Optogenetic Spreading Depolarizations Do Not Worsen Acute Ischemic Stroke Outcome
Optogenetic Spreading Depolarizations Do Not Worsen Acute Ischemic Stroke Outcome
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光遗传学扩散去极化不会恶化急性缺血性中风的结果
DOI：
10.1161/strokeaha.122.041351
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
8.3
通讯作者：
Ayata Cenk
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sugimoto Kazutaka;Yang Joanna;Fischer Paul;Takizawa Tsubasa;Mulder Inge A.;Qin Tao;Erdogan Taylan D.;Yaseen Mohammad A.;Sakadzic Sava;Chung David Y.;Ayata Cenk
背景扩散性去极化 (SD) 被认为会导致局灶性脑缺血的损伤进展并恶化结局，因为外源性诱导的 SD 与梗塞体积扩大有关。然而，先前的研究使用高度侵入性的方法来触发可直接导致组织损伤的SD（例如，局部KCl）并混淆了解释。在这里，我们测试了使用光遗传学通过一种新颖的非伤害性方法诱导 SD 是否确实会扩大梗塞。方法使用在神经元中表达视紫红质通道蛋白 2 的转基因小鼠 (Thy1-ChR2-YFP)，我们诱导 8 个光遗传学 SD，在 1 小时远端微血管夹闭或 1 小时远端微血管夹闭或 大脑中动脉近端血管内丝闭塞。激光散斑成像用于监测脑血流量。然后在 24 或 48 小时量化梗塞体积。 结果 尽管 SD 数量分别高出 6 倍和 4 倍，但在远端或近端大脑中动脉闭塞方面，光遗传学 SD 组的梗塞体积与对照组没有差异。野生型小鼠中相同的光遗传学照明不影响梗塞体积。全场激光散斑成像显示光遗传学刺激不会影响梗塞周围皮层的灌注。结论总而言之，这些数据表明使用光遗传学无创诱导的 SD 不会恶化组织结果。我们的研究结果迫使我们仔细重新审视 SD 与梗塞扩张存在因果关系的观点。
BackgroundSpreading depolarizations (SDs) are believed to contribute to injury progression and worsen outcomes in focal cerebral ischemia because exogenously induced SDs have been associated with enlarged infarct volumes. However, previous studies used highly invasive methods to trigger SDs that can directly cause tissue injury (eg, topical KCl) and confound the interpretation. Here, we tested whether SDs indeed enlarge infarcts when induced via a novel, noninjurious method using optogenetics.MethodsUsing transgenic mice expressing channelrhodopsin-2 in neurons (Thy1-ChR2-YFP), we induced 8 optogenetic SDs to trigger SDs noninvasively at a remote cortical location in a noninjurious manner during 1-hour distal microvascular clip or proximal an endovascular filament occlusion of the middle cerebral artery. Laser speckle imaging was used to monitor cerebral blood flow. Infarct volumes were then quantified at 24 or 48 hours.ResultsInfarct volumes in the optogenetic SD arm did not differ from the control arm in either distal or proximal middle cerebral artery occlusion, despite a 6-fold and 4-fold higher number of SDs, respectively. Identical optogenetic illumination in wild-type mice did not affect the infarct volume. Full-field laser speckle imaging showed that optogenetic stimulation did not affect the perfusion in the peri-infarct cortex.ConclusionsAltogether, these data show that SDs induced noninvasively using optogenetics do not worsen tissue outcomes. Our findings compel a careful reexamination of the notion that SDs are causally linked to infarct expansion.
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