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方法文章

基于跑步机的小鼠模型结合连续皮肤温度监测用于潮热研究

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DOI:

10.3791/68922

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2025年10月14日

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* These authors contributed equally

本文内容

摘要

本研究通过结合卵巢切除术、运动诱导的产热作用以及连续高分辨率尾部皮肤温度监测,建立了一种绝经期潮热的小鼠模型。

摘要

潮热显著影响绝经期女性的生活质量,但其潜在的神经机制和有效疗法仍不明确。该领域的一个主要挑战是缺乏可靠的动物模型以及用于持续监测皮肤温度的非侵入性方法。本文建立了一种结合卵巢切除与运动诱导产热的小鼠模型,用于研究潮热现象。通过使用3D打印尾套固定的遥测记录仪,在无应激状态下对小鼠尾部皮肤温度进行连续监测。此外,红外热成像相机提供了监测热量产生与散失的补充方法,从而实现对体温更全面的评估。利用该模型发现,卵巢切除小鼠表现出更高的皮肤温度升高幅度和更低的核心体温,有效模拟了人类绝经期所观察到的潮热表型。该方法建立了一个精确的潮热监测模型,将为体温调节、神经科学及临床绝经研究领域的科研人员提供重要工具。

引言

潮热是绝经期最常见且最具干扰性的症状之一,显著影响生活质量1。这些发作的特点是皮肤温度突然升高,随后核心体温出现短暂下降2,常伴有心率加快、焦虑和头晕3。尽管其影响深远,但目前有效的治疗方法仍然有限4,凸显出深入理解其潜在机制的必要性。

研究潮热的一个关键步骤是建立能够准确模拟体温调节功能障碍的可靠动物模型。目前主要采用卵巢切除术(OVX)方法,该方法可引起皮肤温度和核心体温的改变5。然而,这些变化往往不一致,可能受到应激或环境温度波动的干扰6。此外,捕捉偶发的类似潮热事件仍然具有挑战性。替代方法则使用药理学试剂(如senktide、辣椒素、他莫昔芬或纳洛酮)在啮齿类动物中诱发急性皮肤血管扩张7,8,9。尽管这些化合物可导致快速且可测量的皮肤温度升高,但其侵入性给药方式及剂量依赖性效应使体温调节反应的解释变得复杂。此外,药物诱导的血管扩张是否能完全重现自然潮热的生理状态仍不明确。因此,迫切需要一种更精确且可靠....

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方案

这些方法是为小鼠模型设计的。小鼠实验已获得复旦大学机构动物护理和使用委员会的批准(2021JS0040)。在实施实验方案之前,动物的饲养遵循《实验动物护理和使用指南》的要求。本研究中使用8至10周龄的雌性C57BL/6J小鼠,体重为20–23 g,在标准条件下饲养(12:12小时明暗循环,22 °C ± 1 °C,湿度50% ± 10%)。所用试剂和设备的详细信息见材料表。

1. 实验准备

  1. 准备10只8至10周龄的雌性小鼠,在标准条件下饲养(12小时光照-12小时黑暗循环,22 °C ±1 °C,50% ± 10%湿度), 随意摄取 食物和水
  2. 将小鼠随机分为OVX组和假手术组(每组n = 5)。分笼饲养以帮助同步动情周期。
  3. 跑步机实验方案设置
    1. 打开跑步机控制软件 "TSE 跑台(USB)5.1.7_2" 在连接的计算机上(补充图1).
    2. 通过选择初始化一个新的实验文件 文件 > 新建文件 从菜单栏中。
    3. 设定运行程序:
      1. 设置第一阶段:0–20 秒内加速度从 0 加速至 0.17 m/s。
      2. 设置第二阶段:20-150 秒以 0.17 m/s 的恒定速度运行。<....

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结果

可靠体温调节监测系统的开发

为了建立一种可靠的测量核心温度和皮肤温度的模型,设计了一种定制的3D打印尾套,可将温度记录仪牢固地固定在尾根部1 cm处(图1A),从而在运动诱发的潮热期间持续、精确地测量散热情况。

该系统实现了连续24小时不间断的尾部温度监测(图1B)。记录的数据显示出明显的昼夜节律,表现为在活跃期(夜间)温度较低,而在静息期(白天)温度较高。值得注意的是,尾部皮肤温度与核心体温呈良好的负相关关系,提示皮肤散热机制在调节核心体温中的作用。这种昼夜节律不仅验证了模型的生理相关性,也证明了套管在长期体温调节评估中的可靠性。

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讨论

本研究建立了一种实用且定量的小鼠模型,用于研究更年期潮热,填补了该领域的一项关键空白。通过将卵巢切除术与运动诱导的产热作用相结合,成功再现了人类潮热的核心特征,即尾部皮肤温度迅速升高,随后核心体温下降18。该模型融合并拓展了现有方法的优势,能够放大温度变化,并实现对潮热诱发时间的精确控制。因此,该模型为探究更年期体温调节的神经生物学机制以及评估潜在治疗干预手段提供了一个可靠的平台。

尾部佩戴式温度记录仪相较于以往研究中常用的有线核心体温监测设备,展现出多项显著优势6,19首先,其牢固的固定 通过 一种3D打印的固定装置实现了连续、高分辨率的体温数据采集,且不会限制动物活动或改变其自然行为,克服了有线核心体温监测系统的主要局限性。重要的是,该装置重量不足2.3 g,不会影响动物运动能力,也不会造成可观察到的尾部损伤。其开放式设计还保留了正常的热量散失,这对于准确测量皮肤温度至关重要。其次,结合腹腔内传感.......

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披露

作者声明无竞争利益。

致谢

感谢实验室成员对本手稿的协助。本研究得到了国家自然科学基金 32171144 和非传染性慢性疾病-国家科技重大专项(2024ZD0530300)的资助。

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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
动物可植入式温度记录仪Star-OddiDST nano-T
C57BL/6J 小鼠GemPharmatechN000013
吉姆萨染色液BeyotimeC0133
红外热成像 VarioCAMVC HD head 980
跑步机系统TSETreadmill_6M

参考文献

  1. Stearns, V., et al. Hot flushes. Lancet. 360 (9348), 1851-1861 (2002).
  2. Gombert-Labedens, M., Kristine, V., Andrea, F., Maloney, S. K., Baker, F. C. Effects of menopause on temperature regulation. Temperature. 12 (2), 92-132 (2025).
  3. Kronenberg, F.

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