Name: 小鼠儿科脑震荡模型:闭合性颅脑损伤伴长期疾病 （CHILD） (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-02-07T13:40:00.000+00:00
Duration: 7 min 1 s
Description: 了解CHILD闭合性颅脑损伤模型，用于研究小儿脑震荡后的长期神经炎症、白质改变和行为功能障碍。该模型帮助科研人员评估轻度创伤性脑损伤对发育中大脑的终身影响。

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本方法论文由 Eranet Neuron Neuvasc（Badaut）、法国国家科研署 Nanospace 项目（Badaut）、法国国家科学研究中心 IRP IINOVAtion 项目（Badaut）以及美国国立卫生研究院神经疾病与中风研究所资助，资助编号分别为 1R01NS119605（Obenaus, Badaut）和 1RF1NS138032（Obenaus, Territo）。&#160;图 1 使用 BioRender.com 制作。

实验在两个地点重复进行，分别为法国波尔多大学和美国加利福尼亚大学河滨分校（加利福尼亚州，美国）。
在波尔多，所有实验均使用在大学动物设施中繁育的 P17 雄性和雌性 C57Bl6J 小鼠进行。初始种鼠购自商业来源，并在标准条件下饲养，光照周期为 12 小时黑暗/12 小时光照，温度为 21 °C ± 1 °C，湿度为55% ± 10%，并提供食物和水 随意摄取实验操作遵循波尔多大学动物护理委员会的规定、法国关于实验动物使用的法律法规（授权号 #29324-2021012118549817 v3）、欧洲理事会指令（86/609/EEC）以及ARRIVE指南。本方案作为一种轻度创伤性脑损伤模型，不会引起疼痛或痛苦，因此无需额外的特殊镇痛处理，常规镇痛管理即可。幼鼠（TBI组、假手术组）于出生后第25天（P25）成功断奶。
在中国台湾，Riverside 实验室从商业渠道获得妊娠13天的 C57Bl6J 雌性小鼠，所有实验均使用其后代在出生后17天（P17）的雄性和雌性幼鼠进行。动物饲养于自动控制的12小时光照/12小时黑暗循环环境中，温度维持在 21 °C母鼠和幼崽均具有 随意摄取 可自由获取食物和水。所有实验程序均经加州大学河滨分校机构动物照护与使用委员会批准，并符合《动物福利法》和公共卫生服务政策。该设施内的所有幼鼠（TBI组、假手术组）均在出生后第21天断奶。
本研究中使用的动物、试剂和设备的详细信息见材料表。
1. 初步步骤
<ol>
	<li>为防止低体温，提前使用加热垫预热麻醉诱导用的密闭室以及动物复苏笼。</li>
	<li>将立体定位仪调整至冲击装置垂直（90°角）的位置。</li>
	<li>确认所有部件均已正确拧紧并固定，且活塞已牢固地旋紧在冲击装置上。</li>
	<li>裁剪一块适合立体定位仪的铝箔（本实验中为 18 cm × 30 cm）。所用铝箔为标准纯度铝材。将铝箔包裹在立体定位仪框架上，形成供动物放置的垫层，并使用普通实验室胶带固定铝箔的位置和张力，以承受动物体重。</li>
	<li>打开冲击控制器，并根据损伤严重程度设定冲击速度：轻度损伤（G1）设为 2 m.s-1，较严重损伤（G2）设为 3 m.s-1（调整此参数将影响脑震荡的严重程度）。</li>
	<li>称量动物体重。对于 C57Bl6 小鼠，在 P17 阶段，动物体重必须超过 5.9 g；低于该体重的动物应被排除。 
	注意：在某些研究中使用了 CD1 小鼠，其 P17 阶段的体重阈值设定为超过 6.5 g（个人数据）。</li>
</ol>
2. 青少年轻度创伤性脑损伤操作步骤
<ol>
	<li>将小鼠暴露于异氟烷中5分钟以进行麻醉。设置气体组成为2.5%的混合气（本实验中载气为含21%氧气的合成空气），流速为1.5 L/min。 
	注意：从本步骤开始，所有操作必须迅速完成，因为未受影响的小鼠将在5分钟内苏醒。</li>
	<li>将小鼠头部置于撞击器下方。幼鼠应完全伸展。撞击头直径为3 mm，并覆盖有橡胶，以减少金属对颅骨的影响。</li>
	<li>将旋钮切换至伸展（Extend）位置，以降低撞击器。</li>
	<li>粗略降低撞击器，并调整小鼠位置，使撞击器位于两耳之间。然后推动小鼠，使活塞尖端向前移动相当于一个活塞尖端的距离，并向左移动一个活塞尖端的距离（见图1）。 
	注意：假手术动物应略微偏离活塞位置（动物任何部位均不应受到撞击）。</li>
	<li>降低撞击器，使其接触动物头部（图1E2）。</li>
	<li>将撞击器设置为回缩（Retract）状态（图1E3）。</li>
	<li>为确定损伤程度，轻度损伤等级1（G1）时将活塞向下移动1 mm；更严重的损伤等级2（G2）则将活塞向下移动3 mm（图1E4）。</li>
	<li>无论损伤程度如何，均将停留时间设为0.1 s（修改此参数不会影响脑震荡的严重程度）。</li>
	<li>按下右侧旋钮上的撞击（Impact）按钮（图1E5）。</li>
	<li>迅速将左侧旋钮调至关闭位置，以防系统过热。更多信息请参见流程图（图2）。</li>
</ol>
<img alt="小鼠脑部撞击实验；显示活塞位置和测量的示意图；损伤模型设置。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67667/67667fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图 1"> 
图 1：撞击头的位置设置。（A）首先将撞击头置于两耳之间的中线上。（B）然后将撞击头向前移动 3 mm（相当于撞击头直径）。（C）最后将活塞头向小鼠左侧移动 3 mm。（D、E）撞击头相对于磁性套筒的可能位置。（D）撞击装置相对于活塞本体有三个位置（中立位、回缩位或伸出/撞击位），各位置之间相距 5 mm。（E）在操作不同阶段，撞击头相对于颅骨表面的位置。（1）撞击装置处于中立位置；（2）将活塞移动至轻轻接触动物颅骨（步骤 2.5）；（3）然后将撞击装置设为回缩状态（步骤 3.6）；（4）将整个撞击装置本体向下移动 x mm（步骤 2.7）。对于 G1 等级，撞击速度（y）为 2 m·s-1，深度（x）为 1 mm；对于 G2 等级，撞击速度（y）为 3 m·s-1，深度（x）为 3 mm。（5）按下杠杆impact后，撞击头以 y 速度向下移动至颅骨表面以下 x mm，并在停留时间结束后返回中立位置。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67667/67667fig01large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="用于小鼠脑损伤诱导的立体定位冲击装置设置；操作步骤和对照示意图。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67667/67667fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图 2"> 
图 2：CHILD 实验流程图。 该流程图详细描述了在出生后第17天（PND17）小鼠中诱导 CHILD 的各个步骤，并采用颜色编码以表示脑震荡诱导的不同阶段。装置照片包括（A）完整的 CHILD 诱导装置（麻醉设备未显示），包含冲击控制器、装有冲击头并位于拉紧锡箔上方的立体定位仪，以及放置在加热垫上的恢复箱。（B）带刻度的橡胶冲击头（3 mm）。（C）立体定位仪，其框架上绷紧锡箔，电磁冲击装置的冲击头位于锡箔上方。（D）放置在加热垫上的恢复舱。（E）冲击控制器，配有兩個控制开关，在流程图中已高亮标出（红框 = 伸出/缩回/关闭；紫框 = 冲击切换）。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67667/67667fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
3. 创伤后随访
注意：以下步骤可进行录像记录，以便离线分析，使实验人员能够连续对多个动物进行 CHILD 操作。尽管如此，仍应定期并反复评估动物的健康状况。
<ol>
	<li>记录是否存在呼吸暂停（撞击后立即发生）及其持续时间，并记录撞击时是否有头部旋转。</li>
	<li>将小鼠置于恢复笼中，使其右侧卧位。</li>
	<li>记录小鼠的翻正时间（以后肢直立）以及恢复探索行为的时间。通常，假手术小鼠在3-4分钟内苏醒，并在苏醒后3-4分钟内恢复探索行为。图3）。小鼠在撞击后7-12分钟内苏醒（图3A）并在撞击后12-18分钟内恢复探索图3B），根据性别和撞击严重程度（图3A，B). 
	注意：如果受试动物在30分钟内未恢复探索行为，则该动物被排除。</li>
	<li>完全恢复后，将动物放回其原代笼具。此时，假手术小鼠与CHILD小鼠（G1或G2严重程度）的行为应完全相同，且同窝内的动物组间不应可区分。 
	注意：动物在损伤后可维持长达18个月14 在方法部分开头所述条件下，可结合 MRI 测量、微型显微镜成像、组织学和免疫组织化学，通过一系列测试进行行为学结果评估。12早期时间点可采用GFAP和NeuN的免疫组织化学染色，以验证模型及组织学改变的存在。</li>
</ol>
4. 免疫组织化学
注意：损伤后一天，G2组和假手术组的动物（G2组 n = 4 只小鼠，假手术组 n = 4 只小鼠）被麻醉，并通过心脏灌注4%多聚甲醛（PFA），该溶液用0.1 M磷酸盐缓冲液（PBS）配制，pH 7.4，4 °C条件下进行。脑组织从颅骨中取出10，浸入相同的PFA溶液中固定过夜，随后转移至含叠氮化钠（0.1%）的PBS中，再进行切片。接着使用振动切片机制备冠状面切片，厚度为50 µm。长期储存时，切片置于冷冻保护液（含30%乙二醇和20%甘油的PBS溶液）中，保存于-20 °C直至使用。为表征脑震荡对脑内胶质增生和神经元丢失的影响，按如下所述进行针对GFAP和NeuN的免疫组织化学染色。
<ol>
	<li>用 PBS 缓冲液将脑切片清洗 4 次，每次 10 分钟。</li>
	<li>将切片转移至封闭液（含 1% BSA 和 0.3% Triton X-100 的 PBS）中，室温（RT）孵育 10 分钟。</li>
	<li>在 4 °C 下，用封闭液稀释以下一抗，对切片进行过夜孵育：鸡抗 GFAP 抗体（1:3000）和兔抗 NeuN 抗体（1:500）。</li>
	<li>在振荡条件下，用 PBS 缓冲液将切片清洗 4 次，每次 10 分钟。</li>
	<li>随后，将切片转移至含荧光二抗的封闭液中，室温孵育 1 小时，二抗稀释比例为 1:1000，包括 Alexa-Fluor-488-nm 山羊抗兔抗体和 Alexa-Fluor-568-nm 山羊抗鸡抗体。</li>
	<li>在振荡条件下，再用 PBS 缓冲液将切片清洗 4 次，每次 10 分钟。</li>
	<li>使用封片剂将切片封固于载玻片上，并加盖盖玻片。将载玻片保存在 4 °C，直至进行图像采集。</li>
	<li>使用落射荧光显微镜结合 Micromanager 软件进行免疫荧光成像。使用 10 倍物镜配合拼接插件，获取同侧和对侧半脑的拼接图像。 
	注意：省略一抗或二抗的阴性对照染色未显示可检测到的标记信号。如需更详细的图像分析，可使用 Fiji 软件15 对不同感兴趣区域中的免疫染色参数进行定量分析16。</li>
</ol>

CHILD Model &#8212; Recapitulating Juvenile Concussion and Long-Term Outcomes in Mice

<ol><li>Dewan, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+the+global+incidence+of+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Estimating the global incidence of traumatic brain injury.</a> J Neurosurg. 130 (4), 1080-1097 (2018).</li>
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<li>Fesharaki-Zadeh, A., Datta, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+overview+of+preclinical+models+of+traumatic+brain+injury+%28TBI%29%3A+Relevance+to+pathophysiological+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Neurosci%22%5BJournal%5D)">An overview of preclinical models of traumatic brain injury (TBI): Relevance to pathophysiological mechanisms.</a> Front Cell Neurosci. 18, (2024).</li>
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<li>Czeiter, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood+biomarkers+on+admission+in+acute+traumatic+brain+injury%3A+Relations+to+severity%2C+CT+findings+and+care+path+in+the+CENTER-TBI+study%5BTitle%5D)+AND+%22EBioMedicine%22%5BJournal%5D)">Blood biomarkers on admission in acute traumatic brain injury: Relations to severity, CT findings and care path in the CENTER-TBI study.</a> EBioMedicine. 56, 102785(2020).</li>
<li>Edwards, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serum+GFAP%2C+NfL%2C+and+tau+concentrations+are+associated+with+worse+neurobehavioral+functioning+following+mild%2C+moderate%2C+and+severe+TBI%3A+A+cross-sectional+multiple-cohort+study%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurol%22%5BJournal%5D)">Serum GFAP, NfL, and tau concentrations are associated with worse neurobehavioral functioning following mild, moderate, and severe TBI: A cross-sectional multiple-cohort study.</a> Front Neurol. 14, 1223960(2023).</li>
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</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

方案中的关键步骤 
本文所述的 CHILD 方案需要使用电磁撞击器（图 2A），其作用包括：（1）标准化撞击参数（速度、深度、持续时间）；（2）确保实验室内及不同实验室之间的可重复性；（3）可方便地从商业渠道获得。另一个关键组件是用于撞击啮齿类动物头部的撞击头。撞击头可采用多种材料，从硅胶到金属均可，但本方案使用的是取自 2 mL 注射器推杆的橡胶头（图 2B）。选择橡胶头的原因在于能够将撞击力和旋转传递至颅骨，同时避免引发颅骨骨折。在 G2 小鼠中，有少数个体出现了颅骨骨折，无论是否伴有硬膜下出血。使用电磁撞击器还允许通过调节撞击速度/持续时间以及深度来控制损伤严重程度，正如 G1 和 G2 分组设计中所采用的方法。为确保可重复性，撞击器在头部的位置应仔细对准；然而，由于头部旋转在病理生理过程中起着重要作用，因此微小的位置差异对损伤结果影响不大。
另一个关键组分是小鼠在遭受头部撞击时所放置的介质。已有多种报道使用了不同...

儿童创伤性脑损伤（TBI）是一个重要的健康问题，是导致儿童急诊就医的首要原因，并与远期严重的健康后果相关。即使是占所有TBI病例75%的轻度TBI（mTBI）1，也会导致长期的异常，包括生理、心理、神经和认知功能障碍2。尽管儿童轻度TBI发生率高且具有显著的健康风险，但导致慢性功能缺陷的病理、细胞和分子机制仍研究不足。这一知识空白阻碍了儿童轻度TBI有效治疗和诊断方法的开发。
成年啮齿类动物创伤性脑损伤（TBI）模型包括自由落体打击、控制性皮层冲击和液体冲击损伤，可通过调整参数诱导中度至重度损伤（取决于所采用的评估指标）3,4。其中许多成年动物模型已被改造用于研究儿童TBI5,6。在过去十年中，研究人员已开发出基于闭合性头部损伤及旋转机制的啮齿类动物轻度TBI（mTBI）模型7。然而，相较于成年TBI的研究文献，这些模型在发育期啮齿类动物中的应用仍较为有限8。为提高临床相关性，并涵盖能够模拟儿童临床异质性的多种损伤严重程度，本研究建立了“伴长期功能障碍的闭合性头部损伤”（Closed Head Injury with Long-term Disorder, CHILD）TBI模型。CHILD模型是一种非手术、非固定式脑震荡模型，采用出生后17天（P17）的小鼠，该发育阶段对应于人类2至3岁儿童髓鞘化达到高峰的时期9。通过电磁撞击装置对轻度异氟烷麻醉的小鼠体感皮层区域施加冲击力。对非固定的头部施加撞击可导致脑组织产生旋转力10，这与临床大量脑震荡报告中描述的机制一致。与临床轻度TBI表现一致，CHILD模型不会导致颅骨骨折或在常规神经影像学检查中出现可见异常。
CHILD 模型具有多个优势。首先，在 CHILD 模型中已观察到早期和长期的病理特征，能够模拟儿童脑震荡患者中所见的临床病理特征。在较晚的时间点已观察到胶质细胞增生、弥散张量 MRI 改变、随年龄进展的行为异常10,11、神经元活动及可塑性的改变11,12。有趣的是，单次儿童期脑损伤后，长期还发现了此前未预料到的外周后果，包括心脏异常13。其次，该模型具有可重复性，在不同研究者和不同实验室之间均显示出可比的结果13。第三，CHILD 模型具有灵活性，可进一步扩展以涵盖创伤性脑损伤（TBI）的异质性特征。例如，既往研究表明，不同冲击速度和深度会导致不同损伤程度10,11。最后，该模型的另一优势在于 CHILD 可进行多次施加，并可轻松应用于不同脑区，以探究对重复损伤的反应并识别易受损的脑区。
总体而言，CHILD 模型能够模拟临床儿科轻度创伤性脑损伤（mTBI）和脑震荡，可作为研究工具，有助于深入理解儿科轻度创伤性脑损伤的病理生理特征。尽管目前尚无任何模型能够涵盖真实脑外伤病例中所有临床特征，但该模型能够解决许多尚未回答的重要研究问题。

<table><tbody><tr><td>BSA</td><td>Sigma Aldrich Chimie S.a.r.l&lt;br/&gt; 80 Rue de Luzais&lt;br/&gt; L'lsle-d'Abeau Chesnes - BP701&lt;br/&gt; 38297 圣康坦法拉维耶尔邮政信箱&lt;br/&gt; 法国</td><td>A7030</td><td></td></tr><tr><td>C57Bl6J 小鼠&amp;nbsp;</td><td>Charles River Laboratory France CRLF 9 All. Moulin Berger, 69130 &amp;Eacute;库利，法国</td><td></td><td>波尔多</td></tr><tr><td>电磁冲击器</td><td>Leica Biosystems，伊利诺伊州里士满，美国</td><td>Impact One 立体定位撞击器</td><td></td></tr><tr><td>落射荧光显微镜</td><td>奥林巴斯，BX41，美国宾夕法尼亚州森特瓦利</td><td></td><td></td></tr><tr><td>乙二醇</td><td>Sigma Aldrich Chimie S.a.r.l&lt;br/&gt; 80 Rue de Luzais&lt;br/&gt; L'lsle-d'Abeau Chesnes - BP701&lt;br/&gt; 38297 圣康坦法拉维耶尔邮政信箱&lt;br/&gt; 法国</td><td>102466</td><td></td></tr><tr><td>GFAP一抗</td><td>Millipore，Billerica，MA</td><td>AB5541</td><td>鸡抗 GFAP</td></tr><tr><td>GFAP 二抗</td><td>Molecular Probes，Invitrogen</td><td>A11034</td><td>山羊抗兔 AlexaFluor&amp;nbsp; 488</td></tr><tr><td>甘油</td><td>Sigma Aldrich Chimie S.a.r.l&lt;br/&gt; 80 Rue de Luzais&lt;br/&gt; L'lsle-d'Abeau Chesnes - BP701&lt;br/&gt; 38297 圣康坦法拉维耶尔邮政信箱&lt;br/&gt; 法国</td><td>G5516</td><td></td></tr><tr><td>重型铝箔</td><td>Kirkland</td><td>RK611</td><td>在Cosco获得</td></tr><tr><td>Micromanager 软件&amp;nbsp;</td><td>（美国国立卫生研究院，美国）</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NeuN 一抗</td><td>AbCam，剑桥，发现大道&lt;br/&gt; 生物医学园区&lt;br/&gt; 英国剑桥，CB2 0AX</td><td>AB128886</td><td>兔抗 NeuN</td></tr><tr><td>NeuN 二抗</td><td>Molecular Probes，Invitrogen</td><td>A11041</td><td>山羊抗鸡 AlexaFluor 568</td></tr><tr><td>PBS</td><td>Sigma Aldrich Chimie S.a.r.l&lt;br/&gt; 80 Rue de Luzais&lt;br/&gt; L'lsle-d'Abeau Chesnes - BP701&lt;br/&gt; 38297 圣康坦法拉维耶尔邮政信箱&lt;br/&gt; 法国</td><td>P5493</td><td></td></tr><tr><td>PFA</td><td>Sigma Aldrich Chimie S.a.r.l&lt;br/&gt; 80 Rue de Luzais&lt;br/&gt; L'lsle-d'Abeau Chesnes - BP701&lt;br/&gt; 38297 圣康坦法拉维耶尔邮政信箱&lt;br/&gt; 法国</td><td>1.04003</td><td></td></tr><tr><td>叠氮化钠</td><td>Sigma Aldrich Chimie S.a.r.l&lt;br/&gt; 80 Rue de Luzais&lt;br/&gt; L'lsle-d'Abeau Chesnes - BP701&lt;br/&gt; 38297 圣康坦法拉维耶尔邮局信箱&lt;br/&gt; 法国</td><td>26628-22-8</td><td></td></tr><tr><td>立体定位仪支架 - 底座</td><td>KOPF 仪器公司，7324 Elmo 街，Tujunga，CA 91042 &amp;Eacute;美国</td><td>900-C</td><td></td></tr><tr><td>立体定位仪 - 电极操作器</td><td>KOPF 仪器公司，7324 Elmo 街，Tujunga，CA 91042 &amp;Eacute;美国</td><td>960</td><td></td></tr><tr><td>立体定位仪 - U型架</td><td>KOPF 仪器公司，7324 Elmo 街，Tujunga，CA 91042 &amp;Eacute;美国</td><td>900-U</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma Aldrich Chimie S.a.r.l&lt;br/&gt; 80 Rue de Luzais&lt;br/&gt; L'lsle-d'Abeau Chesnes - BP701&lt;br/&gt; 38297 圣康坦法拉维耶尔邮政信箱&lt;br/&gt; 法国</td><td>X100</td><td></td></tr><tr><td>Vectashield</td><td>Vector Laboratories</td><td>H-1000-10</td><td>封片剂</td></tr><tr><td>振动切片机</td><td>Leica Biosystems，伊利诺伊州里士满，美国</td><td>VTS1000</td><td></td></tr><tr><td></td><td>杰克逊实验室 Jackson Laboratory 
600 Main Street, Bar Harbor, ME, 美国 04609</td><td></td><td>加州大学河滨分校</td></tr></tbody></table>

小鼠儿科脑震荡模型：伴有长期功能障碍的闭合性头部损伤（child）

A Pediatric Concussion Model in Mice: Closed Head Injury with Long-Term Disorders (CHILD)

儿童时期的脑震荡和轻度创伤性脑损伤（mTBI）构成重大的健康威胁，许多患者在后期生活中表现出严重的生理、神经和心理社会功能障碍。目前对这些损伤的细胞与分子病理生理机制了解甚少，这一重大知识空白阻碍了针对慢性后遗症的特异性治疗策略的研究。现有的单一动物脑震荡模型均无法完全模拟人类患者所表现出的所有特征，当前的模型通常针对特定研究问题而设计。我们旨在建立一种能够重现临床早期及长期症状的青少年脑震荡模型，命名为伴有长期功能障碍的闭合性头部损伤（Closed Head Injury with Long-term Disorder, CHILD）。在该模型中，通过施加脑震荡力 通过 将电磁撞击器作用于轻度麻醉且头部可自由旋转的出生后第17天（P17）未束缚小鼠的头部。小鼠被置于固定在立体定位装置上的紧绷锡箔上，撞击器被精确对准目标皮层区域。电磁撞击器可调节撞击深度、停留时间和持续时间，以控制损伤严重程度。该模型的一个优势在于允许头部自由旋转，这是重要的临床特征。撞击后，立即记录小鼠翻正反射时间和开始探索环境的时间，随后将其放回母鼠身边。随着脑震荡严重程度的增加，部分小鼠会出现颅内出血。可根据需要对小鼠在整个生命周期中进行行为学和神经影像学的常规监测。不同损伤程度可模拟青少年脑震荡的异质性特征。目前标准的CHILD模型不出现颅骨骨折，常规神经影像学无可见改变（与临床情况相似），但会导致进行性且持续的神经元死亡、弥散MRI改变、神经元活动与可塑性异常、胶质增生，以及随年龄增长而逐渐加重的行为异常。总之，该CHILD模型可模拟许多临床脑震荡患者所表现出的早期及长期特征。

CHILD 模型是一种相对快速且可重复的幼年小鼠轻度创伤性脑损伤（mTBI）模型，同时允许损伤严重程度和位置的变化。正如预期，CHILD 小鼠在闭合性头部损伤后的恢复时间显著延长（图 3）。当合并各组数据（n = 36 雌性假手术组，n = 140 雄性假手术组，n = 30 雌性 G1 组，n = 55 雄性 G1 组，n = 32 雌性 G2 组，n = 141 雄性 G2 组）时，观察到翻正时间延迟（图 3A，三因素方差分析 p &lt; 0.001）以及恢复探索行为所需时间延长（图 3B，三因素方差分析 p &lt; 0.001）。恢复期还依赖于撞击的严重程度（图 3，G1 vs G2；三因素方差分析，p &lt; 0.001，两个参数均显著）。性别效应明显，同龄雌性小鼠相较于雄性在翻正时间和开始探索时间上均表现出更长的恢...

儿童脑震荡可能导致长期后遗症，伴随生理和心理方面的紊乱。该儿童脑震荡小鼠模型可导致长期的神经炎症、白质改变以及神经元结构变化，并伴随行为功能障碍。该模型可调整用于不同冲击部位或重复性脑震荡，以评估终生影响的变化。

小鼠儿科脑震荡模型：伴有长期功能障碍的闭合性头部损伤（CHILD）

儿童时期的脑震荡和轻度创伤性脑损伤（mTBI）构成重大的健康威胁，许多患者在日后生活中……

在过去十年中，研究人员已利用闭合性头部损伤在啮齿类动物中建立了轻度创伤性脑损伤模型。然而，与成年动物创伤性脑损伤的研究相比，这些模型在发育期啮齿类动物中的应用仍较为有限。为了提高临床相关性，本研究建立了一种伴有长期功能障碍的闭合性头部损伤模型，即 CHILD TBI 模型。长期以来，创伤性脑损伤的研究主要集中在重度脑损伤的后果上。在过去的二十年中，轻度创伤性脑损伤的影响已被报道，但针对其长期后果的研究仍然较少。随着神经影像学的新进展，人们对长期结局的关注日益增加，而这些长期结局在儿童模型中此前一直缺乏研究。CHILD 模型旨在填补这一空白。利用 CHILD 模型，我们已表征了大脑中随年龄增长而出现的进行性且持续性的变化，包括神经元死亡、弥散 MRI 改变、神经元活动与可塑性异常、胶质增生加剧、进行性行为紊乱以及心脏功能障碍。我们新建立的 CHILD 模型具有可在不同实验室中实施和重复的优势。随着广泛应用，我们有望进一步拓展对儿童脑震荡长期后果的认识。利用 CHILD 模型，我们正在持续研究重复性应激的影响及其后果。我们已开始探索出生后早期感染与 CHILD 的联合作用如何影响长期结局。此外，我们观察到在反复应激后血管床受到保护，提示早期感染后可能发生了预处理效应，但这仍有待进一步研究。开始前，使用加热垫提前预热用于麻醉诱导的舱室以及恢复笼，以防止低体温。将立体定位仪设置好，并使撞击装置以90度角安装。确认立体定位仪的所有部件均已正确拧紧并固定。检查活塞是否已牢固地拧入撞击器中。接着，剪裁一块铝片，并用铝箔包裹立体定位架，以制成供动物放置的垫层。使用实验室胶带固定箔片的位置和张力，以支撑动物的体重。随后，打开撞击器控制器，并根据损伤程度将撞击速度调整为一级伤情每秒两米或二级伤情每秒三米。然后，使用电子天平称量动物体重。麻醉小鼠后，将小鼠头部置于撞击器下方。确保幼鼠身体完全伸展。确认直径为三毫米的撞击器尖端已覆盖橡胶，以尽量减少金属与颅骨的接触。现在，将旋钮切换至“Extend”位置以降低撞击器。大致降低撞击器，使其位于小鼠两耳之间。然后移动小鼠，使活塞尖端向前移动相当于一个活塞尖端长度，并向左移动一个尖端长度的距离。将撞击器设置为“回缩”位置，然后调节活塞位置以确定损伤程度。无论损伤程度如何，均将停留时间设为0.1秒。按下右侧旋钮上的冲击按钮以启动冲击。迅速将左侧旋钮转至“关闭”位置，以防止系统过热。然后，将小鼠置于恢复笼中右侧卧位。记录小鼠四足站立时的持续时间。注意其恢复探索行为的时间。待其完全恢复后，将小鼠放回其饲养笼中。在振荡条件下，用 PBS 每次 10 分钟，清洗脑切片四次。将脑切片转移至封闭液中，在室温下孵育 10 分钟。将一抗用封闭液稀释后，加入脑切片。将切片在4°C条件下孵育过夜。孵育结束后，在振荡条件下用PBS洗涤切片4次，每次10分钟。将切片转移至含有荧光标记二抗的封闭液中（抗体按1:1000稀释），室温孵育1小时。用 PBS 清洗切片四次后，使用封片剂将切片封固于载玻片上。在每张载玻片上加盖盖玻片，随后于 4°C 保存，直至进行图像采集。使用落射荧光显微镜结合 Micro-Manager 软件采集免疫荧光图像。G2组雌性小鼠的站立时间显著长于同组雄性小鼠，且两性小鼠的站立时间均较假手术对照组长，G1与G2组之间的严重程度差异更为明显。G2组雌性小鼠的探索时间显著长于雄性小鼠，且两性小鼠的探索时间均高于假手术对照组，G1与G2组之间表现出显著的严重程度依赖性增加。与假手术对照组相比，在损伤后1天，G2组同侧体感皮层出现星形胶质细胞增生，表现为胶质纤维酸性蛋白染色增强。NeuN免疫组织化学结果显示，在损伤后1天未见显著的神经元丢失。

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Research

科研

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Neuroscience

神经科学

小鼠儿科脑震荡模型:闭合性颅脑损伤伴长期疾病 （CHILD） 

来源：Yang, Z., 等. 小鼠重复性脑震荡损伤模型. J. Vis. Exp.

在小鼠模型中模拟重复性脑震荡损伤

脑震荡是创伤性脑损伤中最常见的类型。因此，一种可重复的动物脑震荡模型，若能复制患者损伤的重要特征，则可能为以严谨、可控且高效的方式研究脑震荡提供有效手段。...

小鼠重复性脑震荡损伤模型

运动员每年会遭受数百次轻度创伤性脑损伤（mTBI）或脑震荡；然而，这些损伤对大脑所造成的影响尚不明确。因此，建立一种能够稳定重现临床相关症状的单次及重复性mTBI动物模型，将有助于推动对轻度创伤性脑损伤和脑震荡的研究进展。...

单次与重复性轻度创伤性脑损伤的小鼠模型

本方案描述了小鼠模型中的轻度创伤性脑损伤。具体而言，详细阐述了一步一步诱导轻度中线闭合性头部损伤的方法以及该动物模型的表征。...

小鼠轻度创伤性脑损伤的电磁控制闭合式头部模型

本文介绍了一种闭合性轻度创伤性脑损伤（mTBI）大鼠模型，并对其进行了验证，结果显示该模型在急性期和亚急性期的行为学表现与人类轻度创伤性脑损伤具有显著相似性。...

闭合性头部轻度创伤损伤大鼠模型及其验证

本方案介绍了一种通过闭合性头部损伤（CHI）方法诱导的重复性轻度创伤性脑损伤（rmTBI）小鼠改良模型。该方法采用颅骨变薄窗口结合液体打击技术，可减少因脑膜暴露所引起的常见炎症反应，同时提高了在啮齿类动物中建立rmTBI模型的可重复性和准确性。...

改良的小鼠重复性轻度创伤性脑损伤模型结合颅骨变薄窗与液体打击技术

本文描述了秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis...

长期嗅觉适应的分子读出 秀丽隐杆线虫

嗅鞘细胞（OECs）是神经嵴细胞，能够支持初级嗅觉神经元的生长。这一特殊特性可用于细胞移植。本文介绍了一种基于在喉神经损伤模型中使用OECs的细胞移植模型。...

移植嗅鞘细胞以评估外周神经损伤后的功能恢复

活体成像哺乳动物胚胎耳蜗具有挑战性，因为相关发育过程在十天内呈现时间梯度变化。本文介绍一种方法，用于培养并连续五天对来自荧光报告小鼠的胚胎耳蜗外植体组织进行成像。...

小鼠耳蜗组织外植体的长期延时成像

本文介绍了一种在果蝇（Drosophila）中诱导闭合性头部创伤性脑损伤（TBI）的方法。该方法可利用果蝇丰富的实验工具和技术，为研究TBI病理过程中所涉及的细胞与分子机制提供途径。...

一种在Drosophila中诱导闭合性头部创伤性脑损伤的方法

了解CHILD闭合性颅脑损伤模型，用于研究小儿脑震荡后的长期神经炎症、白质改变和行为功能障碍。该模型帮助科研人员评估轻度创伤性脑损伤对发育中大脑的终身影响。

小鼠儿科脑震荡模型：伴有长期功能障碍的闭合性头部损伤（CHILD）

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