2018年9月11日
测量中枢神经系统(CNS)干预所引发的交感神经和心血管反应的方法,对于推动神经科学研究具有重要意义。本方案旨在帮助科研人员测量和量化麻醉大鼠(非存活实验)中肾交感神经活动(RSNA)的急性变化。
该方法有助于解答有关自主神经系统的关键问题,特别是关于调节肾交感神经输出的中枢神经系统机制。该技术的主要优势在于,能够测量中枢神经系统干预对肾交感神经输出的影响。在动脉插管前,需在高倍显微镜下检查压力感应导管,确认导管内无气泡和碎屑,并且液体与凝胶填充部分之间具有完整的新月形液面。
每次植入前,需重新填充导管远端尖端的凝胶,并使用磁铁打开发射器。在近端缝线上打一个松散的单结,以暂时阻断股动脉。用非优势手持住导管导入器,使用血管插管镊夹住遥测装置套管的尖端,避免尖端处的凝胶移位。
使用弯头22号针尖在动脉上穿刺一个小孔,并尽可能将套管插入动脉内。然后用近端和远端缝线固定压力导管。将遥测植入装置主体置于切口附近的侧腹部皮下。
为了进入脑部,将大鼠轻轻置于立体定位手术架上,呈俯卧位,头部位于耳杆之间,并调节门齿杆,使后囟和前囟的高度保持一致。接着,沿头皮中线做一条长约2厘米的头尾向切口,使用棉签用力清除颅骨表面的结缔组织。在暴露的颅骨上涂抹过氧化氢,以帮助清晰观察前囟、后囟及中线缝合线。
使用大鼠脑图谱指导定位,在颅骨上钻一个适合电极进入的环钻骨窗。为分离肾交感神经,将导线型肾交感神经活动(RSNA)电极连接至10倍前置放大器和微电极放大器,并从肋缘下方4至5厘米处开始,沿脊柱稍偏外侧向尾端做一手术刀切口。钝性分离以暴露椎旁肌,并在脂肪与肌肉交界处做一非常表浅的、长1至2厘米、头尾方向的切口。
使用棉签将脂肪从肌肉上推开,以在不进入腹膜腔的情况下观察肾脏。使用拉钩轻轻将肾脏与椎旁肌肉分离,以暴露肾动脉和腹主动脉。使用高倍放大以在切口间隙中识别肾神经。
神经束最易见于主动脉与肾动脉形成的直角区域,紧随肾动脉从主动脉至肾脏的走行。然后使用显微解剖镊子轻轻分离一段神经束,将其从周围组织中游离出来,以便放置于记录电极上。将导线式RSNA电极固定于电极夹中,并将电极下降至神经段所在水平。
使用神经钩轻轻将肾神经的一段提起并置于电极上,注意不要牵拉神经。用矿物油填充切口,以保持暴露的肾交感神经湿润。将接地夹一端连接至动物,另一端连接至法拉第笼,并使用高通和低通滤波器将信号引导至放大器。
然后将增益调节至10千赫兹,并连接音频监测器以评估肾交感神经放电模式。为评估肾交感神经活动(RSNA)记录的质量,可通过静脉注射100微升浓度为10微克/毫升的去氧肾上腺素,诱发压力感受性反射,升高血压并抑制肾交感神经活动,必要时调整电极位置以优化信号质量。一旦获得清晰信号,吸除石蜡油,并用硅胶固定电极位置。
在此代表性实验中,通过静脉注射去氧肾上腺素以升高平均动脉压,从而诱发压力感受性反射及短暂的交感神经抑制。为量化肾交感神经活动(RSNA),将原始RSNA信号整流后,按无重叠的10秒时间段进行平均,并从每个时间段中减去噪声估计值。进行此操作时,需注意确保大鼠已充分麻醉,正确固定于立体定位仪中,并确保系统良好接地以减少电噪声。
完成此操作并采集脑组织后,可应用组织学方法来鉴定控制交感神经兴奋反应的中枢神经系统核团类型。该技术可使神经科学家在麻醉大鼠中探索自主神经调节机制,为未来动物研究中理解血压和肾功能的调控提供依据。切记必须至少每15分钟评估一次麻醉深度。
并根据需要提供补充麻醉。
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本文详细介绍了一种在麻醉大鼠中测量肾交感神经活动(RSNA)和平均动脉压的实验方案。该方法可使研究人员探究中枢神经系统(CNS)调控肾交感神经输出的机制,并兼容药理学、光遗传学或电刺激等中枢神经系统干预手段。本方案适用于短期、非存活实验,包含脑部暴露、RSNA记录以及后续组织学分析等步骤。
定量测量中枢神经系统(CNS)干预后肾交感神经活动(RSNA)的反应,可为早期心血管和自主神经药物研发提供关键的作用机制见解。本方案可实现对中枢神经系统驱动的自主神经输出进行精确的短期评估,有助于提高靶点验证和通路研究的预测可信度。该方法可在临床前项目推进的关键转折点,为风险调整决策提供依据。
该方法可融入从早期机制研究到临床前靶点验证的整个发现过程,从而实现强有力的假设检验和通路风险评估。