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方法文章

用于转化型小鼠脑卒中研究的标准化神经功能评分小鼠脑卒中单元方案

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DOI:

10.3791/66847

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2025年2月7日

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本文内容

摘要

本文介绍了一种在大卒中模型小鼠中实施高度可转化且经独立验证的小鼠卒中单元(mSU)概念的实验方案。同时提供了一种标准化的实验性局灶性卒中评分在小鼠中的操作流程,用于评估即使在长期阶段仍可检测到的卒中局灶性神经功能缺损。

摘要

大脑中动脉阻塞丝线模型(fMCAo)可能是最具转化价值的小鼠脑卒中模型,可实现可控的缺血及血管内再灌注/再通。然而,该模型与当前脑卒中临床诊疗进展(例如卒中单元)缺乏对应,各实验室通常采用主观或模糊的神经功能评分,且急性期死亡率较高。本文通过经过验证的视频引导方案解决了这些局限性。我们提出了小鼠卒中单元(mSU)方案,配有教学视频和决策算法(风险分层评分),弥合了临床实践与小鼠脑卒中建模之间的差距。为提高脑卒中神经功能评分的准确性与敏感性,我们首次提出一种视频标准化的局灶性实验性卒中量表(fESS),并证实其在脑卒中后长达6个月内的评估价值。此外,本文还提供了小鼠梯子攀爬测试以及已知的圆筒测试方案,用于对肢体运动功能进行无偏倚、定量的评估。结果突显了mSU的转化效能。局灶性ESS(fESS)在检测局灶性脑卒中缺陷、捕捉功能恢复过程以及在脑卒中后长达6个月内保持敏感性方面优于其他已知量表。梯子攀爬测试和圆筒测试可对前肢和后肢的运动功能障碍进行长期、客观的量化与监测。总之,整合mSU、fESS和运动功能测试为具有临床相关性的脑卒中研究提供了坚实的框架。我们的方案提升了小鼠脑卒中研究的转化价值。

引言

大面积缺血性卒中是全球范围内导致发病和残疾的主要原因之一1。然而,迄今为止,在几乎所有经过临床前测试的治疗方法中,小鼠卒中研究都面临着转化障碍2。这一问题的多种原因以及为克服该问题所做的努力已在先前的出版物中进行了详细综述2。这些挑战源于临床进展在相关动物模型中的整合有限2,以及行为学和神经功能评分系统在准确、敏感地检测卒中后功能缺损方面的不足2。

最近的研究发现3表明,小鼠大脑中动脉闭塞的丝线模型(fMCAo)相较于其他伴有开颅损伤和创伤的模型具有显著的转化优势2,4。此外,该模型是唯一能够模拟临床脑卒中情况下再灌注和机械取栓过程的动物模型5,6,7。然而,该模型在卒中后3至7天存在较高的亚急性期死亡率,这限制了对大面积卒中的长期研究,并且直到最近仍被认为是该模型固有且无法克服的技术假象。此....

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方案

本文报道的实验遵循国家和欧洲关于实验动物使用的指南,并已获得希腊政府委员会(雅典,许可证编号 "843895_06-09-2022")的批准。

1. 该 "小鼠卒中单元" (mSU)

  1. 每日评估动物的临床状况("访问次数")并计算其 RSS 评分
    1. 打印 补充文件 1,最好在动物手术前连接,用于数据记录和监测。
    2. 在标准时间点对每只动物进行临床评估(访问次数:清晨(约08:00)、中午(14:00至16:00之间)和深夜(约22:00至23:00)。
      注意:根据动物的随访阶段调整这些标准巡查次数:A 阶段每日巡查 2 次(早晨和夜间),B 阶段每日 3 次,C 阶段每日 1 次。并根据 RSS 评分进一步调整巡查频率(见 1.1.6)。建议优先 在一个团队中 >2人以减轻工作负担。早晨和夜间访视对于成功提供支持、监测以及降低死亡率至关重要,因为小鼠的夜间(活跃)阶段会增加其代谢和能量需求13,22,23 并与卒中后....

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结果

如上所述,mSU 在 fMCAo 手术后开始。我们在两组独立的小鼠队列(fMCAo 脑卒中组与假手术组)中的代表性结果(图4a)证实了 mSU 此前已被证实的价值,尤其是在第3至第10天的关键时期13。在我们的队列中,队列1(脑卒中组,随访6个月)15只动物中有3只死亡,队列2(脑卒中组,随访14天)10只动物中有2只死亡,假手术组6只动物均无死亡(图4a),死亡均属于脑卒中病理生理过程的一部分(均在早晨巡查时发现死亡),并被纳入评分系统。未因预设的人道终点对任何动物实施安乐死。这一在A期(fMCAo术后最初24-48小时)发生的急性死亡率(10-15%)(图4a)归因于大面积梗死引起的半球水肿和脑疝13,在转化型脑卒中模型中属于预期现象。B期的延迟死亡(队列1为1/15,队列2为1/10)在mSU方案下额外增加了最多5-10%的死亡率(

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讨论

本方案是mSU支持方案的综合指南,旨在降低采用fMCAo模型建立大范围梗死性脑卒中的小鼠在术后第3至10天期间由实验因素导致的死亡率13。此外,本方案还包括一份标准化的视频指南,用于评估卒中后小鼠神经功能缺损评分量表(ESS)中的局灶性成分(fESS),以减少神经功能局灶性评分中存在的主观性和偏倚。同时,我们引入了梯子行走实验(Ladder-rung test),用于量化卒中后长期(长达6个月)对侧前肢和后肢的运动功能缺陷。

mSU 操作简便且高效。我们的视频辅助方案使 mSU 的应用清晰明了,即使无经验的研究人员也能轻松掌握。mSU 的三个阶段(即 A 阶段、B 阶段和 C 阶段,参见上述方案第 1 节) 图1h根据经验定义各项参数,以调整其评估方式并提供相应的支持措施。小鼠卒中监护室(mSU)根据每个阶段以及每只小鼠的风险分层评分(Risk Stratification Score, RSS)每日调整干预方案。该评分反映小鼠的临床严重程度,对其当前死亡风险进行评估,并指导.......

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披露

无任何披露事项需要报告。

致谢

我们感谢 Nikolaos Plakopitis 和 Ioannis Tatsidis 在本研究部分过程中提供的宝贵手术支持。

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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
用于mSU的工具
5%葡萄糖溶液 VIOSER S.Ana (不适用)任何通用品牌
非接触式数字体温计AVRONYTC20095任何通用品牌
数字体重秤KERN & Sohn GmbhFCB6K1任何通用品牌
食物颗粒Mucedola srlna任何通用品牌,使用您动物设施的常规饲料
加热板PhotaxnaPhotax dishwarmer 2
液体消毒剂Schülke & Mayr GmbHnaOctenisept®
普通食物搅拌机na用于粉碎颗粒。任何通用品牌
生理盐水DEMO S.A.na氯化钠注射液 0.9%
别针和棉签na任何通用品牌
糖na任何通用品牌
带27号针头的1ml注射器na任何通用品牌。用于喂食(无需针头)和皮下输液(需针头)
用于ESS的工具
45°倾斜平面 自行制作na由有机玻璃或其他材料制成,表面带橡胶层,用于攀爬测试
棉签 任何通用品牌na市售耳用棉签,将其棉头拉长并变细
边缘锐化的木棒任何通用品牌na例如牙签
长梁 自行制作na尺寸:1 × 1 × 1 cm,长约100 cm,木质。测试时置于两张桌子边缘之间用于平衡木行走实验
厚手套 任何通用品牌na防止动物从梁上跌落时受伤

参考文献

  1. Donnan, G. A., Fisher, M., Macleod, M., Davis, S. M. Stroke. Lancet. 371 (9624), 1612-1623 (2008).
  2. Lourbopoulos, A., et al. Translational block in stroke: A constructive and "out-of-the-box" reappraisal. Front Neurosci. 15, 652403(2021).
  3. Cai, R., et al.

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