脑声常谈 | 小鼠共济失调模型评估：小鼠平行杆地面测试方法总结

平行杆地面测试（The parallel rod floor test）是一种用于研究小鼠共济失调（即缺乏对肌肉的控制或自主运动的协调性，如行走或拾取物体时的情况）的模型。共济失调可以是遗传性的，也可以是非遗传性的。导致共济失调的原因包括外部物质，如酒精、处方药或麸质，辐射，维生素B12缺乏，中风，多发性硬化症和脑性瘫痪。最终，影响肌肉协调性的损伤可以在中枢神经系统的不同区域被观察到，这些区域包括小脑、丘脑、顶叶和脊髓。共济失调还可以通过其他模型进行分析，包括转棒测试、平衡木测试或网格测试，而平行杆底面测试正是在这些测试的基础上发展而来的。

该测试通常需要在平行杆上方放置一个无底部的丙烯酸腔室。相反，平行杆应放置在带有活动监测器的底板上方。这些部件应通过电夹连接。放置在监测器下方的红外线（IR）/光电池光束用于检测动物的运动。该装置应连接到一台装有合适软件的计算机上。此外，研究人员应考虑在监测器周围使用一个隔音腔室。这个系统能够通过检测脚的位置和光束中断情况，自动记录爪子滑倒的次数和动物的运动情况。

实验人员应先让小鼠在测试房间内适应45至60分钟，然后将其短暂转移到一个单独的饲养笼中。然后应设置好实验装置和软件。卡门斯和克拉布建议进行5分钟的运动活动测试和1分钟的脚滑错误记录，有研究则对这两个参数都使用了5分钟的测试时间。应将动物放置在腔室的中心，并立即开始测试。

平行杆地面测试优势：

与其他共济失调模型不同，这个测试不需要强迫动物移动。此外，它可以与其他神经行为评估同时进行。这是一个重要的特点，因为研究人员已经观察到，不同的测试分析的是共济失调的不同潜在方面，因此，应该进行多个测试以生成一套完整的数据。另外，该测试已被证明是可靠的，因为在不同的测试变体中结果都是一致的。重要的是，自动分析能够校正动物活动的差异，否则这些差异可能会强烈影响爪子滑倒错误的测试结果。

Fig1 平行杆地面实验装置示意图

仪器与设备：

在小鼠身上进行平行杆底面测试所需的设备主要包括一个无底部的丙烯酸腔室，该腔室放置在平行的不锈钢杆上方。所有尺寸都是可调节的。建议腔室的尺寸为15×15×20立方厘米，杆的直径为1.6毫米。对于成年小鼠，杆间间距建议为6毫米。这些杆应在丙烯酸腔室外用一根与其他杆垂直的单独杆子连接起来。此外，这些杆应放置在一块不锈钢底板上方，底板尺寸建议为21×21.5厘米，并带有丙烯酸边框。框架底部可以有橡胶塞，并且需要在活动监测器上方很好地居中放置。底板、平行杆底面和活动监测器应通过电夹连接。活动监测器也应抬高，以便等距分布的红外线/光电池光束能够穿过平行杆底面上方的装置，这些光束用于检测动物的运动。应在监测器周围放置隔音腔室，以尽量减少引入混杂变量。

该装置能够自动检测小鼠的爪子滑倒情况。当动物的爪子从平行金属杆之间滑落并接触到底板时，运行合适软件的计算机会记录并统计这种接触情况。

训练方案：

进行平行杆地面测试的实验方案很简单，因此具有很高的可重复性。与其他神经行为评估一样，饲养、处理和测试环境的所有方面对于获得可靠的结果都至关重要。

应在测试前45至60分钟将小鼠转移到测试房间，使其适应环境。设置装置进行记录的时间应比所需的测试间隔长。对于5分钟的运动活动测试和1分钟的爪子滑倒错误记录，总记录时间为15分钟。相反，对这两个参数都使用了5分钟的测试时间。

在测试前，应称量小鼠的体重，并将其转移到单独的饲养笼中，时间不超过10分钟。如果研究涉及评估药物的短期效果，此时应准备好药物。

然后应将小鼠放置在装置的中心，启动活动监测器并关闭隔音腔室（如果使用了隔音腔室）后，应立即开始测试。

测试结束时，应将小鼠从腔室中取出，并转移回其原来的饲养笼中。然后应用10%的异丙醇清洁装置。

如果要评估药物的长期效果，这个实验方案可以在随后的几天里重复进行。描述了一个为期3天的方案，用于确定对乙醇的敏感性。

修改方案：

在测试前进行了为期2天的适应期。这是因为之前有报道称，小鼠在新装置中的活动存在品系差异。如果在平行杆底面测试中比较不同的小鼠品系，建议进行预实验以确定最佳的训练时长。重复测试可能会导致某些品系的小鼠活动和探索行为减少，而其他品系的小鼠则保持同样的活跃度。

杆间间距取决于小鼠的大小。对于非常年幼的小鼠，杆间间距和不锈钢板上方的高度都需要进行调整。

样本数据：

平行杆地面测试的结果可以用爪子滑倒的次数来表示。然而，鉴于脚滑的次数与移动的距离呈正相关，有研究建议使用损伤比率，该比率考虑了爪子滑倒的次数和活动的差异，因此可以避免偏差。

优势：

与其他共济失调模型，如转棒测试、平衡木测试和网格测试不同，平行杆底面测试不需要强迫动物移动。

此外，由于这个简单的测试不需要长时间的适应或训练，它可以与其他神经行为评估或其他运动测试相结合。这在运动研究中尤为重要，因为不同的测试可能测量不同的潜在行为或功能，例如保持平衡的能力或肌肉力量的变化。此外，评估不同模型中基因型差异的研究表明，不同任务之间只有适度的相关性，因此表明共济失调是一种复杂的特征，需要仔细和综合的分析。

与其他共济失调测试，如转棒测试不同，平行杆底面测试在评估遗传因素对乙醇诱导的运动不协调的影响时显示出可靠的结果，因为使用不同的测试变体时观察到了相同的品系差异。

局限性

与其他共济失调模型相比，在这个测试中观察到某些基因型的小鼠具有极高的敏感性。评估共济失调的复杂性在于每个模型只分析运动不协调的一个或几个方面，实验方案应包括多种测试，以获得更完整的信息。

平行杆地面测试是一种简单可靠的共济失调模型，能够进行自动分析。该测试可以与其他评估共济失调不同方面的模型相结合。此外，与其他共济失调测试不同，它无需强迫小鼠移动就能生成可靠的数据。另外，爪子滑倒错误的结果会针对运动活动的差异进行校正，否则这些差异可能会在结果中引入偏差。

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