制备啮齿类动物创伤后癫痫发生的潜伏期模型

摘要

部分分离的皮层（“下切”）是一种研究创伤后癫痫发生的有效动物模型。本文将演示如何制作一种新型外科手术装置，并利用该装置制造更精确且可重复的病灶，以建立此模型。

摘要

部分分离皮层（“下切”）是一种创伤后癫痫发生的动物模型。该手术操作包括切开感觉运动皮层及其下方的白质（下切），从而使大脑皮层的特定区域在很大程度上与邻近皮层及皮层下区域隔离开来^1-3。术后经过两周或更长时间的潜伏期后，可在啮齿类动物的脑片中记录到癫痫样放电¹；而在其他物种（如猫和猴）中则可观察到体内（in vivo）的电生理发作或行为性癫痫发作^4-6。这一成熟的动物模型能够有效模拟创伤性脑损伤的多个重要特征。然而，在小型啮齿类动物脑组织中徒手进行精确的皮层损伤在技术上具有挑战性。基于斯坦福大学David Prince博士实验室最初建立的手术方法¹，本文介绍了一种改进的技术，用于在小鼠和大鼠中制备该动物模型。我们展示了如何制作一种简易的手术装置，并利用该装置更好地控制切割深度和角度，从而获得更精确且可重复性更高的结果。该装置制作简便，操作方法易于掌握。该动物模型的建立为研究创伤后癫痫发生的机制提供了一个高效的实验体系。

方案

1. 制作一种用于 undercut 手术的简易装置

1. 我们设计的 undercut 装置由三个部分组成（图 1）：（1）由不锈钢或塑料制成的支撑板，用于固定导管和针头，在手术过程中横跨颅窗；（2）导管，用于固定针头位置并允许针头旋转；（3）针头，在距离尖端约 3 mm 处呈 90 度弯曲，可通过旋转和插入进行移动。
2. 取一块 1-1.5 mm 厚、7~10 × 30 mm 的矩形不锈钢或透明塑料（1），用于制作支撑板。准备一支 1.5 英寸 22 号（BD 公司，#305156）和一支 1.5 英寸 25 号（BD 公司，#305127）的注射针头。制作导管时，将 22 号注射针头的塑料端和下部针尖切除，使其总长度约为 31-32 mm（2）。打磨金属端，使其平整光滑。该导管的最终长度应比 25 号注射针头短约 5-6 mm。
3. 使用氰基丙烯酸盐胶水将导管固定在支撑板上，确保针头与金属边缘垂直。
4. 将 25 号注射针头插入导管中，并在距离尖端 2.5-3 mm 处将针头弯曲 90 度（图 1）。
5. 通过在针头上端粘接一段小塑料管来调节针头的垂直移动范围（图 1，针头限位器）。针头的最终移动范围决定了其可插入皮层的深度，P21 大鼠应为 1.6-1.8 mm，P21 小鼠应为 1.3-1.5 mm。此长度需根据动物的不同种类和年龄进行调整。
6. 在针头上端沿弯曲尖端方向粘接一段细铜丝或一小段胶带（图 1，针头指示器）。该铜丝或胶带用于....

讨论

潜掘模型是研究创伤后癫痫发生的一种高效系统。典型的手术仅需约20-30分钟即可完成，术后两周可在大多数动物的脑片中记录到诱发性或自发性癫痫样活动^1-2。更重要的是，该模型模拟了创伤性脑损伤后的一些变化特征，如出血、炎症、水肿、轴突切断和神经元死亡⁷。不仅在啮齿类及其他动物中观察到癫痫样活动，而且在具有类似皮层损伤的人类患者中也已记录到癫痫发作⁸。近年来，在阐明其潜在机制方面已取得显著进展。在损伤后>2周的脑片中已记录到自发性和诱发性痫样间歇放电，这些活动被发现起源于大鼠皮层第五层¹。已有证据表明存在神经环路重组、GABA能中间神经元丢失及去抑制现象、神经元膜兴奋性增强以及兴奋性突触连接增强，这些变化尤其明显地出现在皮层第五层^2,9-13。

本文介绍了一种用于制作潜行性损伤（undercut lesions）的新型仪器。当徒手进行潜行手术时，手部震颤常导致难以稳定且精确地制作皮层损伤。尽管通过练习和经验积累可提高手术质量，但损伤的深度和质量仍存在显著差异。本文所介绍的装.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
福多姆微型电机套装	设备	Foredom	K.1070
1.5 英寸 22 号注射器针头	材料	BD Biosciences	305156
1.5 英寸 25 号注射器针头	材料	BD Biosciences	305127
氰基丙烯酸酯胶水	材料	Ted Pella, Inc.	14450