2018年6月12日
本方案描述了一种使用戊四氮进行化学点燃的方法,并提供了一种癫痫的小鼠模型。该方案还可用于研究小鼠在癫痫发作后对惊厥诱导的易感性及发病机制。
该方法有助于对癫痫进行深入分析。癫痫发作会诱导大脑发生组织学改变,这些改变可能与神经精神发育障碍相关。该技术的主要优势在于,与当前其他方法相比,使用自身转化剂量的PTZ可更好地诱导出可控的癫痫发作。
开始准备注射液,将2毫克/毫升的PTZ溶解于无菌的0.9%氯化钠溶液中。称量动物体重后,将其放入观察室中适应3分钟。随后,使用连接27号针头的1毫升注射器,将PTZ经腹腔注射至动物腹部左侧或右侧象限。
最后,观察注射PTZ后动物的异常行为。准备至少两只与实验小鼠同性别、年龄在两个月至六个月之间的129 SV小鼠作为陌生小鼠。每只陌生小鼠必须单独饲养。
每次训练时,先将小鼠放入笼中适应环境15分钟。用70%乙醇擦拭两个笼子的表面,彻底清洁整个装置。然后,将空笼分别放置在三室装置的两个侧室中,并打开各室之间的门。
为了使实验小鼠适应环境,将实验小鼠置于中央腔室,允许其在装置内自由活动,直至小鼠已探索过两个笼子,并额外继续自由活动五分钟。当动物进入中央腔室后,关闭门,让小鼠在中央腔室内自由活动五分钟。在此期间,将一只129 SV小鼠放入笼中,使其适应笼内环境。
在实验小鼠适应期结束后,立即将装有129 SV小鼠的笼子(称为“陌生小鼠一笼”)放入其中一个侧室,将空笼子(称为“物体笼”)放入另一侧室。打开门,观察实验小鼠的行为。让实验小鼠自由活动10分钟,并记录四项行为参数。
第一,动物在每个区域所花费的时间,即“陌生鼠一”区域、物体区域和中心区域的时间;第二,动物探究每个笼子所花费的时间,即“陌生鼠一”笼子和物体笼子的时间;第三,进入每个区域的次数;第四,总移动距离。
当小鼠进入中央区域后,关闭门。擦拭笼子后,将另一只129 SV小鼠放入其中一个笼子(称为陌生鼠二笼),并将该笼子置于其中一个侧室;将之前使用的陌生鼠一放入另一个笼子(称为陌生鼠一笼),并将该笼子置于另一侧室,开始进行社交新颖性分析。
最后,打开门并观察实验小鼠的行为。让实验小鼠自由活动10分钟,并测量与社交性分析中所述相同的行为参数。首先,将一只小鼠放入具有特定条件的条件化装置中。
例如,一个带有透明聚甲基丙烯酸甲酯壁、金属网地板、乙醇气味、100 勒克斯亮度和 65 分贝背景白噪声的方形装置。通过足部电击对小鼠进行条件化,即在五分钟内以伪随机时序施加三次持续两秒、强度为 0.1 毫安的电击。条件化结束后,将小鼠放回其饲养笼中。
条件处理后的第二天,将小鼠放入与电击条件相同的装置中,进行记忆评估,记录五分钟内的僵直时间。同一天稍后,将小鼠放入一个新的装置中,进行为期五分钟的僵直时间评估。最后,比较相同条件与新条件下的僵直时间。
结果表明,随着PTZ注射,惊厥评分逐渐升高,而生理盐水注射未引发任何惊厥或异常行为。此外,反复惊厥促进了海马区异常轴突分支形成或苔藓纤维出芽,以及颗粒细胞的异常迁移。经PTZ处理的小鼠表现出正常的社交行为。
小鼠在陌生小鼠一所在笼子的区域停留的时间长于物体所在笼子的区域,并且对陌生小鼠一所在笼子的探索时间也多于对物体所在笼子的探索。PTZ处理的小鼠表现出异常的社会新颖性偏好,提示其社会记忆受损。PTZ处理的小鼠在情境恐惧实验中也表现出记忆障碍。
采用该方法后,可进一步开展莫里斯水迷宫或其他记忆测试,以探究癫痫发作对记忆功能损害所引发的其他问题。该技术建立之后,将为癫痫领域研究者利用模式动物探索 seizure 诱导的神经精神发育障碍机制提供新的途径。
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本研究介绍了一种使用戊四氮(pentylenetetrazole, PTZ)进行化学点燃以建立癫痫小鼠模型的方法。该方法研究了反复发作对行为学结果及潜在神经元变化的影响。该方法使研究人员能够利用129 SV小鼠探索癫痫诱发的神经精神发育障碍。
戊四氮(PTZ)诱导的点燃小鼠模型为研究癫痫及惊厥诱发的神经精神功能障碍的潜在机制提供了一个可靠且可扩展的平台。该模型能够对惊厥易感性、行为损害和神经元病理变化进行定量评估,有助于在早期靶点验证和化合物筛选中提高预测的可信度。由于其可重复性强且具有转化相关性,该模型在中枢神经系统药物研发的项目筛选和机制去风险化过程中具有重要价值。
该模型可整合到从早期机制研究到先导化合物筛选及临床前验证的整个发现流程中,有助于靶点去风险化和化合物筛选。