在小鼠模型中模拟重复性脑震荡损伤

摘要

来源：Yang, Z., 等. 小鼠重复性脑震荡损伤模型. J. Vis. Exp. (2016).

本视频演示了使用电磁冲击装置在小鼠中诱导重复性脑震荡损伤的方法。该操作包括将冲击探头置于麻醉小鼠颅骨的额缝与人字缝之间，并利用探针尖端精确设定冲击深度。以可控的速度和深度施加冲击，以模拟轻度创伤性脑损伤，随后给予恢复期，并在规定的时间间隔内重复实施损伤。

方案

所有涉及动物模型的操作均已通过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会的审核。

1. 动物饲养

1. 使用3至4月龄的雄性C57BL/6J小鼠。提供垫料、筑巢材料、食物和水 随意摄取将小鼠饲养于温度控制在20–22 °C的环境中，保持12小时光照/12小时黑暗的恒定光照周期。

2. 冲击前准备

1. 将自制的硅橡胶包被金属探头连接至电磁立体定位冲击装置。确保探头底部的平面与冲击探针的顶端表面平行（图1A）。
2. 使用4%异氟烷对小鼠进行诱导麻醉，随后以2.5%异氟烷维持麻醉。通过流量计监测麻醉气体流速，并持续监测麻醉深度，直至小鼠失去足底回缩反射，达到外科手术麻醉水平。
3. 将小鼠俯卧位置于加热垫上，使用漏斗形鼻罩维持麻醉。用剃毛器完全剃除头部毛发，并在小鼠眼部涂抹凡士林眼膏，以防麻醉期间角膜干燥。

3. 冲击参数设置

注意：冲击系统包括用于设置冲击参数的控制箱、执行冲击的驱动装置，以及具有三个运动轴的数字立体定位架。

1. 将冲击装置的速度预设为 4 m/sec，停留时间预设为 240 msec。

4. 定位撞击中心

1. 在动物身体下方放置一个柔软的加热垫，以维持其体温接近 39 °C。将小鼠以俯卧位固定在立体定位仪上，使用钝端耳杆。
2. 通过移动 Z 轴驱动器，将撞击头降至靠近小鼠头部的位置。通过移动 X 轴和 Y 轴驱动器，将平头撞击头（直径 9 mm）调整至矢状缝上方目标坐标的中点位置。
3. 确保撞击头的一边与两耳之间假想的水平线垂直平行（图 1C）。撞击中心对应于冠状缝与人字缝之间矢状缝的中点位置（耳间 9 mm 至耳间 0 mm，侧向 4.5 mm）。

5. 冲击深度设置

1. 为正确设置撞击深度，使用额外的探针头替换带绝缘硅橡胶涂层的撞击头。
2. 为确保更换探针头后撞击中心位置不发生偏移，在更换探针头前，先将数字立体定位控制面板上的 X 和 Y 通道设置为零。
3. 通过手动移动 X 和 Y 驱动装置，将探针头移至撞击区域的中心。
4. 将接触传感器夹在小鼠尾巴上。
5. 向下移动撞击器（Z 驱动）直至探针头接触撞击部位表面。
6. 将立体定位控制面板上的 Z 通道设置为零。
7. 通过手动调节 X 和 Y 驱动装置（不要使用数字立体定位控制面板上的归零按钮），将撞击头重新移回撞击区域，直至 X 和 Y 驱动装置显示为零（即此前撞击头所在位置）。
8. 通过移动控制盒上的回缩开关来收回致动器。手动将撞击器向下移动（Z 驱动）4 mm。

6. 影响

1. 通过点击控制箱上的撞击开关触发撞击，使变形深度达到 4 mm。

7. 冲击后处理

1. 使用计时器测量从小鼠受到撞击至首次呼吸的时间。
2. 将动物从仪器上移开，并置于保温垫上以维持其体温。在动物恢复足够的意识、能够维持胸卧位之前，不得使其无人看管。
3. 在将动物放回清洁笼具前，应允许其充分恢复。在动物完全恢复之前，不得将其与其他动物放在一起。
4. 每日观察并称量小鼠体重。若小鼠出现疼痛迹象，应以每12至24小时1–2 mg/kg的剂量经腹腔注射美洛昔康。

8. 重复冲击

1. 在初次损伤后的第4天、第7天和第10天，对小鼠施加额外的损伤（每次冲击之间间隔72小时）。

结果

图1. 重复性脑震荡头部损伤的小鼠模型。（A）自制的硅橡胶包被探头尖端，厚度为1 mm，直径为9 mm，并带有探针尖端。（B）小鼠俯卧位固定于立体定位仪中，身体下方放置柔软的加热垫。（C）撞击中心的定位。撞击头的边缘与两耳之间假想的水平线垂直平行。撞击中心位于冠状缝与人字缝之间中点处（耳间0 mm至耳间9 mm，侧向4.5 mm）。（D）呼吸暂停定义为呼吸暂时终止的短暂时期。下图显示均值与标准差。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
麻醉机	Eagle Eye Anesthesia, Inc	Model 150	麻醉
电磁撞击器	LeicaBiosystems	Impact One Stereotaxic Impactor	执行撞击操作
数字立体定位仪	LeicaBiosystems	39462501	固定小鼠并定位探针尖端
硅橡胶包覆金属探针头	Precision Tool & Engineering, Gainesvill FL	定制	撞击探针头
锂离子一体式剃毛器	WAHL Home Products	9854-600	剃除小鼠体毛
回形针	定制		探针头
棉签	MEDLINE	MDS202055	用生理盐水清洁头部