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方法文章

通过移液器和反向插管法在小鼠中进行鼻内给药以实现鼻脑药物递送

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2025年8月7日

本文内容

摘要

来源:Kanazawa, T., et al. 在吸入麻醉下评估鼻脑药物递送的新型鼻内给药方法。J. Vis. Exp. (2018)

本视频演示了在麻醉小鼠中通过鼻内给药方式递送放射性标记药物,以实现药物从鼻腔到脑部的输送。视频解释了药物如何穿过鼻腔上皮,并经由神经通路到达脑组织,以及纤毛运动如何影响药物在鼻腔内的滞留与清除。此外,视频还介绍了一种替代性的反向插管方法,该方法通过食管插入导管,使药物逆着纤毛运动方向输送,从而增强药物滞留并提高转运效率。

方案

所有涉及动物模型的操作均已经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. 在吸入麻醉下用于鼻内给药的实验动物

  1. 将实验小鼠饲养在不锈钢笼具中,置于12小时光照/12小时黑暗循环(光照时间:上午8:00至晚上8:00)环境下,温度控制在23 ± 1°C,相对湿度为50% ± 10%,并 随意摄取 食物和水的获取
  2. 在实验开始前,先以4%浓度的异氟烷诱导,随后用2%异氟烷通过吸入法对小鼠进行麻醉。通过检测表面翻正反射消失来确认麻醉达到所需水平。

2. 给药溶液的制备

  1. 将[14C]-菊粉(50 μM,每只小鼠0.5 μCi/mL)用磷酸盐缓冲液稀释,配制成给药溶液,并在4 °C保存至使用。

3. 小鼠鼻内给药

  1. 使用可临时开启的吸入式面罩的微量移液器法(图1)
    1. 在2%异氟烷吸入麻醉下,用胶带将小鼠四肢固定于软木板上,使其呈仰卧位(图1A)。
    2. 在小鼠处于吸入麻醉固定状态下,每隔30秒交替向左右鼻孔注入1至2 μL给药溶液,每只小鼠累计给予总体积为25 μL的溶液(图1BC)。
    3. 注意:当面罩开启时,通过主动方式(通风橱、硬连接式生物安全柜、真空系统等)清除废弃麻醉气体;当面罩关闭时,通过被动方式(废弃麻醉气体吸收罐)清除。
  2. 经食道从气道侧进行逆行插管的方法(图2)
    1. 在2%异氟烷吸入麻醉下,用胶带将小鼠四肢固定于软木板上,使其呈仰卧位。
    2. 剃除颈部毛发,并使用聚维酮碘或氯己定进行皮肤准备,随后用酒精冲洗。
    3. 用剪刀做一约1.5 cm的小切口,再用镊子撑开喉部下方皮肤,暴露气管和食道。
    4. 用剪刀在气管上做一1 mm切口。
    5. 将一根导管(内径:0.58 mm,外径:0.965 mm)插入至1.2 cm深度,并将导管另一端连接至吸入式面罩内部。
    6. 用剪刀在食道上做一1 mm切口,将另一根导管(内径:0.28 mm,外径:0.61 mm)向鼻腔后部方向插入1.4 cm,并予以结扎固定(图2AB)。注意:步骤3.2.23.2.4在体视显微镜下以×10放大倍数进行。
    7. 将一根针头(27G × 1/2)连接至装有给药溶液的1 mL注射器,并接入可编程微量注射泵。
    8. 将上述针头连接至步骤3.2.5中已插入食道的导管(图2C)。
    9. 以恒定速率(5 μL/min)给予总体积为25 μL的[14C]-菊粉溶液(图2C和2D)。

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结果

在麻醉条件下对小鼠进行手术操作,使用实验研究用装置。

图1:使用移液器结合可临时打开的吸入面罩进行鼻内给药。 照片显示一只固定的小鼠(A)在给药前佩戴闭合的面罩,(B)打开面罩进行鼻内给药时的特写图像,以及(C)整体视图。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
ddY 小鼠Japan SLC, Inc. 雄性,4-6周龄,20-30 g
异氟烷辉瑞v002139
异氟烷装置设置SHINANO制造有限公司SN-487-OTAir,SN-489-4
异氟烷面罩SHINANO制造有限公司 对于小型啮齿类动物
异氟烷面罩(可开启型)SHINANO制造株式会社 特殊订单
麻醉箱SHINANO制造有限公司SN-487-85-02
动物实验剪刀-1NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD.B-27H
动物实验剪刀-2NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD.B-13H
镊子-1FINE SCIENCE TOOLS 公司11272-30Dumont #7 Dumoxel
镊子-2NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD.A-12-1
套管管(PE-50)Becton, Dickinson and Company5069773内径:0.58 mm,外径:0.965 mm
导管管(SP-10)NATSUME SEISAKUSHO CO., LTD.KN-392内径:0.28 mm,外径:0.61 mm
夏弗MARUKAN, LTD.DC-381
体视显微镜奥林巴斯株式会社SZ61
27G 1/2 英寸 13 毫米针头TERUMO CORPORATIONNN-2738R
1 mL 注射器TERUMO CORPORATIONSS-01T
注射泵神经科学NE-1000
微型刮勺Shimizu Akira Inc.91-0088
微量移液器(0.5–10 μL)Eppendorf AGZ368083
移液芯片Eppendorf AG0030 000.811
胶带TimeMed Labeling System, Inc.T-534-R用于固定小鼠
[¹⁴C]-菊粉American Radiolabeled Chemicals Inc.ARC0124A0.1 mCi/mL
EtOH和光纯药工业株式会社054-00461

标签

经鼻给药鼻-脑递送微量移液器给药纤毛运动鼻上皮麻醉小鼠药物转运食管插管放射性标记药物