erfassen, die in den zerebralen Mikrogefäßen kleiner Strukturen durch externe Stimulierungen ausgelöst wurden.

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  Mäusehirn

PeriFlux System 6000 Stroke Model Monitor

Der PeriFlux System 6000 Stroke Model Monitor ist ein Komplettset zur Untersuchung von induzierten Schlaganfällen bei Ratten oder Mäusen. Sie erhalten alle erforderlichen Ausrüstungs- und Zubehörteile in einer Lieferung zusammen mit einer eingehenden Gebrauchsanleitung.

Sonden zur Untersuchung des Mäusehirns

Empfohlene Produkte: Stroke Model Kit, PSI HR, PeriCam PSI mit Zoomfunktion und PF 6000.

Referenzen:

1. Ansari, S., Azari, H., McConnel, D.J., Afzal, A., Mocco, J. Intraluminal middle cerebral artery occlusion (MCAO) model for ischemic stroke with laser Doppler flowmetry guidance in mice, Journal of visualized experiments, 2011
2. Morroniside promotes angiogenesis and further improves microvascular circulation after focal cerebral ischemia/reperfusion. T. Liu, B. Xiang, D. Guo, F. Sun, Re. Wei, G. Zhang, H. Aia, X.Tian, Z. Zhu, W. Zheng, Y. Wanga W.Wang. 2016, Brain Res Bull. , pp. 111-118.
3. C‐C Chemokine Receptor Type 5 (CCR5)‐Mediated Docking of Transferred Tregs Protects Against Early Blood‐Brain Barrier Disruption After Stroke. Peiying Li, Long Wang, Yuxi Zhou, Yu Gan, Wen Zhu, Yuguo Xia, Xiaoyan Jiang, Simon Watkins, Alberto Vazquez, Angus W. Thomson, Jun Chen, Weifeng Yu, Xiaoming Hu. 2017, Journal of the American Heart Association, p. e006387.
4. Endothelium-targeted overexpression of heat shock protein 27 ameliorates blood–brain barrier disruption after ischemic brain injury. Yejie Shi, Xiaoyan Jiang, Lili Zhang, Hongjian Pu, Xiaoming Hu, Wenting Zhang, Wei Cai, Yanqin Gao, Rehana K. Leak, Richard F. Keep, Michael V. L. Bennett, and Jun Chen. 2017, PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences, pp. E1243-E1252.
5. Brain ischemic preconditioning protects against ischemic injury and preserves the blood-brain barrier via oxidative signaling and Nrf2 activation. Tuo Yang, Yang Sun, Leilei Mao, Meijuan Zhang, Qianqian Li, Lili Zhang, Yejie Shi, Rehana K. Leak, Jun Chen, Feng Zhang. 2017, Redox Biology, pp. 323-337.
6. Brain-Derived Glia Maturation Factor β Participates in Lung Injury Induced by Acute Cerebral Ischemia by Increasing ROS in Endothelial Cells. Fei-Fei Xu, Zi-Bin Zhang, Yang-Yang Wang & Ting-Hua Wang. 2018, Neuroscience Bulletin, pp. 1077-1090.
7. The microRNA miR-7a-5p Ameliorates Ischemic Brain Damage by Repressing α-Synuclein. Kim T, Mehta SL, Morris-Blanco KC, Chokkalla AK, Chelluboina B, Lopez M, Sullivan R, Kim HT, Cook TD, Kim JY, Kim H, Kim C, Vemuganti R. 2018, Science Signaling, p. eaat4285.
8. Assessing the effects of Ang-(1-7) therapy following transient middle cerebral artery occlusion. M. M. C. Arroja, E. Reid, L. A. Roy, A. V. Vallatos, W. M. Holmes, S. A. Nicklin, L. M. Work & C. McCabe. 2019, Scientific Reports, p. 3154.
9. Modulation of brain cation-Cl− cotransport via the SPAK kinase inhibitor ZT-1a. Jinwei Zhang, Mohammad Iqbal H. Bhuiyan, Ting Zhang, Jason K. Karimy, Zhijuan Wu, Victoria M. Fiesler, Jingfang Zhang, Huachen Huang, Md Nabiul Hasan, Anna E. Skrzypiec, Mariusz Mucha, Daniel Duran, Wei Huang, Robert Pawlak, Lesley M. Foley, T. Kevin Hitc. 2020, Nature Communications.
10. Endothelium-targeted deletion of the miR-15a/16-1 cluster ameliorates blood-brain barrier dysfunction in ischemic stroke. Feifei Ma, Ping Sun, Xuejing Zhang, Milton H. Hamblin, and Ke-Jie Yin. 2020, Science Signaling.