动物模型构建与评估︱啮齿动物单侧聋模型实验

好书推荐！《动物行为实验指南》电子版pdf，网盘发货

《动物行为实验指南》共674页，涵盖了常见的实验动物，如小鼠、大鼠和斑马鱼，详细描述了每一种行为测试的实验设计、测试设备、实验流程、评估指标、预期结果、常见问题及解决方法、数据分析、模型应用与局限性等各个方面。它通过快速引导，帮助研究人员高效地掌握实验的每个阶段，减少了查阅文献和寻找方法的时间，成为各类科研人员的重要参考资料。 《动物行为实验指南》共计收录了16种动物行为类型，包括焦虑抑郁、学习记忆、痛觉、运动、恐惧、社交、癫痫、操作、成瘾、视觉、痒觉、味觉、嗅觉、睡眠、斑马鱼行为以及常见动物模型等内容。每一类动物行为下，都详细介绍了多个经典的实验范式，涵盖了超过100种实验方法。 www.behaviewer.com

单侧耳聋（SSD）被定义为一只耳朵出现重度至极重度听力损失，而另一只耳朵听力正常或接近正常，且两耳之间存在显著的听力阈值差异。小鼠单侧聋造模是一种常用于听觉研究的实验方法。

Fig1 动物接受单侧耳蜗化学损毁（A）

正常听力的动物在中脑（IC）活动中表现出对侧优势（B），急性致聋后则出现更为对称的激活模式（C），而人工耳蜗植入可恢复对侧优势（D）。

药物法：

利用某些耳毒性药物破坏小鼠的内耳结构，导致听力损失。常见的耳毒性药物如卡那霉素、顺铂等，它们会对耳蜗毛细胞等听觉相关结构产生损害，从而造成耳聋。

操作方法：以卡那霉素为例，一般采用腹腔注射或皮下注射的方式给药。通常每日注射一次，剂量根据小鼠体重进行调整，如每天以200 - 400mg/kg的剂量连续注射数天（一般为7 - 14天）。在注射过程中，需密切观察小鼠的一般状态，如饮食、活动等情况。

药物的剂量和注射时间需要严格控制，剂量过低可能无法达到理想的造模效果，剂量过高则可能导致小鼠死亡或出现其他严重的不良反应。同时，不同品系的小鼠对药物的敏感性可能存在差异，在正式实验前可进行预实验以确定最佳的给药方案。

噪声暴露法：

通过让小鼠暴露于高强度的噪声环境中，使内耳受到机械性损伤，引起听力下降。

将小鼠置于专门的噪声发生装置中，如隔音箱内的扬声器附近。噪声强度一般控制在100 - 120dB（A），每天暴露数小时（如2 - 4小时），连续暴露数天（如5 - 7天）。

噪声的强度、频率和暴露时间是影响造模效果的关键因素。要确保噪声环境的稳定性和准确性，避免其他干扰因素。同时，注意观察小鼠在噪声暴露过程中的应激反应，如出现过度惊恐或其他异常行为，应及时调整实验方案。此外，噪声暴露可能会对实验人员的听力造成损害，需做好防护措施。

手术法：

通过手术直接破坏小鼠的单侧听觉器官，如破坏中耳结构或切断听神经等，以达到单侧聋的目的。

以破坏中耳结构为例，小鼠经麻醉后，在无菌条件下打开外耳道，暴露中耳腔，使用显微器械小心地破坏听小骨等中耳结构。术后需对伤口进行缝合，并给予抗生素预防感染。

手术操作需要较高的技术水平和经验，以确保准确地破坏目标结构，同时避免对周围组织造成额外的损伤。术后要密切观察小鼠的恢复情况，包括伤口愈合、耳部有无感染等问题。给予适当的护理和营养支持，促进小鼠的康复。

在大鼠听力发育开始之前诱发其单侧耳聋（SSD）。在出生后第10天，沿着耳后路径接近鼓室对大鼠进行手术，且不触碰听小骨或鼓膜。将具有耳毒性的氨基糖苷类药物新霉素通过一侧的圆窗膜注射到耳蜗内。当这些大鼠长到幼年成年阶段时，通过听觉脑干反应（ABR）来测定它们的听阈。当某侧的听阈比正常听力耳的听阈至少高出95分贝时，就认为单侧致聋成功。

在一侧耳朵失能的情况下长大，大鼠的耳蜗核（CN）在解剖结构上出现了明显的不对称。将来自年龄匹配的正常听力大鼠大脑的耳蜗核，以及来自单侧耳聋大鼠大脑两侧的耳蜗核切成一系列额状切片，并计算其体积。结果发现，正常听力大鼠的耳蜗核体积与单侧耳聋大鼠对侧耳蜗核的体积之间没有差异。相比之下，致聋侧的蜗腹侧核出现了生长迟缓的情况，其体积仅为正常听力侧的57%。致聋侧的蜗背侧核也观察到了轻微的生长迟缓现象。

模型评估：

听性脑干反应（ABR）检测：

这是评估小鼠听力最常用的方法之一。通过在小鼠头部放置电极，记录其对不同频率和强度声音刺激的脑干电反应。根据ABR阈值来判断小鼠的听力情况，一般认为ABR阈值升高30dB以上可视为造模成功。

Fig2 一只致聋动物典型的听性脑干反应（ABR）波形图

致聋一侧的正常ABR波形形态消失（图B），而未处理一侧耳朵的听阈得以保留（图A）。从一只听力正常的动物身上记录到的波形图则显示出对称的听阈（图C、图D）。

耳蜗形态学观察：

可在实验结束后，取小鼠的耳蜗组织，进行切片、染色等处理，通过显微镜观察耳蜗毛细胞、螺旋神经节细胞等结构的形态变化。如出现毛细胞缺失、排列紊乱，神经节细胞萎缩等现象，可作为内耳损伤的证据。

注意事项：

在进行小鼠单侧聋造模时，应根据实验目的、研究条件和小鼠的特点选择合适的造模方法。同时，要严格遵循动物实验的伦理原则，尽量减少小鼠的痛苦，并确保实验结果的准确性和可靠性。

文章来源：

• Banakis Hartl RM, Greene NT, Benichoux V, Dondzillo A, Brown AD, Tollin DJ. Establishing an Animal Model of Single-Sided Deafness in Chinchilla lanigera. Otolaryngol Head Neck Surg. 2019 Dec;161(6):1004-1011.

• Jakob TF, Rosskothen-Kuhl N, Illing RB. Induction of single-sided deafness in the newborn rat and its consequence for cochlear nucleus volume development. Hear Res. 2016 Mar;333:210-215.