脑声常谈丨创伤性脑损伤小鼠模型及运动功能障碍评估

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TBI（traumatic brain injury，创伤性脑损伤）小鼠模型的构建方法通常涉及模拟人类头部受到外力冲击或穿透性伤害后产生的脑部损伤情形，以研究脑损伤后的病理生理变化、评估药物疗效或探索治疗策略。以下是构建TBI小鼠模型的一些通用步骤和考虑因素：

1. 动物选择与分组：一般选择健康的成年小鼠，常用的品系有C57BL/6或Balb/C等，根据实验需求选择性别和年龄。实验前需随机分组，包括但不限于对照组（未经处理）、假手术组（仅进行手术操作但不造成实际损伤）和多个损伤程度的实验组。

2. 麻醉：使用适当的麻醉剂（如戊巴比妥、异氟醚等）对小鼠进行全身麻醉，确保在整个手术过程中动物处于无痛状态。

3. 剃毛与消毒：在进行手术区域（通常是头顶）剃毛并进行严格的皮肤消毒，以减少术后感染风险。

4. 开颅手术：在特定位置进行开颅，暴露大脑。这一步骤需要精确操作，避免损伤血管和脑组织。

5. 创伤施加：TBI模型的构建有几种常见方法，包括：

重量落体法：在已暴露的大脑表面放置一个金属砧或直接撞击，通过一定高度掉落的重物产生冲击。麻醉小鼠，备皮消毒后，头皮矢状切开，露出颅骨，在右侧头盖骨bregma 和lambda之间矢状缝合线外侧2 mm处钻一个直径 3.5 mm的开口，假手术组即可完成手术。对于实验组小鼠，暴露硬脑膜后进行撞击脑挫伤，撞击速度为4. 5 m/s，撞击持续时间为150 ms，深度为1.5 mm。击打结束后，立即缝合切口，使用加热垫对动物进行保暖，等待麻醉恢复。

可控脑挫伤撞击法（CCI, Controlled Cortical Impact）：使用专门的撞击设备，设定撞击速度、深度和持续时间，以精确控制损伤的程度和位置。

流体 percussion injury (FPI)：通过头部快速施加液体脉冲，模拟非穿透性脑震荡。

6. 伤口闭合与复苏：完成创伤施加后，关闭头皮切口，进行术后护理，包括监控动物苏醒情况、给予抗生素预防感染，并提供适当的疼痛管理。

7. 后续监测与评估：术后定期观察动物的行为表现，如运动协调、认知功能等，并在预定时间点处死动物收集脑组织，进行组织学、生化分析或行为学测试，评估TBI的影响和治疗效果。

8. 数据分析：收集的数据包括但不限于神经功能评分、脑水肿、神经元损失、炎性反应指标等，通过统计分析来确定TBI模型的有效性和研究变量的影响。

TBI小鼠模型的运动障碍评估是评价脑损伤后功能恢复和治疗效果的重要环节。以下是一些常用的评估方法：

1. 平衡木测试（Balance Beam Test）：通过观察小鼠在一根逐渐变窄或带有纹理的平衡木上的行走能力来评估其平衡和协调性。这项测试对轻微的运动缺陷非常敏感，可以检测到由TBI引起的精细运动功能障碍。

2. 疲劳转棒实验（Rotarod）：小鼠被放置在一个旋转的杆上，杆的速度逐渐加快，记录小鼠能够保持在杆上的时间。这种方法可以评估小鼠的运动协调性和耐力，常用于检测运动功能的动态变化。在造模前小鼠需接受3d的转棒实验适应性训 练，将小鼠放置于旋转棒上5 min，每天训练3次。在TBI 造模后6 h，1、3、7 d 与训练同时间段进行实验，记录潜伏时间从放置于转棒至跌落时的时间，即持续在转棒上行走的时间。记录每天3次潜伏时间的平均数作为当天实验结果。

3. 旷场实验（Open Field Test）：通过监测小鼠在开放场地中的自发活动，包括运动距离、探索行为和中央区域停留时间，来评估其运动能力和焦虑样行为。TBI后，小鼠可能表现出运动减少和探索行为的改变。

4. 抓握力测试：通过让小鼠抓住一根横杆并测量其保持抓握的能力，评估其前肢力量和协调性。这可以反映TBI对运动功能的影响，尤其是上肢功能。

5. 步态分析（Gait Analysis）：通过视频追踪或其他技术记录小鼠行走时的步态模式，分析脚间距离、摆动时相、支撑方式等参数，评估运动协调性及肢体运动障碍。高精度的步态分析系统可以提供关于运动功能损伤的详细信息。

6. 跑台试验（Treadmill Test）：被动步态分析，即强迫小鼠在跑步机上行走，通过调整速度和坡度来评估运动耐力和协调性。这对于评价脊髓损伤后的小鼠运动功能恢复尤其有用。

7. BBB评分（Basso, Beattie, and Bresnahan评分）：专门用于评估脊髓损伤后的小鼠后肢运动功能恢复，涵盖从无运动到接近正常行走的一系列运动恢复阶段。

8. 基因编辑或药物处理后的行为学变化对比：对于特定的TBI模型，可以通过比较基因敲除或药物处理后小鼠的行为学表现，来评估治疗方法的效果。

9.神经功能缺陷评分量表( modified neurologicial severity score，mNSS)在造模完成后6h和12 h进行神经功能评分，每次行为测试需要重复两次以验证其有效性，通过观察小鼠的运动平衡力、肌肉状态以及异常运动来评价神经系统。

文献引用：

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