2022年6月23日
在C57BL/6小鼠中通过脑内感染鼠脑心肌炎病毒(Theiler's murine encephalomyelitis virus, TMEV)可复制出人类病毒性脑炎及其继发癫痫的许多早期和慢性临床症状。本文描述了TMEV模型的病毒感染过程、症状表现及组织病理学特征。
TMEV 模型是最早可用于研究中枢神经系统感染所致癫痫发作机制的实验平台之一。中枢神经系统感染会显著增加癫痫的风险。该模型有助于识别高危患者的潜在治疗靶点和化合物。
实验人员应接受过小鼠操作的相关培训。可通过向死亡动物注射染料来练习病毒注射操作,以达到足够的精确度和熟练程度。本实验操作将由我实验室的研究生 Laura Bell 进行示范。
首先,取下胰岛素注射器的针帽,并在针头周围加装聚乙烯管作为套环,以确保注射深度为2.5毫米。然后将注射器浸入乙醇中30分钟,并将注射器置于紫外线下照射30分钟。接下来,将针帽重新盖回针头,并用灭菌袋包裹注射器。
用胶带将袋子封口,并标注制备日期。进行病毒注射时,从-80摄氏度冰箱中取出TMEV Daniels株的分装样品,将其融化并置于冰上保存。
然后用病毒悬液填充注射器。之后,用消毒剂清洁实验台,并在通风橱下操作。将麻醉后的小鼠从麻醉箱中转移至生物安全柜下,通过脚趾夹捏测试检查其手术耐受性。
然后用酒精棉片清洁动物头部,并将小鼠头部略微向左倾斜,使注射部位朝上。向后轻轻拉紧皮肤,将针头插入头部。接着,在右侧半球的颞区,向内注射20微升,深度达2.5毫米,进行脊髓内注射。
将注射器留在原位5到15秒,检查注射部位是否有液体渗漏或出现气泡;若发现渗漏或气泡,则需重新准备新的注射器。拔出注射器时应小心缓慢,并轻微旋转。随后将动物转移至新笼子中,笼子一半置于加热垫上,一半悬空,以便动物从麻醉中恢复。
在动物恢复到能够维持胸卧位的意识水平之前,不得使其无人看管。首先,将所有笼子移至操作台,在光照期每天两次观察动物是否出现癫痫发作。采用改良的racine评分量表对癫痫发作活动进行评分,并记录癫痫发作的次数和强度。
接下来,用笔在笼子上滑动以制造一些噪音,然后将每只动物转移到另一个盒子中再移回。对于未自发惊厥或经轻柔摇晃笼子后仍未惊厥的动物,通过更强烈的操作诱发惊厥,同时小心地抓住小鼠尾巴,从左向右翻转使其倒置。再次观察每只动物的惊厥行为,并对后续的笼子重复此过程。
如果在药物注射期间或随后的癫痫发作观察监测期间出现行为性癫痫发作,则进行记录。观察到的数据以热图形式呈现,通过不同颜色表示癫痫发作的不同阶段。通过记录脑电图(EEG),可在感染TMEV数月后的慢性阶段识别出多种癫痫样事件。
对海马变性及感染TMEV的癫痫小鼠进行定量分析,结果显示与对照组相比,TMEV感染小鼠的海马区域显著减小,脑室区域相应增大。免疫组织化学分析可提供多种参数信息,例如炎症细胞的存在情况。本实验中,对包含海马的脑切片使用抗体进行染色,以标记T淋巴细胞。
假感染动物未显示T细胞浸润,而大多数TMEV感染小鼠出现中度浸润。部分感染小鼠显示T淋巴细胞严重浸润。并非所有动物在每次观察期间均出现癫痫发作。
此外,惊厥的最高发生率出现在接种后的第五天和第六天。我们使用TMEV模型来测试新型抗惊厥药物对感染诱发惊厥的有效性。同时也可以评估伴随的行为学改变和电生理学改变的相关检测指标。
TMEV 模型为癫痫研究领域提供了首个由中枢神经系统感染诱发的颞叶癫痫模型,使得研究人员能够探究感染后癫痫发生的潜在机制。
本研究探讨了在C57BL/6小鼠中的Theiler's鼠类脑脊髓炎病毒(TMEV)模型,该模型可复制人类病毒性脑炎和癫痫症状。研究旨在阐明中枢神经系统感染所致癫痫发作的发病机制,并评估癫痫治疗的潜在靶点。
利用TMEV平台建立感染性病因癫痫模型,可实现对中枢神经系统感染所致癫痫发生的机制性风险评估和靶点验证。该模型通过复制与人类疾病相关的急性和慢性癫痫表型,为早期发现和转化研究提供可靠的预测依据。其应用有助于针对高风险患者群体的新型抗癫痫药物研发项目的筛选与优先级排序。
TMEV 模型整合了从早期发现到先导物鉴定及感染诱发癫痫的临床前验证的全过程。