我们报道了一种通过圆窗膜向非人灵长类动物——普通狨猴（Callithrix jacchus）的内耳给药的外科手术方法。
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方法文章
一种在非人灵长类动物普通狨猴（Callithrix jacchus）中向内耳给药的外科手术方法
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
听觉研究长期以来依赖啮齿类动物模型，但在某些疾病中，无法重现人类的症状。普通狨猴（Callithrix jacchus）是一种体型小、易于操作的新世界猴，其颞骨解剖结构，包括中耳听小骨链和内耳，比啮齿类更接近人类。本文报道了一种可重复、安全且合理的手术入路，用于向普通狨猴内耳的耳蜗圆窗龛给药。我们采用临床上用于人类手术的后方鼓室切开术，以避免操作鼓膜可能引起的传导性听力损失。该手术未导致任何显著的听力损失。由于普通狨猴具有较大的鼓室结构，该入路成为可能，但仍需谨慎处理外半规管和面神经的垂直段。这种手术方法使我们能够在不引起听力损失的情况下，安全、准确地给药，这对于转化研究中获得临床前概念验证至关重要。
引言
感音神经性听力损失（SNHL）主要源于耳蜗的损伤或功能缺陷。SNHL 的常见病因包括衰老（例如 老年性耳聋）、遗传缺陷、暴露于高强度噪声、感染以及耳毒性药物1。世界卫生组织（WHO）估计，全球超过 3.6 亿人（占世界人口的 5.3%）患有听力损失2。据估算，每 900 至 2,500 名新生儿中就有 1 例存在中度、重度或极重度的先天性永久性听力损失，而约每 3 名年龄超过 65 岁的成年人中就有 1 人存在不同程度的听力损失3。然而，目前尚无针对这些患者的听力损失有效的临床治疗方法。
长期以来，听力研究主要使用啮齿类动物或豚鼠模型，许多方法如基因治疗和再生治疗已被提出作为听力损失的新疗法。然而，人类与啮齿类动物在听觉系统方面存在较大差异，将动物模型的研究成果转化为人类应用十分困难。普通狨猴（C. jacchus）是一种源自亚马逊地区的美洲新大陆猴，由于多种原因，已成为多种基础研究中颇具吸引力的非人灵长类动物模型。首先，其解剖结构和生理特征比啮齿类动物更接近人类。其次，该物种的基本生物学信息，包括疾病、神经网络、行为和基因组等，均已得到充分表征。有关普通狨猴的听觉与发声处理、周期性皮层编码、音高表征以及听觉-发声相互作用的研究也已有报道4,....
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方案
所有实验操作均在东京日本医科大学进行。动物饲养和实验操作已获得日本医科大学机构动物护理与使用委员会的批准（批准号：26-060），并严格遵循日本医科大学关于实验动物使用机构指南的规定，该规定符合日本科学理事会《实验动物正确使用指南》（2006年）的要求。动物护理工作遵循《实验动物护理与使用指南》（实验动物资源研究所，1996年）中的建议。
1. 术前检查
- 在手术前至少一个月，对动物（普通狨猴）进行颅脑计算机断层扫描（CT），以辅助识别个体解剖结构。
- 在手术前至少一个月进行听力测定测试。
注意：本实验中采用听性脑干反应（ABR）评估听力状态。简言之，将阳性电极皮下置于头顶，参考阴性电极置于刺激耳的背部基部，接地电极皮下置于颈部背侧。17,18 使用短音刺激（1.0 ms 短音持续时间，上升和下降时间均为 0.1 ms）诱发 ABR。随后以 10 dB 为步长逐步降低声音强度。在每个声音强度下，平均采集 512 次反应（刺激极性交替）。ABR 阈值定义为能够检测到任何波形的最低声压级（SPL）。
2. 麻醉
- 手术前一晚对动物进行禁食，并在全身麻醉下进行操作。
- 使用面罩通气或诱导室，以4%异氟烷与空气混合气体（流速5–6 mL/min）进....
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结果
对7岁龄普通狨猴的右耳进行后鼓室切开术，未出现手术部位感染、血管损伤导致的出血或前庭功能障碍等并发症，此类并发症有时会在中耳操作过程中发生。我们向圆窗龛内给予1 µL磷酸盐缓冲液。术前及术后两个月均检测了听性脑干反应（ABR）（图5A-B）。ABR的波形和阈值与既往研究结果相似17,18，且手术前后这些参数均无变化（图5C）。因此，我们得出结论：后鼓室切开术是一种安全且有效的方法，可用于向普通狨猴的圆窗龛内给药。
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讨论
耳蜗血流量极小，据估计仅占人体总心输出量的百万分之一，且由于血-耳蜗屏障的存在限制了其通路，该屏障将内耳与全身循环系统分隔开来19,20。由于这些原因，药物或病毒载体向内耳的递送更宜采用直接给药方式，而非全身给药。在小鼠和豚鼠实验中，已有多种给药方法被报道，包括经圆窗膜的耳后入路或腹侧入路、耳蜗造口术、内淋巴囊递送以及半规管入路21,22,23,24,25,26。
在本研究中，我们采用后侧鼓室切开术和圆窗给药作为转化研究的潜在方法。后侧鼓室切开术是一种成熟的临床外科手术入路，.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本工作获得了日本文部科学省科学研究费补助金（MEXT KAKENHI，项目编号：24592560、15H04991 和 15K15624）对 M.F. 的资助，武田科学振兴财团对 M.F. 的资助，以及对 H.J.O. 的昭和大学战略性重点研究基金的资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 普通狨猴 | CLEA Japan | EDM:C.Marmoset(Jic) | |
| 异氟烷 | Phizer | ||
| 美托咪定 | ZENOAQ | ||
| 咪达唑仑 | astellas | ||
| 丁丙诺啡 | Meiji Seika | ||
| 氨苄青霉素 | Meiji Seika | ||
| 盐酸利多卡因 | AstraZeneca | ||
| 6-0 可吸收缝线 | ETHICON | RD-1 | |
| 盐酸阿替美唑 | ZENOAQ | ||
| 磷酸盐缓冲液 | Wako | 045-29795 | |
| Surge Wave | Morita | TR-900-OR | |
| Diamond Bar 006 | Morita | 14070057 | |
| Diamond Bar 010 | Morita | 14070081 | |
| 重症监护室 | Menix | P-100 |
参考文献
- Liberman, M. C., Kujawa, S. G. Cochlear synaptopathy in acquired sensorineural hearing loss: Manifestations and mechanisms. Hear Res. 349, 138-147 (2017).
- World Health Organization. Deafness and hearing loss (Fact sheet N8300). , Available from:
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重印与许可
