动物模型构建与评估丨小鼠高温恒湿导致热射病模型

中暑是热相关疾病中最严重的类型。经典型中暑（Classic Heat Stroke，CHS）也称为被动性中暑，发生在静息状态下；而劳力型中暑（Exertional Heat Stroke，EHS）则发生在体力活动过程中。EHS在病因、临床表现以及多器官功能障碍的后遗症方面均与CHS有所不同。劳力型中暑（EHS）小鼠模型避免了以往模型中常见的主要局限因素，例如使用麻醉、束缚、直肠测温探头或电击刺激。

Fig1 热射病模式图

实验步骤

本模型使用雄性和雌性C57Bl/6小鼠，并预先植入核心体温（Tc）遥测探头。为使小鼠适应跑步状态，需进行为期3周的训练，包括自主跑轮和强制跑轮相结合的方式。

随后，小鼠在设定为37.5 °C、相对湿度40%–50%的气候舱内进行强制跑步，直至核心体温达到42.1–42.5 °C并出现症状限制（如意识丧失）。不过，在气候舱温度34.5–39.5 °C、湿度30%–90%的范围内，也能获得理想结果。

Fig2 小鼠热射病模型

实验期间，通过红外摄像机持续监控小鼠行为。当EHS小鼠出现“症状极限”即明显意识丧失（掐尾反射消失，一种中枢神经系统功能障碍，类似于约80%人类热射病患者的临床表现）时，立即停止跑轮。这是热射病的核心标志，区别于其他轻度热损伤。使用摄像机连续记录行为表现。此时判定为模型成功，立即终止实验。

根据所需模型严重程度，可在出现症状后立即将小鼠移出高温环境，在常温下恢复；也可让小鼠继续留在高温舱内更长时间，以诱导更严重的热暴露，并提高死亡率。实验结果可与匹配的假手术运动对照组（EXC）和/或未处理对照组（NC）进行比较。

实验结束后，所有动物返回正常饲养环境，恢复自由饮食饮水，进行自然复温。该方法可有效模拟运动性或环境性热射病的病理过程。

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特点

• 使用高温恒湿环境（如37.5°C, 40–50% RH）+ 强制运动（跑台）；

• 避免电击、麻醉、直肠测温等干扰；

• 核心体温升至42.1–42.5°C并出现意识丧失为终点；

• 可模拟人类EHS的病理过程，用于研究防治策略。

注意事项

雄性耐热性较低，因此采用较低温度，结合更长运动时间和速度。

总结

该模型很好地模拟了人类劳力型中暑的多种病理生理特征，包括意识丧失、严重高热、多器官损伤，以及炎症因子释放和免疫系统的急性期反应。因此，该模型非常适合用于假设驱动型研究，以评估预防或治疗策略是否能够延缓EHS的发生或减轻其典型的多器官损伤。

文献引用：

• Comparison on myocardial injury in rats with classic versus exertional heat stroke, 2023, 45(17): 1779-1789Journal of Army Medical University, 2023, 45(17): 1779-1789

• King MA, Alzahrani JM, Clanton TL, Laitano O. A Preclinical Model of Exertional Heat Stroke in Mice. J Vis Exp. 2021 Jul 1;(173). doi: 10.3791/62738. PMID: 34279502.

• Qiong Luo, Xin Ye Ji, Liang Zhang, Xin Huang, Xiao Qin Wang, Bo Zhang, Shikonin prevents mice from heat stroke-induced death via suppressing a trigger IL-17A on the inflammatory and oxidative pathways, Biomedicine & Pharmacotherapy, Volume 166, 2023, 115346, ISSN 0753-3322, https://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.115346.

• Alzahrani, J.M., Smuder, A.J., Gambino, B.J. et al. Mice develop obesity and lose myocardial metabolic flexibility months after exertional heat stroke. Commun Biol 8, 65 (2025). https://doi.org/10.1038/s42003-025-07484-3

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