烟雾病是一种脑血管疾病，其特征是颅内颈内动脉的进行性狭窄。有两种形式：疾病和综合症，每种形式都以其影响的亚群为特征。烟雾病综合征在20至40岁的成人中更为突出,并且通常与自身免疫疾病相关。目前，还没有诱导烟雾综合征的手术模型，因此研究人员的目标是开发一种新的动物模型来研究这种相对未知的脑血管疾病。在这里,研究人员展示了一种称为颈内动脉狭窄的新外科技术,以使用近端颈内动脉上的微线圈模拟烟雾病综合征。研究人员通过用DiI荧光标记小鼠脑血管系统来测试烟雾病样血管病变，用于可视化和分析远端颈内动脉处的血管直径和皮质表面上的吻合。结果显示，在人类中观察到，Willis环中的远端颈内动脉和大脑前动脉显着变窄。在皮质的分水岭区域中，大脑中动脉和大脑前动脉之间的吻合数量也显着减少。虽然需要进一步表征,但该颈内动脉狭窄模型可应用于显示在烟雾病综合征群体中观察到的共病的转基因小鼠,从而允许更好地理解疾病和新治疗的发展。结果显示，在人类中观察到，Willis环中的远端颈内动脉和大脑前动脉显着变窄。在皮质的分水岭区域中，大脑中动脉和大脑前动脉之间的吻合数量也显着减少。虽然需要进一步表征，但该颈内动脉狭窄模型可应用于显示在烟雾病综合征群体中观察到的共病的转基因小鼠，从而允许更好地理解疾病和新治疗的发展。结果显示，在人类中观察到，Willis环中的远端颈内动脉和大脑前动脉显着变窄。在皮质的分水岭区域中，大脑中动脉和大脑前动脉之间的吻合数量也显着减少。虽然需要进一步表征，但该颈内动脉狭窄模型可应用于显示在烟雾病综合征群体中观察到的共病的转基因小鼠，从而允许更好地理解疾病和新治疗的发展。
　　 烟雾病是一种闭塞性脑血管疾病，于1957年在日本首次报道，其特征是颈内动脉的supraclinoid部分狭窄，在脑底形成异常的血管网络。烟雾病是一个通用术语，用于描述影响颅内颈内动脉的两种不同情况;烟雾病，一种引起双侧动脉病的先天性疾病，在东亚和日本儿童和成人中更为突出和，并且是特发性的烟雾病综合征，并且通常在年龄在20至40岁之间的高加索成人中看到。两者的临床过程可能是单侧或双侧，易患缺血性和出血性中风。虽然烟雾病综合征中没有已知的遗传成分，但在烟雾病中，它通常与自身免疫性疾病相关，如糖尿病，狼疮或类风湿性关节炎。烟雾病和烟雾病综合征的治疗选择包括每日使用阿司匹林，改善生活方式以最大化脑灌注，以及手术直接或间接旁路以恢复血流。尽管烟雾病已被广泛描述，但对烟雾病综合征的了解却相对较少。因此，研究人员的目标是开发一种机械小鼠模型，诱导烟雾病样血管病变，并使用该模型研究烟雾病综合征的机制和潜在的治疗方法。研究人员首次表明，在小鼠近端颈内动脉中应用微型线圈会导致远端血管狭窄和灌注不足。这种新的机械颈内动脉狭窄模型可以与共病模型相结合，以帮助研究人员更好地理解烟雾病综合征。
　　 实验方案经肯塔基大学机构动物护理和使用委员会批准，并根据美国国立卫生研究院实验动物护理和使用指南进行实验并报告根据ARRIVE指南。所有分析均以盲法进行，并将动物随机分配至治疗组。所有外科手术均在氯胺酮/甲苯噻嗪麻醉下进行,并且所有努力都是为了使痛苦最小化并且在动物光周期期间在动物设施内进行。将所有小鼠分别置于气候控制室中,分别在14/10小时光照/黑暗循环中提供食物和水随意。该研究使用C57Bl/6雄性小鼠，其中N=11。由于这是一项探索性研究而非验证性研究，因此未使用功率计算，并且较小的群体规模受到青睐。
　　 手术中使用的材料包括：缝合：三根长度的4-0丝线缝合切成3英寸,一根长度为6-0的丝线缝合切成1英寸，两根长度为9-0的尼龙缝合线切成0.5英寸;手术工具：胸部吊具/可调节线材牵开器，一个微型线圈，内径0.16毫米，长度1.5mm，一对切割边缘为2毫米的微型剪刀，一对弯曲镊子，一对成角度的5/45镊子和一对直钳。用氯胺酮和甲苯噻嗪的混合物使用基于重量的比例麻醉小鼠。将小鼠麻醉后，将其颈部区域剃毛并将小鼠置于仰卧位，其头部,前爪和尾部受限。将鼠标置于仰卧位,用酒精和聚维酮碘清洁剃光区域。从下颌骨到胸骨的角度制作中线切口，暴露气管，颈总动脉和颈总动脉分叉进入颈内动脉和颈外动脉。使用牵开器来保持皮肤并使唾液腺分开以阻止手术区域。为了增加视野，胸锁乳突肌肌肉和二腹肌的后腹部分别在下方和上方暴露。将一对弯曲镊子的尖端轻轻地放置在胸锁乳突肌内侧至外侧下方，并且在下方转移一段4-0缝合线。缝合线环绕胸锁乳突肌并用胶带固定。用二腹肌重复该过程。随着胸锁乳突肌和二腹肌暂时反射，颈总动脉位于其近端并轻轻暴露于分叉处。在确定分叉处，ECA和颈内动脉暴露于上方，并且小心地移除了血管周围的筋膜。在ECA和颈内动脉周围和之间移除ECA暴露并去除筋膜，ECA用弯曲钳子抬高，并且将一段4-0缝合线置于ECA下。用胸锁乳突肌和二腹肌进行缝合以使ECA在内侧轻微缩回：ECA未被遮挡但反射使得颈内动脉进一步暴露。在暴露颈内动脉的情况下，分离出与颈内动脉平行的枕动脉。由于筋膜将颈内动脉连接到枕骨动脉，接下来通过将成对的或弯曲的钳子从闭合位置扩散到半开放位置来分离这些动脉。在一段枕骨动脉暴露的情况下，使用一对弯曲的镊子将一段9-0缝合线转移到下面，并在颈内动脉起点处向近侧放置。用9-0缝线结扎枕骨动脉，并在枕动脉的最远端重复该过程。两次缝合后，使用微型剪刀切开枕部动脉，完全暴露颈内动脉。颈内动脉周围区域没有筋膜和任何可能阻碍线圈放置的区域。例如，淋巴结可以附着在颈内动脉的后部，因此使用弯曲或成角度的镊子将淋巴结轻轻地与颈内动脉分开。在颈内动脉完全暴露的情况下，将一段6-0缝合线转移到颈内动脉下方。在颈内动脉被隔离后，6-0缝合线被用作线圈放置的锚。使用细尖镊子在一端抓住线圈并将其与颈内动脉成一定角度，以便将容器插入线圈的最后一个横档。将容器放在线圈的最后一个梯级中，将线圈倒置，使其与颈内动脉平行。使用6-0缝合线，将容器围绕线圈轻轻旋转，使得一定长度的容器放置在线圈的每个横档中。评估船只放置以确保它没有跳过梯级;如果是这样的话，将容器展开并重新定位，直到线圈完全包围容器。放置线圈后，从颈内动脉周围取出6-0缝合线，取出4-0缝合线，使其缩回胸锁乳突肌，二腹肌和ECA。将盐水施用于先前使用棉签涂抹器缩回的区域。然后用4-0预针刺丝缝合线缝合原始的中线皮肤切口。除了放置微线圈之外，假动物经历了所有描述的外科手术。
　　 手术后，小鼠立即接受注射丁丙诺啡-SR-Lab镇痛剂，并置于温热的恢复笼中。监测小鼠直至完全清醒，移动并对食物/水感兴趣，然后将其置于动物设施的其笼中。小鼠每天监测疾病或不适的迹象，包括切口部位感染，嗜睡，食物/水不感兴趣,体重减轻和癫痫发作。表现出这些症状的小鼠立即通过氯胺酮/甲苯噻嗪麻醉下的颈脱位/断头术实施安乐死。对于这项研究，由于原因不明，N=2，在研究终止前意外死亡。在研究结束时，通过颈脱位/斩首或灌注使小鼠安乐死，为了使脑血管系统可视化，每组的所有动物都用之前发表的荧光染料DiI灌注。小鼠使用灌注泵进行心脏灌注，灌注5mlPBS，然后立即加入10mlDiI工作溶液，然后加入10ml10％缓冲福尔马林。小心地从头骨上取下大脑，确保Willis环保持完整。然后将提取的脑在4℃下用10％缓冲的福尔马林后固定过夜。然后将脑转移到PBS中以在4℃下长期储存，并避光。
　　 使用1X显微镜对荧光标记的脑进行成像。采集皮质脉管系统的图像以检查吻合，并且使用CoW的图像来测量血管直径。使用NikonNES分析软件进行图像分析以测量血管直径。直径测量取自上颌内颈动脉，大脑中动脉的M1段和大脑前动脉的A1段的分叉处约20μm。通过计算大脑前动脉和同侧和对侧半球的大脑中动脉之间的吻合的数量来进行吻合分析。
　　 烟雾是脑血管障碍，其特征在于所述内部颅内颈动脉导致双方出血性和缺血中风。限制通过颈内动脉的血流导致在皮质下区域中类似于“烟雾”的新血管的最终发展。多年来，烟雾病被用作一个总括性术语来对具有颈内动脉狭窄的中风样症状的个体进行分类，但最近它被确定为疾病或综合征，后者可能继发于其他潜在原因。烟雾病主要影响女性，比男性更多，但在东亚人和高加索人中最为普遍。烟雾病是众多在儿童和成年人东亚人群呈现与家族谱系突出。烟雾病综合征在高加索人中占据突出地位ND/3次十年的生活，是特发性，并通常与并存病呈现。临床文献通常不区分烟雾病和烟雾病综合征。由于没有动物模型可用来研究烟雾病综合征，不像基因动物模型烟雾病。研究人员着手创建成功，可能最终有共病的动物模型，以便更好地了解烟雾病综合征相结合的机械模型。因此，研究人员开发了颈内动脉狭窄程序，其中将微线圈应用于小鼠的左颈内动脉以诱导单侧低灌注。这导致了烟雾病样血管病变。
　　 微线圈以诱导脑灌注不足的应用是有据可查的，最主要的是在双侧颈总动脉狭窄的程序。具体而言，双侧颈总动脉狭窄涉及在颈总动脉上应用两个微线圈不同的持续时间以诱导广泛的血管和认知变化。提供了一系列线圈直径的数据，发现虽然0.16mmID线圈产生了严重的病变，但其死亡率最高，并促使他们建议使用0.18mmID线圈进行模型再现性。使用双侧颈总动脉狭窄作为起点，研究人员进一步改进了应用场所，线圈直径，线圈长度，以及确定研究人员是否可以特异性地改变远端颈内动脉和近端大脑前动脉的直径的手术技术，从而单侧减少血流量。到目前为止，颈内动脉上0.16mmID线圈的死亡率小于10％，但需要对各种线圈直径进行进一步研究。单侧低灌注模拟烟雾病综合征的机械诱导的产生填补了研究空白的研究空白。
　　 上烟雾目前的研究重点烟雾病，具体地就影响内皮细胞的基因突变，这与东亚人群临床上看到的疾病一致。然而，研究人员认为需要一种机械模型来研究烟雾病综合征的发病机制，其中未涉及该基因突变。使用放置在颈内动脉上的微线圈28天,研究人员模拟了16周龄雄性小鼠的早期烟雾病综合征的临床脑血管状况，对应于年龄范围。一个人可能会开发烟雾病综合征。这包括远端颈内动脉和下游血管的狭窄以及脑流域区域内吻合口数量的减少，反映了烟雾病样血管病变。有多种技术可用于检查血管,如占位空间材料,磁共振血管造影，和双光子显微镜。然而，它们通常在技术上要求很高，需要昂贵的设备，或者染料分子可以自由移动，因为它们不与血管结合。如本文所述,用DiI灌注直接染色内皮细胞膜，从而产生高信号强度，并且是用于检查脉管系统的有效，低成本的替代技术。
　　 烟雾病的特点是通过脑血管造影，进行评估狭窄的严重程度，以及侧支网络的程度。根据血管造影评估，铃木分级系统用于记录疾病的严重程度，范围从I级到V级。虽然到目前为止研究人员对该模型的评估只包括一个短的时间点，但它模仿了提及SuzukiI级烟雾病的发现，其不具有豆纹状体和/或软膜新生血管形成和侧枝形成的特征。需要进一步研究扩展时间点和功能结果测量，并计划表征模型和病情的严重程度，以便了解模型如何反映临床状况的进展。
　　 此外，研究人员的研究还有其他局限性。虽然患者确实存在单侧病变，但双侧颈内动脉线圈应用可能会加速模型，或改变病理发展的动态。鉴于该综合征可以并且通常是双侧的，这对于将来的研究很重要。对雌性小鼠的检查还可以提供对疾病进展的进一步了解，因为如前所述，女性具有更高的烟雾病综合征发病率。虽然DiI是标记脉管系统的可靠方法，但是由于狭窄/闭塞或从一个血管到另一个血管的灌注压力的差异，DiI可能无法穿透大脑的所有血管。需要进一步研究利用多种技术评估脑血管系统，以进一步表征该模型。另外，为了理解模型的炎症变化与临床烟雾病的已知特征相比，有必要长时间评估颈部和颅内颈动脉的腔内变化。此外，烟雾病综合征是特发性的，但主要表现为合并症，特别是自身免疫性疾病。为了进一步了解烟雾病综合征并更好地模拟临床状况，应将微线圈置于表达通常与烟雾病综合征相关的自身免疫疾病的转基因小鼠上。通过将两者结合，可以更好地了解疾病进展和潜在治疗。
　　 总之，动物模型对于提高研究人员对烟雾病综合征病理学的有限理解和开发新疗法至关重要。在这里，研究人员首次展示了一种新型手术模型，该模型在颈内动脉上使用微线圈，诱导早期病理变化，类似于健康小鼠的人类状况。虽然需要进行更广泛的评估，但这种方法可以为在实验室中研究烟雾病综合征提供关键工具。