利用红外体温计测量小鼠在被动全身过敏反应和食物过敏评估期间的体温
2018年9月14日
本文介绍一种利用红外温度计精确测量被动性全身过敏反应（PSA）和食物过敏小鼠模型体温差异的新方法。该方法已在先前的PSA实验结果中被准确重复。
该方法有助于解决过敏与免疫学领域中的关键问题，特别是与体温变化相关的表型问题。该技术的主要优势在于成本低廉、无创，且无需麻醉。该技术的应用使研究人员能够在测量小鼠体温时减少其应激与疼痛，消除麻醉带来的影响，同时可观察行为表型。
为测量小鼠麻醉后的体温，需通过呼吸频率或不动状态确认其是否已进入镇静状态，然后用食指和拇指捏住小鼠颈背部皮肤，小指夹住尾巴。将小鼠保持与实验台表面平行，将红外体温计的传感器置于下腹部下方，使体温计的外侧平面与腹部表面之间距离保持在2至5毫米，位置位于两个上部乳头之间。随后按下体温计的触发按钮以测量动物体温，注意保持小鼠和体温计稳定。
为在不使用麻醉剂的情况下测量小鼠体温，应抓住小鼠尾部中段将其提起，并暴露其腹部。让小鼠前肢抓住一个水平边缘表面，然后按下触发按钮以测量体温。或者，也可让小鼠前肢抓住体温计上方的水平边缘，使其坐在体温计外侧的平坦表面上，同时在测量体温时将其腹部恰好置于红外传感器上方。
进行被动性全身过敏反应致敏时，使用带26号针头的1毫升注射器，将200微升新鲜配制的溶于磷酸盐缓冲液（PBS）中的抗二硝基苯（DNP）IgE抗体注入每只受体动物腹腔内，注射位置位于腹中线旁侧，介于最下端与第二下端乳头之间。注射后24小时，按演示方法测量每只受体动物的体温，并用带30号针头的1毫升注射器吸取100微升新鲜配制的DNP-人血清白蛋白溶液。为诱导被动性全身过敏反应，将针头从眼内侧以浅角度刺入，朝向眼球后方，将全部溶液注入眶后静脉窦内。
然后将小鼠单独置于恢复笼中，持续监测直至完全恢复卧姿，并在70分钟内每10分钟测量一次体温和活动情况。IgE致敏小鼠在攻击后20分钟时体温下降最大，可达3°C，而PBS对照组小鼠在同一时间段内体温最大下降仅为1.1°C。此外，还可对未麻醉动物进行行为学观察，以评估体温下降与小鼠活动之间的关系。
在此代表性的小鼠食物过敏激发实验中，与2CA抑制剂处理组相比，PBS对照组在激发后10分钟出现显著的体温下降。对该食物过敏激发实验中的活动评分和体温下降情况进行评估后，发现这两组数据之间存在统计学上显著的相关性。在完成该实验步骤后，可进一步开展涉及小鼠体温测量的其他实验，以探究与体温变化相关的行为表型等更多科学问题。
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概述
本文介绍了一种使用红外温度计测量被动全身性过敏反应和食物过敏小鼠模型体温差异的新方法。该技术具有非侵入性，且已在先前的研究中成功重复。
关键研究组成部分
科学领域
- 过敏
- 免疫学
背景
- 体温变化可能提示过敏反应。
- 传统的测温方法可能涉及应激和麻醉。
- 出于伦理考虑，优先选择非侵入性技术。
研究目的
- 介绍一种经济且人道的小鼠体温测量方法。
- 促进对过敏反应期间体温变化相关表型的研究。
使用的方法
- 使用红外温度计进行体温测量。
- 尽量减少对动物造成应激的测量技术。
- 通过呼吸频率或不动性确认镇静效果。
- 准确读数所需的温度计特定放置位置。
主要结果
- 该方法可在无需麻醉的情况下实现准确的温度读数。
- 在测量过程中减少了小鼠的应激和疼痛。
- 能够可视化与温度变化相关的行为表型。
结论
- 该技术是过敏与免疫学研究领域的一项重大进展。
- 它为传统的温度测量方法提供了一种可靠的替代方案。
- 未来的研究可受益于这种非侵入性方法。
常见问题
行业执行相关性
在小鼠过敏模型中进行无创体温监测，可实现在无麻醉干扰的情况下同步评估生理和行为表型。该方法通过在测量期间保持动物的自然状态，提高了过敏反应和食物过敏机制研究中的数据准确性。该技术适用于热反应与免疫激活相关的靶点验证和表型筛选工作流程。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：能够在被动性全身过敏反应模型中，探究免疫介质与体温动态之间关联的治疗假设。
- 操作价值：无需麻醉即可提供可靠的体温变化趋势，从而减少镇静剂对免疫反应所导致的变异性。
- 预测价值：通过证实表面体温变化趋势与过敏反应期间核心体温变化相一致，支持机制层面的风险排除。
筛选与检测方法开发
- 科学价值：提供定量、可重复的表面温度读数，适用于免疫调节化合物的高通量筛选。
- 操作价值：无需麻醉，消除了依赖麻醉的操作瓶颈，可在清醒动物中进行体温和活动的纵向监测。
- 检测可用性：可在食物过敏和过敏反应模型中实现标准化的热表型分析，技术变异性极小。
转化与临床前研究
- 转化连续性：通过将温度下降与行为活动评分相关联，支持过敏模型中与生物标志物关联的表型分析。
- 临床前建模：可在激发和恢复阶段进行重复的热测量，从而支持疾病相关系统的应用。
- 基于风险的决策：为临床前过敏治疗筛选中的决策评估提供客观的热学终点指标。
流程与工作流整合
该方法通过在免疫挑战实验中实现实时热监测，将表型观察与机制研究联系起来，从而融入发现生物学的工作流程。
- 发现生物学：在无麻醉干扰的情况下，支持对过敏反应期间细胞因子介导的体温调节进行假设验证。
- 筛选：通过在清醒小鼠模型中进行非接触式、可重复的温度测量，实现检测方法的标准化。
- 分析：生成与临床症状严重程度和免疫激活动力学相关的定量热变化趋势。
- 转化研究：将温度动态变化与基于活动的表型关联，提高过敏模型可转化性的预测可信度。
- 企业级复用：作为一种可扩展且低成本的技术，可在免疫学与过敏发现平台中多次重复使用。
运营与企业影响
- 科学价值：通过揭示温度变化与免疫介导表型之间不受混杂因素影响的关系，提高预测的可信度。
- 操作价值：通过去除体温监测流程中依赖麻醉的步骤，提高实验的可重复性和通量。
- 战略价值：通过在单动物检测中实现多参数表型分析（体温 + 行为），提高资本使用效率。
- 项目影响：在过敏模型验证中，利用客观的热响应指标支持基于风险调整的目标优先级排序。
实施注意事项
- 需要接受正确使用红外测温仪的培训，包括准确定位和保持测量距离，以获得准确的表面温度读数。
- 依赖于稳定的环境条件，以在纵向测量过程中尽量减少热漂移。
- 需要免疫学与行为表型分析团队之间对测量方案进行统一标准化。
- 需考虑不同小鼠品系、毛色及体表特性对红外辐射率的影响，进行相应调整。
- 在行为观察期间，对于被毛发覆盖的部位或处于异常体位的动物，测量体温存在实际操作限制。
