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劳力性热射病(EHS)是由于在高温高湿环境下进行体力活动过度,导致体温迅速升高,进而引起神经功能障碍和多器官损伤所致。
为了建立热射病(EHS)的临床前模型,使用植入遥测设备的小鼠,该设备可连续监测核心体温。将小鼠放入配备强制跑轮和温度监测装置的人工气候舱中。
将温度调节至室温水平,使小鼠适应代谢笼环境。待小鼠状态稳定后,记录其体重。随后,将代谢笼的温度和湿度调节至目标水平。同时,在代谢笼周围设置遮光帘,以减少光照干扰。
当舱室达到目标条件后,迅速打开舱门并将小鼠放置于强制跑轮上。开始转动跑轮并逐渐增加转速。由于运动,小鼠的体温会上升。当小鼠达到最高核心温度后,保持跑轮转速恒定。
观察小鼠出现疲劳迹象后停止转轮。随后将小鼠从人工气候室中取出并称重。将小鼠转移至其饲养笼中,并让其在室温环境下恢复。
在进行劳力性中暑实验方案的前一晚,将小鼠置于环境舱内,保持室温以适应舱内环境。使用数据采集系统持续收集核心体温(Tc),并以每30秒为间隔取平均值,整夜监测。在劳力性中暑实验方案当天早晨,确保小鼠的核心体温处于或低于昼夜正常体温范围(36至37.5摄氏度),然后再升高舱内温度,以确保小鼠在此期间无发热或未经历过度应激。
当小鼠状态稳定且核心体温处于正常静息范围时,移除食物和水,并称量动物体重。关闭舱门,将舱内温度升至目标值37.5摄氏度,相对湿度调至40%至50%,或设定为所需的环境温湿度。使用经校准的温湿度监测仪确认舱内温度和湿度。
使用遮光帘将实验舱周围包围,以在实验过程中尽量减少光线和干扰。通过远程红外照明摄像头在整个实验过程中持续监测小鼠。将第二个摄像头对准放置在跑轮附近的温湿度监测仪。调节环境舱控制器的设定值,确保动物周围区域的温度读数准确。
当温度监测仪上的第二台相机测得腔室达到目标温度后,迅速打开腔室门,将小鼠放入强制跑轮中。启动强制跑轮程序,初始速度为 2.5 米/分钟,之后每 10 分钟增加 0.3 米/分钟,直至小鼠核心温度达到 41 摄氏度。
达到核心温度后,保持转速恒定,直至出现症状性限制,表现为明显意识丧失、向后跌倒或晕厥,以及无法继续奔跑或抓握转轮。确认小鼠在转轮上连续向后翻转三次且无任何身体反应的时间点。或者,根据当地IACUC规定确定人道终点,以判断何时终止实验方案。该终点在几乎所有小鼠中均略高于症状性限制点。
为执行快速冷却方案,在小鼠达到症状限制时停止转轮,并立即将小鼠从强制跑步转轮中取出。称量小鼠体重,然后将其放回其原居住笼中,在室温下恢复。在此期间,保持孵育室门打开,并将孵育箱设定温度调回室温,以使孵育室迅速降温,从而实现长期存活率超过99%。