动物行为与光电专题（63）丨化学遗传学研究炎性痛小鼠模型食物摄入

首先采用完全弗氏佐剂（CFA）分别在第０天和第５天经皮下注射至小鼠左侧足底的方式建立持续的炎性痛小鼠模型。建模过程中使用气体麻醉剂使小鼠持续且稳定地吸入异氟烷，将小鼠麻醉，然后迅速地在小鼠的左侧足底注入CFA来诱导炎性痛小鼠模型，注射完成后压针１分钟，防止CFA溢出。此外，以同样的麻醉方式注射等量生理盐水至小鼠左侧足底的小鼠作为对照组。

通过化学遗传学抑制GluACC，GluLHA或POMCArc神经元，在病毒注射３周后，通过连续5天 （从注射CFA后第６天到第10天） 腹腔注射CNO特性地抑制GluACC，GluLHA或POMCArc神经元。

食物摄入量和体重监测

将小鼠单笼（长25cm，宽15cm，高15cm）词养，给予它们充足的食物和水，连续（每24小时）监测进食量和体重。单笼饲养至少5天以尽量减少应激因素对实验结果的影响，在此过程中每天监测每只小鼠的进食量和体重，待每天的食物摄入量稳定后再进行建模，然后监测小鼠建模后1-10天的进食量和体重。对于化学遗传学实验，连续5天（从CFA建模后的第6天到第10天）腹腔注射CNO。在CFA建模后的第10天，从9:00AM-10:00AM测量食物摄入量的基线，然后在10:00AM腹腔注射CNO后连续３-５小时监测小鼠的食物摄入量。对于进食模式分析，分析24小时内生理盐水组小鼠和CFA组小鼠的累积摄食量、进食次数和进食持续时间。当两次进食之间的间隔时间超过５秒时被定义为新一轮的进食（次数）。

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自由摄食测试

所有用于自由摄食测试的小鼠被提前两天（每天20分钟）放置在一个行为箱（长50cm，宽25cm，高20cm，行为箱正中间有一个带开口的透明隔板）中适应，以减少应激因素对实验结果的影响。假食物颗粒和食物颗粒分别放在行为箱的左下角和右下角。在自由喂食测试期间，将小鼠放在行为箱的中心，行为检测时间为1小时，并且在测试开始前和结束后称量食物颗粒的重量以计算小鼠1小时内的食物摄入量。对于药理学和化学遗传学操作，连续5天（从注射CFA后第6天到第10天）腹腔注射镇痛药或CNO，在最后一次CNO注射１个小时后进行自由摄食测试。视频跟踪系统跟踪小鼠的位置和移动轨迹，并且划分食物区域，食物区域的停留时间（％）＝在食物区域花费的时间／总时间＊100。每次测试结束后，用75%乙醇和水彻底清洁行为箱，以防止嗅觉线索对行为学结果的影响。

机械痛阈测试

小鼠的机械痛阈检测使用vonFrey测试方法。在测量开始前，连续3天（每天至少30分钟），将小鼠置于测痛架上的塑料、透明并带有透气孔的测痛盒内，在测痛架下方铺垫纸巾，让小鼠提前适应以减少应激因素的影响。在机械痛阈测试当天，先让小鼠在上述环境中适应，然后用vonFrey纤维丝，从最低刻度0.02g开始，对小鼠的左后爪表面进行刺激，并逐渐増加纤维丝的克数。当小鼠出现左后爪后缩抬起或舔爪等回避机械刺激行为时，将认为此时的vonFrey纤维丝对应的刻度是该小鼠的机械痛阈值。对每只小鼠进行3次刺激，将3次刺激得到的vonFrey纤维丝对应的克度取平均值，这一平均值为该只小鼠的机械痛阈。对于通过化学遗传学调控目标核团后检测小鼠机械痛阈，在腹腔注射CNO后每30分钟时测试机械痛阈值，直到小鼠的机械痛阈值恢复至初始值。

建立由足底注射CFA诱导的小鼠疼痛模型疼痛对小鼠食物摄入的影响。将小鼠单笼饲养，在小鼠至少单笼饲养5天以适应环境并减少应激因素后再开始实验，实验过程中小鼠可自由获取充足的水和食物。在实验开始时（第0天）将CFA注射到小鼠的左后爪，然后在第5天再次注射，并在CFA注射后的１０天内监测这些小鼠的机械痛阈、食物摄入量和体重。相比于生理盐水组雄鼠，CFA组雄鼠的机械痛阈显著降低，食物摄入量显著减少，但体重没有显著的变化。24小时的摄食模式分析显示，与生理盐水组雄鼠相比，CFA组雄鼠的累计食物摄入量显著减少，摄食次数显著降低，摄食持续时间显著缩短。此外，在自由摄食测试中,CFA组雄鼠在食物区域停留的时间显著缩短，并且食物摄入量显著减少。

参考文献：

• Dahlhamer, J. et al. Prevalence of chronic pain and high-impact chronic pain among adults—United States, 2016. MMWR Morb. Mortal. Wkly Rep. 67, 1001–1006 (2018).

• Alexey, P. & Tatiana, K. Hunger is a gatekeeper of pain in the brain. Nature 556, 445–446 (2018).

• Alhadeff, A. L. et al. A neural circuit for the suppression of pain by a competing need state. Cell 173, 140–152 (2018).

• 唐皓迪. 疼痛影响摄食的神经环路机制研究[D].中国科学技术大学,2023.

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