脑实质内出血和神经炎症伴随脑挫伤可引发严重的继发性脑损伤。本方案详细介绍了小鼠可控性皮质冲击（CCI）模型，使研究人员能够研究出血性挫伤及创伤后免疫反应，并探索潜在的治疗方法。
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方法文章
一种用于创伤性出血性挫伤和神经炎症研究的临床前可控皮层冲击模型
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
脑挫伤是一种严重的医学问题，每年影响全球数百万人。迫切需要深入了解其病理生理机制，并为这种破坏性的神经系统疾病开发有效的治疗策略。初始物理冲击所导致的脑实质内出血和创伤后炎症反应会加剧小胶质细胞/巨噬细胞的活化及神经炎症，进而加重脑组织病理改变。本文提供了一种可控性皮质冲击（controlled cortical impact, CCI）实验方案，利用气动冲击系统向硬脑膜表面施加可调控强度和速度的机械力，从而在小鼠中复制出实验性皮质挫伤。该临床前模型可使研究人员在小鼠中诱导出中重度局灶性脑挫伤，并广泛研究包括出血性挫伤、小胶质细胞/巨噬细胞活化、铁毒性、轴突损伤以及短期和长期神经行为功能缺陷在内的多种创伤后病理进程。本方案可用于探索脑挫伤的长期影响及潜在干预措施。
引言
脑挫伤是一种创伤性脑损伤，在现代社会最致命的健康问题中位居前列1。其主要由交通事故等意外事件引起，导致外力将机械能作用于头部。创伤性脑损伤每年影响约350万人，占美国所有急性损伤相关死亡病例的30%2。脑挫伤幸存患者常伴有长期后遗症，包括局灶性运动无力、感觉功能障碍和精神疾病1。
脑挫伤的原发性损伤由机械因素引起，包括牵拉和撕裂力，导致脑实质结构立即发生变形以及局部中枢神经系统细胞死亡3。出血性挫伤是头部外伤部位因血管撕裂所致脑出血的统称4。具体而言，脑挫伤后立即发生脑内出血，进而导致迟发性血肿形成。在血肿内部，红细胞裂解释放的血红蛋白和游离铁可进一步引发与血液相关的毒性反应5,6，从而引起脑疝、脑水肿和颅内压升高5,6。血肿的占位效应还会损害神经元（轴突）、胶质细胞、血管和支持组织的协同功能7。此外，持续且弥散性的神经炎症伴随进行性神经退行性变可持续数月，造成....
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方案
本方案中描述的所有操作均在中国台湾大学医学院与振兴医院机构动物照护与使用委员会的批准下进行。本方案使用8至10周龄的雄性C57BL/6野生型小鼠。
1. 麻醉诱导
- 将小鼠置于与异氟烷挥发罐相连的诱导室中，使用约4%异氟烷与室内空气混合，流速约为0.2 L/min，进行麻醉。
- 确保小鼠呼吸节律平稳。通过检查动物是否丧失足趾夹捏反射来确认麻醉深度。
2. 术前准备
- 使用电动剃毛器沿尾侧至头侧方向剃除小鼠头部毛发。不要修剪小鼠的胡须。
注意：胡须的缺失可能影响后续行为学实验结果的准确性。 - 将小鼠固定于立体定位仪上。小心地将耳杆插入外耳道。确保小鼠头部被两侧耳杆均匀固定。
- 连接鼻罩，并在整个手术过程中以1%–2%异氟烷维持麻醉。
- 在双眼上涂抹眼用软膏 ，以防止手术期间角膜干燥。将动物置于加热垫上，维持体温在37 ˚C。
- 使用无菌棉签，先用聚维酮碘对剃毛区域进行消毒，再用70%酒精消毒。重复三次。
3. CCI 手术
- 在切口前，使用31 G胰岛素针头皮下注射100 µL布比卡因（0.25%）。轻轻按摩注射部位以促进吸收。
注意：该局部麻醉剂可....
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结果
立体定位放置与开颅手术步骤示意图。
CCI 模型以其在产生从轻度到重度损伤方面的稳定性和可重复性而著称18。正确的立体定位技术和开颅手术操作是实现稳定且可重复的 CCI 诱导脑损伤的主要决定因素（图 1A、B）。理想的开颅手术操作应在假手术脑组织中引起最小的组织学损伤27,28，如（图 1C）所示。
CCI 会导致长期的脑损伤、血液相关毒性和神经炎症。
为评估由CCI诱导的脑损伤、轴突丢失、出血性病理改变以及小胶质细胞/巨噬细胞活化，我们对CCI损伤脑组织切片从急性期到慢性期进行了一系列组织.......
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讨论
CCI 协议可为脑挫伤研究提供高度可重复的脑部机械损伤。以下步骤对于利用该 CCI 协议在动物中产生一致的脑损伤至关重要。
首先，应将小鼠头部稳定地固定在立体定位仪框架上，并确保解剖学标志点前囟（Bregma）和后囟（Lambda）始终处于同一水平面。头部固定不稳或不平常常导致动物间损伤程度不一致。为确保动物头部安全固定，可用一对镊子轻轻从侧面推动小鼠头部。头部必须在侧向保持不动，任何移动均提示耳杆位置不正确。最后，轻轻提起小鼠尾巴将其身体略微悬空，以确认头部已牢固固定在立体定位仪框架上。
接下来，在颅骨钻孔时应避免损伤硬脑膜，需沿环形路径均匀施加压力，因为机械性损伤硬脑膜可能导致脑组织不必要的伤害。应格外小心，用精细镊子轻轻敲击骨窗以检查钻孔深度。此外，长时间钻孔过程中产生的热量也会引起皮层损伤。在本实验方案中，我们采用环钻而非大多数其他闭合性脑外伤（CCI）方案中常见的圆头钻头33,34，以缩短开颅时间。钻.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
感谢江丹野对稿件的编辑和富有见地的建议。感谢林志轩协助准备稿件。本研究由台湾科技部（MOST 107-2320-B-002-063-MY2）资助，项目负责人为 C.F.C。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 4mm 短柄环钻 | Salvin Dental Specialties, Inc. | TREPH-SHORT-4 | |
| 抗 Iba1 抗体 | Wako chemicals | #019-19741 | |
| 抗 Ly76 抗体 | abcam | ab91113 | |
| 羧酸盐水门汀 | 3M | 70201136010 | |
| 皮质挫伤撞击损伤仪 | Custom Design & Fabrication, Inc. | S/N 49-2004-C, eCCI Model 6.3 | CCI 设备 (S/N 49-2004-C, eCCI Model 6.3) |
| 醋酸克雷斯紫 | Sigma-Aldrich | C5042 | |
| DAB 染色试剂盒 | Vector | SK-4105 | |
| 山羊抗兔 IgG 二抗，Alexa Fluor 488 标记 | Invitrogen | A11034 | |
| 山羊抗大鼠 IgG 二抗，Alexa Fluor 594 标记 | Invitrogen | A11007 | |
| 梅耶氏苏木精 | ScyTek | HMM500 | |
| 镊子 | fine science tools | 11252-20 NO. 5 | |
| 异氟烷 | Panion & BF Biotech Inc. | ||
| 0.25% 布比卡因 | Hospira | ||
| 碳酸锂 | Sigma-Aldrich | 62470 | |
| 立体定位仪框架 | stoelting | ||
| 剪刀 | fine science tools | 14068-12 | |
| 溶剂蓝 38 | Sigma-Aldrich | S3382 |
参考文献
- Maas, A. I. R., et al. Traumatic brain injury: integrated approaches to improve prevention, clinical care, and research. The Lancet Neurology. 16 (12), 987-1048 (2017).
- Taylor, C. A., Bell, J. M., Breiding, M. J., Xu, L.
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重印与许可
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