2021年7月12日
该方法的目的是在小鼠模型中筛查高热或热诱导的癫痫发作。本方案描述了使用定制构建的实验舱,并通过持续监测体温,以确定体温升高是否会导致癫痫发作。
GEFS+突变会导致患者出现热性惊厥。在GEFS+小鼠中研究由低温诱导的惊厥,使我们能够检验特定突变与惊厥特征之间的关系。数字温度控制器有助于以可重复的方式在加热箱中设置温度梯度。
因此,可以以缓慢且稳定的速度升高小鼠体温。本方案可用于鉴定潜在的治疗方法(如药物或饮食限制),以减少或消除发热性惊厥。为避免损伤,在将直肠温度探头插入小鼠体内前,建议短暂麻醉小鼠,并对直肠探头尖端进行润滑。
首先,按下电源按钮打开小鼠加热舱,然后按下加热按钮启动加热功能。使用数字温度控制器上的键盘,将加热舱的温度设置为 50 摄氏度。在加热舱底部铺上玉米芯垫料。
在热室前方安装一个视频记录摄像机。用多层厚纸巾铺满直径为140毫米的培养皿,并将其置于冰上作为冷却垫。在进行筛选实验时,确保小鼠的体重为15克或以上。
开始操作前,通过脚趾捏压确认小鼠已完全麻醉。将直肠温度探针的金属尖端涂上润滑剂,轻轻插入小鼠直肠。用胶带将直肠探针固定在小鼠尾巴上。
将小鼠放入铺有玉米芯垫料的新恢复笼中。启动计时器,观察小鼠5分钟,同时监测其核心体温,直至小鼠完全从麻醉中恢复且体温稳定在35至36摄氏度。5分钟结束时,记录小鼠的体温作为第0分钟的初始体温。
迅速将小鼠转移至预热的小鼠加热舱底部,以开始实验。将小鼠放入预热的加热舱后,立即启动摄像机和秒表,并以固定时间间隔逐步升高加热舱温度,使小鼠体温以每分钟2.5摄氏度的速率上升。在实验全程中,每隔一分钟开始记录一次小鼠的体温。
在第9.5分钟时,将加热室的温度设置为55摄氏度,以确保在第10分钟时加热室的温度稳定在55摄氏度。同样,在第20分钟时使加热室的温度稳定达到60摄氏度。每次惊厥筛选实验持续30分钟。
若小鼠出现癫痫发作,应记录其在发作期间的体温,作为癫痫发作阈值温度。注意观察小鼠表现出的癫痫行为特征,然后迅速将小鼠从实验舱中取出并放置于冷却垫上。若小鼠在30分钟观察期内未出现热诱导的癫痫发作,或其体温达到44摄氏度,则立即将小鼠置于冷却垫上。
当小鼠体温降至36至37摄氏度时,将小鼠转移至恢复笼中。为从小鼠身上取出直肠探针,需小心剪断小鼠尾巴与直肠探针导线之间的胶带。使用70%乙醇擦拭并清洁直肠探针的金属尖端。
观察小鼠直至其恢复,然后将其放回饲养笼中。持续监测小鼠的状态。标记实验试验结束。
将小鼠加热舱的温度重置为50摄氏度,并在下一次检测前使其达到平衡状态。在热性惊厥检测中,使用加热程序每分钟记录一次小鼠的平均体温,并评估体温随时间变化的速率。在相应的遗传背景下,杂合突变型小鼠与野生型小鼠在体温变化速率方面无显著差异。
在暴露于周期性体温升高时,实验组与对照组小鼠表现出不同的行为。来自129X1或B6NJ遗传背景的所有杂合突变小鼠均出现热诱导性癫痫发作。在富含129X1背景的野生型小鼠中无一出现癫痫发作,而在对癫痫敏感的B6NJ背景小鼠中,仅有三分之一出现癫痫发作。
129X1突变小鼠的平均惊厥阈值温度与B6NJ小鼠的平均惊厥阈值温度相比,差异无统计学意义。在出现热诱导惊厥的B6NJ野生型小鼠中,有三分之一的惊厥阈值温度显著高于B6NJ杂合突变小鼠。惊厥严重程度采用改良的Racine评分标准进行评估。
在129X1富集背景下的杂合突变小鼠的最大Racine评分与在B6NJ遗传背景下的杂合突变小鼠相比,差异无统计学意义。设置加热程序时,请确保小鼠体温上升速率不超过每分钟25摄氏度,否则可能对动物健康造成危害。将加热程序与同步脑电图(EEG)记录相结合将会非常有意义,这将使我们能够将不同类型的脑电活动模式与不同类型的癫痫行为相关联。
本研究探讨高温对携带GEFS+突变的小鼠模型中癫痫发作诱导的影响。通过使用自行构建的加热舱,持续监测小鼠体温,并评估体温升高是否可触发癫痫发作。
该方法可实现对小鼠模型中热触发癫痫发作的可重复、温度控制的诱导,支持癫痫研究中的靶点验证。该方法提供了一种定量的行为学筛选手段,用于评估影响癫痫易感性的遗传修饰因子,有助于治疗候选药物的临床前风险评估。该检测方法可促进对可能调节热性惊厥阈值的化合物进行早期评价,为中枢神经系统药物研发中的立项/终止决策提供依据。
该检测方法适用于癫痫研究的整个发现流程,从靶点验证到先导化合物优化,再到临床前药效测试,尤其适用于神经元兴奋性中枢神经系统调节剂的研究。