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方法文章

大鼠模型中改良尾静脉和阴茎静脉穿刺采血法

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DOI:

10.3791/65513

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2023年6月30日

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* These authors contributed equally

本文内容

摘要

本文介绍了一种为大鼠模型提供快速、简便且可靠的血液采集替代方法的实验方案。我们根据不同的实验条件描述了三种不同的采血方法:在麻醉状态下或清醒动物上进行的尾静脉穿刺,以及在麻醉状态下进行的背侧阴茎静脉穿刺。

摘要

在大多数动物实验设计中,需要采集血液样本以评估各种血液学参数。本文介绍了大鼠采血的两种方法:侧尾静脉穿刺法和背侧阴茎静脉穿刺法,这两种方法相较于先前描述的其他技术具有显著优势。本研究表明,这两种方法均可实现快速采样(耗时少于10分钟),并能获得足以满足大多数检测需求的血量(202 μL ± 67.7 μL)。背侧阴茎静脉穿刺必须在麻醉状态下进行,而侧尾静脉穿刺则可在清醒且被固定的大鼠上实施。

因此,交替使用这两种技术可以在任何情况下实现采血。尽管在操作过程中始终建议由另一人协助以确保动物福利,但与大多数需要两人配合的采血方法不同,这两种技术仅需一名操作者即可完成。此外,与之前所述的方法(如颈静脉穿刺、锁骨下静脉采血)相比,后者需要经过 extensive 的前期培训才能避免对动物造成伤害或导致其死亡,而尾静脉和背侧阴茎静脉穿刺极少引发动物死亡。基于上述所有原因,并结合具体实验情境(例如,针对雄性大鼠的研究、围手术期或术后即刻阶段、尾静脉较细的动物),可交替使用这两种技术,以实现重复采血。

引言

血液采样是大多数动物研究的必要步骤 体内 和 体外在大鼠实验中,由于采血频率和采血量可能较大,采用多种不同的采血方法十分有益。已有先前研究描述了多种采血技术。

最常用的技术是尾静脉穿刺和隐静脉采血。尾静脉采血适用于所有大鼠品系。经过适当培训后,该操作简单易行,且对动物造成的应激最小1。同样,隐静脉采血如果操作得当,也是一种快速而简单的采血方法。这两种方法均不需要麻醉,且均可多次采集少量血液。然而,隐静脉穿刺通常获得的血量较少1,并且需要两人配合,以便暴露一侧后肢进行穿刺2。

如果需要从单只动物采集大量血液,可采用心脏穿刺或腔静脉穿刺(通过心脏穿刺可从一只150 g的大鼠采集多达10 mL血液2)。这些技术需要麻醉,且属于终末性操作。动物在采用这两种技术之一后必须实施安乐死2。如果在尚未达到实验终点的研究中需要采集大量血液,可选择颈静脉采血作为替代方法。然而,该技术同样需要较高的操作技能,以避免对动物造成伤害;因此,其使用应受到限制3。

其他技术,例....

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方案

实验在3月龄、体重为300-400 g的雄性Lewis大鼠上进行。共纳入24只动物,分为三种穿刺条件:12只大鼠接受无麻醉尾静脉穿刺(尾静脉无麻醉组),另外12只大鼠在麻醉后分别接受尾静脉穿刺(尾静脉有麻醉组)和阴茎静脉穿刺(阴茎静脉有麻醉组)。所有操作均获得机构动物护理和使用委员会(IACUC)批准,并遵循其指导原则。所有动物在研究结束时(随访1个月后)通过过量二氧化碳实施安乐死。有关本方案中使用的所有材料和仪器的详细信息,请参见材料表。

1. 一般准则

  1. 根据IACUC指南,确保每2周采集的血液总量不超过总血容量的10%9例如,一只300 g的大鼠总血容量约为19.2 mL。若实验方案仅在第一周内需要进行四次采血(第0天、第1天、第3天、第7天),则每次采血量应限制在最大不超过 250 μL 每份样品的血液量。
  2. 对于在麻醉下进行的操作,给予异氟烷 通过 使用精密蒸发器对动物进行麻醉。在麻醉诱导舱中以3%-5%异氟烷剂量诱导麻醉,持续5分钟;术中通过鼻罩以1%-3%异氟烷维持麻醉。根据呼吸频率的持续监测结果调整异氟烷浓度。在开始操作前,通过夹捏足趾验证镇静是否充分。
  3. 在操作过程中或动物未恢复足够的意识以维持胸卧位之前,不得使其无人看管。
  4. 采血后,需持续监测动物直....

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结果

成功定义为在10分钟内(从穿刺时间到采血结束)采集到至少100 µL的血液;失败定义为采集的血液量少于100 µL,或获取所需血量耗时超过10分钟。每次采样最多允许采集250 µL血液。统计分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA)进行多组比较,并使用卡方检验。数据以均值±标准差表示,以p < 0.05作为判断统计学显著性的临界值。

成功率的比较显示,清醒大鼠尾静脉穿刺(92%)与麻醉下阴茎静脉穿刺(83%)的结果相似(p = 0.0543),如图4所示。有趣的是,在麻醉状态下,尾静脉变得极不可靠,本研究中麻醉下尾静脉穿刺的成功率仅为25%,这可能是由于静脉变细所致。在需要麻醉的情况下,阴茎静脉穿刺采样的成功率显著高于尾静脉穿刺(p < 0.0001)。

我们比较了在麻醉状态下大鼠尾静脉和背侧阴茎静脉穿刺以及在清醒状态下大鼠尾静脉穿刺所采集的血量及操作持续时间。

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讨论

尾静脉穿刺是一种从清醒大鼠获取血液的有效方法。然而,当动物处于麻醉状态时,异氟烷的作用可能导致血管痉挛,从而使尾静脉穿刺不再适用11。本研究显示,在这种情况下可采用另一种方法,即从阴茎静脉采血,该方法成功率更高,且能在更短时间内获得显著更多的血量。需要注意的是,若首次尝试阴茎静脉采血失败,后续尝试可能也难以成功。相比之下,尾静脉穿刺在首次尝试困难时,仍可进行多次后续穿刺(因存在两条静脉,可尝试在尾部更高位置穿刺)1。然而,反复穿刺可能导致样本溶血,因血红蛋白及红细胞膜内部成分释放而干扰实验结果,尤其在分析血浆时更为明显12。因此,应尽量避免多次穿刺,优先选择单次采血完成样本获取。

本研究中,每次采血量未超过 250 µL,符合本方案及 IACUC 指南对多次采血情况下动物福利的保护要求。生物分析技术的进步使得利用少于 50 µL 的微量样本即可评估血液生化及代谢参数13。因此,250 µL 的.......

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披露

所有作者均无任何利益冲突需要声明。

致谢

本工作由波士顿Shriners儿童医院(B. E. U.,K.U.,C.L.C.)资助。L.C. 的经费来自"La Bourse des Gueules Cassées"、"La Bourse Année Recherche" 和 "La Bourse de l'Amicale des Anciens Internes des Hôpitaux de Paris"。Y.B. 的经费来自 "La Bourse des Gueules Cassées"。Y.B. 和 I.F.v.R. 的经费来自儿童Shriners医院(博士后奖学金编号分别为 #84308-BOS-22 和 #84302-BOS-21)。本材料部分基于美国国家科学基金会资助项目(项目编号 EEC 1941543)支持的工作。特此感谢美国国立卫生研究院(R01EB028782、R56AI171958 和 R01DK114506)提供的部分资助。 图1 使用 BioRender.com 制作。

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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
0.5 mL | 28 G ½  胰岛素注射器BD329424用于尾静脉穿刺
0.5 mL | 30 G x 5/16 胰岛素注射器BD320468用于阴茎静脉穿刺
250 L  含K2EDTA的Microtainer采血管BD365974
纱布敷料Curity6939
异氟烷自动流量麻醉机E-Z SystemsEZ-190F用于阴茎静脉穿刺
异氟烷,USP级Patterson Veterinary1403-704-06用于阴茎静脉穿刺
麻醉用鼻罩World Precision InstrumentsEZ-112用于阴茎静脉穿刺
啮齿类动物固定锥形管Harvard ApparatusST2 52-95-86用于尾静脉穿刺
小型动物加热手术台(可调节)Peco Services Ltd69023
Webcol 酒精消毒片Simply Medical5110

参考文献

  1. Lee, G., Goosens, K. A. Sampling blood from the lateral tail vein of the rat. Journal of Visualized Experiments. (99), e52766(2015).
  2. Beeton, C., Garcia, A., Chandy, K. G. Drawing blood from rats through the saphenous vein and by cardiac puncture. Journal of....

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重印与许可

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