动物模型构建与评估丨航天失重病理特征的小鼠模型

制备一种符合航天失重导致运动失调病理特征的小鼠，可为药物筛选提供新模型。目前常规方法是后肢悬吊法（HU）来制备模拟失重动物模型，但也有一些缺点，如制备时间较长（一般为2周）、受外界干扰因素多等。急需开发并制备耗时短、简单可行的模拟航天失重病理特征的动物模型。

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小鼠分组：

动物于造模前进行平衡木和转棒行为实验训练，选取合格的小鼠随机分为4组：a.对照组（不做任何处理）；b.后肢悬吊组；c.假手术组（磷酸缓冲液（PBS）注射）；d.顶核甲醛注射组。每组8只，单笼饲养。

后肢悬吊组标准模型：

标准模型参照常规的小鼠后肢悬吊法制备。注意调节绳子长度使小鼠后肢刚好离地，身体长轴与水平地面形成30°的倾斜角度。保证小鼠前爪着地可以在鼠笼的一定范围内活动（自由摄食和饮水）。造模持续2周。造模结束后进行平衡木、转棒、步态分析等行为学评估。

小鼠双侧顶核导管埋入及给药向顶核注射组的小鼠腹腔内注射2%戊巴比妥钠，待小鼠完全麻醉后，将其固定在立体定位仪上，用刀片剔除头皮上的毛发后进行双侧顶核埋管手术。手术后将套管内芯拔出，插入内导管，为保证药物进入目标脑区，内导管比套管长0.5mm。用PE管将5μl微量进样器与内导管露在外面的一端相连，并将含有1.5mmol/L甲醛的微量进样器固定于微量进样泵上，参数设置为10min内注射5μl，注射完后停留5min，使药物充分扩散。缓慢拔出内导管，插入内芯。给药过程中注意维持小鼠体温，密切观察小鼠状态。每天给药1次，持续14d。造模结束后进行行为学评估。

平衡木实验

小鼠通过平衡木的时间可用来评估小鼠的平衡和协调能力。8mm平衡木两端10cm处分别用无味的笔做标记，两标记之间的距离为80cm，小鼠通过标记即开始或停止计时。记录小鼠在120s内通过80cm距离的时间（潜伏期，s），超过120s，仍未通过的记为120s。训练期第1天在训练之前，先把小鼠放入平衡木一端的逃生箱内适应环境30min，适应结束之后将小鼠放在平衡木上距逃生箱5cm处，小鼠能自行爬回箱内则开始训练，每天3次，每次间隔5min，造模结束后进行测试，选取训练期第3天和测试期小鼠通过较细平衡木的潜伏期平均值作为造模前后的数据进行统计。

转棒实验

小鼠在转棒上的停留时间可用来评估小鼠运动协调能力。在造模前先对小鼠进行为期3d的训练。第1天先设置5r/min的速度使小鼠适应转棒环境及运动方式1min，期间掉落的小鼠仍然放回继续适应，间隔5min后开始训练，以4r/min的初始速度，匀加速5min至最大速度40r/min，记录这期间小鼠在转棒上停留的时间，潜伏期不足1min的小鼠放回转棒重新计时，超过1min后掉落或抓紧转棒后跟随转棒转动2周均停止计时，5min内未掉落者记录为300s。造模结束后进行正式测试1d，设置条件同造模前训练实验（5min内从4r/min匀加速至40r/min）。训练和测试均为每天3次，每次间隔5min，选取训练期第3天和测试期的潜伏期平均值进行数据统计。

小鼠转棒仪，型号：XR-6C，上海欣软

步态分析

步态分析仪自动量化动物行走或跑步步态的空间信息，包括步宽、摆幅、推动力、步进顺序等参数，本研究只统计了步宽。正式测试前先将小鼠放在跑步机上以5cm/s的速度适应5min，休息5min后开始测试。跑步机的测试速度设为15cm/s，至少采集5个步伐。

后肢悬吊小鼠小脑甲醛蓄积及运动功能受损小鼠的后肢悬吊，使其身体长轴与地面呈30°角。采用甲醛荧光探针的小动物荧光成像观察到第14天的后肢悬吊小鼠小脑中内源甲醛荧光强度增强，同时用高效液相色谱仪（HPLC）测得的甲醛浓度急剧上升。这和以前的研究中失重条件下甲醛含量增加基本一致。

后肢悬吊第14天用转棒和平衡木检测小鼠的平衡能力，结果显示较对照组模型组小鼠在棒时间缩短，通过平衡木的时间延长，说明模拟失重的后肢悬吊使小鼠平衡协调能力受到了损伤。

Fig1 用旋转杆仪和平衡木评估HU模型小鼠的运动障碍

文献引用：

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