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脑声问答(109)期丨不同品系小鼠在大脑中动脉栓塞模型中差异

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将C57BL/6和ICR小鼠分为4组,分别为C57BL/6正常组、C57BL/6模型组、ICR正常组、ICR模型组。本着减少动物伤害的原则,设C57BL/6正常组和ICR正常组为5只,C57BL/6模型组和ICR模型组分别设10只。

局灶性脑缺血再灌注损伤模型(栓线法)

C57BL/6和ICR模型组小鼠进行大脑中动脉栓塞(MCAO)造模。0.5%戊巴比妥钠麻醉,颈部备毛、消毒,做正中切口,分离右侧颈总动脉(common carotid artery,CCA)、颈外动脉(external carotid artery,ECA)、颈内动脉(internal carotid artery,ICA),微动脉夹夹闭ICA,近心端结扎CCA、ECA、距CCA分叉部2mm处剪口,将栓线插入到ICA,在CCA远心端轻系栓线。用眼科镊将线栓向脑部送入,线栓的线直径0.16mm,头部直径0.20±0.01mm,插入深度为9mm(血管分叉处至线栓前端的距离)。待确定好插入深度后,系牢CCA远心端的结扎线,线栓插入的时间即为脑缺血的时间。在脑缺血90min时,用镊子缓慢拔出线栓约1cm后剪断线栓,剩余少部分线拴留在CCA中,以防止血管出血。同时血液可由willis环再次进入大脑中动脉,实现脑部血管再灌注。之后缝合动物伤口,回笼饲养,正常供应水和饲料,观察动物状态。小鼠脑内线栓走向如图1所示。

C57BL/6和ICR正常组小鼠仅进行颈部血管分离操作,缝合伤口后,回笼饲养,正常供应水和饲料,观察动物状态。

复合Garcia神经评分

C57BL/6和ICR模型组小鼠分别于缺血后6h和24h进行复合Garcia神经行为学评分,满分为21分,最低分为3分,评分全程在一块20cm×30cm的粗糙平板上进行。

体重变化率测定:

在小鼠术前和术后的24h,分别用电子天平称得其体重,计算其体重变化率。体重变化率的计算方法为:体重变化率(%)=(术前体重-术后体重)/术前体重×100%

脑指数测定:

在小鼠MCAO术后24h,接受0.5%戊巴比妥腹腔注射麻醉,迅速断头处死取前脑,用滤纸小心地吸掉小鼠前脑表面的脑脊液和血液,用电子天平称量得到整脑湿重(精确到0.001g),脑指数的计算方法为:脑指数(%)=整脑湿重/小鼠体重×100%

脑含水量测定:

在小鼠MCAO术后24h,接受0.5%戊巴比妥腹腔注射麻醉,迅速断头处死取前脑,取右半侧缺血侧大脑,轻轻用滤纸吸去表面的血液和脑脊液,置于已称重的培养皿中,用电子天平称湿重(精确到0.001g),然后放入60℃的烘箱中烘烤72h至恒重,称其干重,计算脑组织含水量。脑含水量的计算方法为:脑含水量(%)=(湿重-干重)/湿重×100%。

脑梗死面积测定:

在小鼠MCAO术后24h,接受0.5%戊巴比妥腹腔注射麻醉,迅速断头处死,取脑后及时沿冠状纵切成4片,脑片随即用0.2%TTC(2,3,5-氯化三苯基四氮唑)在37℃恒温下进行染色约20min,拍摄脑片梗死灶分布情况照片,并用image pro plus软件画出每个脑片的缺血面积和全脑片面积,计算脑梗死面积。脑梗死面积的计算方法为:脑梗死面积(%)=梗死面积/全脑片面积×100%。

观察动物生存率:

截止到缺血后的24h,观察C57BL/6和ICR模型组小鼠的生存率。生存率的计算方法为:生存率=存活只数/原始只数×100%。

脑部血管铸型

选择ICR小鼠进行脑部血管铸型。用生理盐水进行灌注,直至冲洗出的血水颜色变浅,肝脏变白,后用自凝牙托水(3.75mL)、自凝牙托粉(2g)、邻二甲基苯丙醛(1.5mL)、红色颜料(0.2g)混匀后从心尖注入小鼠体内。静置24h后,剪掉多余的皮毛和组织,泡入4mol·L-1的氢氧化钾溶液中约一周,即得到ICR小鼠脑血管铸型。


Table1复合Garcia神经行为学评分表

在基础研究中,进行实验之前选择动物的种类是重要的一步,但往往是容易被忽略的地方。此前有研究发现,在MCAO模型制备过程中,动物体重、麻醉方式、线栓插入深度、线栓头段直径等因素对大小鼠造模成功与否均具有十分关键的作用。但实验动物的品系选择往往会对实验数据产生一定的影响,因为不同品系之间的差异是确实存在的。有研究发现ICR、C57BL/6J在学习方面存在差异三个品系中,C57BL/6J小鼠自发活动低,旷场实验焦虑水平高,空间参考记忆优于ICR小鼠;发现C57BL/6小鼠与ICR小鼠在急性应急抑郁模型中的表现有一定差异,在小鼠自发活动量和对新奇环境的探索能力上,C57BL/6小鼠不如ICR小鼠,并且C57BL/6小鼠在急性应激刺激下更易产生行为绝望;在研究肥胖模型时发现C57BL/6J模型组小鼠可形成良好肥胖模型,ICR模型组小鼠与肥胖模型相关的指标,如体重、脂肪重量、Lee’s指数、脂肪细胞横截面面积等,均不如C57BL/6J小鼠变化明显;发现不同品系小鼠在禁食和(或)禁水状况下血糖变化趋势有所不同,表现为ICR小鼠的血糖浓度低于C57BL/6J小鼠,但ICR小鼠的血糖变化幅度较C57BL/6J小鼠更大。在各项实验研究中,需同时考虑不同品系动物之间的差异,从而选择合适的动物进行研究并对数据进行合理分析和解释。

文献引用:

1.急性缺血性脑卒中的临床治疗研究进展[J]. 申青仙;张赛;涂悦;王振国;刘洋.中国医药,2020(04)

2.郑晓宇,宋文婷,李磊,等.C57BL/6和ICR品系小鼠在大脑中动脉栓塞(MCAO)模型中差异的研究[J].世界科学技术-中医药现代化,2022,24(05):1925-1932.

3.The possible roles of necroptosis during cerebral ischemia and ischemia / reperfusion injury[J]. Liao Suchan;Apaijai Nattayaporn;Chattipakorn Nipon;Chattipakorn Siriporn C..Archives of Biochemistry and Biophysics,2020

4.Effects and mechanisms of compound Chinese medicine and major ingredients on microcirculatory dysfunction and organ injury induced by ischemia/reperfusion[J]. Han JingYan;Li Quan;Ma ZhiZhong;Fan JingYu.Pharmacology & therapeutics,2017

5.Blood-brain barrier breakdown in acute and chronic cerebrovascular disease.[J]. Yang Yi;;Rosenberg Gary A.Stroke,2011

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