动物模型构建与评估丨踝关节外侧不稳源性骨关节炎小鼠模型

脑声常谈

2025-02-03 09:00发布于上海科普领域创作者

《动物模型构建与行为学评估》电子版pdf，网盘发货

《动物模型构建与行为学评估》V1.0共计约540页，主要围绕生物医学领域中动物实验的核心方法，详细介绍了如何通过构建动物模型来研究疾病机理，并且使用行为学评估手段验证这些模型的有效性。书中的内容适用于研究人员在进行神经科学、药理学、生物医学等领域的实验时，理解和运用动物模型这一重要工具。

选取24只8周龄的清洁级C57BL/6J雄性小鼠，体重为20-25克。所有小鼠均先在适宜的环境下适应性饲养1周，每笼饲养4只小鼠，共分6笼，小鼠可以自由摄取啮齿类动物专用饲料和饮用水。在这24只小鼠中，随机分为3组，第一组切开皮肤而不进行韧带切断操作，将此组命名为SHAM组；第二组切断跟腓韧带（CFL），将此组命名为CFL组；第三组同时切断跟腓韧带和距腓前韧带（ATFL），将此组命名为CFL＋ATFL组。每组均有8只小鼠，对每只小鼠依次进行耳标标号以便统计。

具体操作方法：

将视频显微镜与光源和显示器相连，保证清洁的手术台置于视频显微镜物镜下方，调整合适焦距。采用4%的异氟烷和足量氧气对小鼠进行术前麻醉，观察小鼠的痛觉及角膜反射，待麻醉成功后，用电动剃毛机剃去小鼠左后肢踝关节周围的毛发，将小鼠固定于手术台上，用安尔碘消毒左后肢皮肤三遍，在小鼠左踝关节外侧做一弧形切口约1cm，在显微镜下使用显微剪和显微镊配合，依次剪开皮肤，筋膜，打开关节囊，暴露小鼠跟骨和腓骨，屈曲踝关节，钝性分离周围软组织，暴露连接于跟骨和腓骨之间的跟腓韧带，显微剪切断跟腓韧带，钝性分离踝关节前方软组织，暴露连接于距骨和腓骨之间的距腓前韧带，显微剪切断距腓前韧带。碘伏生理盐水冲洗关节腔，彻底止血，对合关节囊，依次缝合关节囊，筋膜，皮肤。术后一周连续进行每日一次伤口安尔碘消毒，青霉素（20万单位/只）肌肉注射。术后小鼠在笼中自由进食，饮水活动等。

转轮式疲劳仪训练

术后一周后，确认小鼠切口处皮肤无红肿，无化脓感染迹象后，开始使用YLS-10B小鼠转轮式疲劳仪对其进行跑笼训练。每日上午，将YLS-10B小鼠转轮式疲劳仪与电脑相连，打开软件，设置好参数，将小鼠置于周长为20cm，宽度为4厘米的转轮上，机器运行后，转轮转动，小鼠会被迫在转轮上跑动，如小鼠感到疲劳而停止跑动会掉落入下方的网格中，网格会产生1.2A的电流刺激其再次回到转轮上继续跑步，若在10分钟内有3次疲劳，则记为一次力竭，力竭后转轮将不再转动，小鼠以12转/分钟的速率每日进行30分钟的跑笼练习，持续8周。

平衡性测试

在术前（设立基准线）及术后的3天，术后1周，2周，3周，4周，6周，8周时，均对全部小鼠进行平衡性测试，来测试小鼠的踝关节不稳的情况。本实验中小鼠平衡性测试运用的方法是平衡木实验，进行平衡木测试时，首先将20*20*20cm的立方体黑色暗盒置于升高的平台上，离地约60cm，再将全长1米周长20mm的圆柱体平衡木一端连接于摄影夹上，一端置于黑色暗盒的侧面开口处（可供小鼠自由出入），木棍与地平面成15°角，在木棍的非暗盒端放置9w台灯一个，调整角度，使得光源可以充分照射在木棍末端，在台灯后方放置一台数码摄像机，调整摄像机角度，使其可以切线位记录小鼠在木棍上的影像。装置搭建完成后，打开台灯和摄像机，从鼠笼中取出需要测试的小鼠，将小鼠置于木棍末端，使小鼠自由通过木棍而进入另一端的黑色暗盒中。记录小鼠由距离木棍末端10cm的位置至距离另一端10cm的位置之间的通过时间（秒），摄像机从木棍后方记录小鼠因踝关节不稳而踩空跌落的次数（次）。若小鼠无法通过平衡木全长则记为120秒，每次实验中每只小鼠有3次机会通过平衡木，每次间隔时间为1分钟，每只小鼠进行完实验后需用75%的酒精棉球擦拭平衡木，去除小鼠残留的气味。

步态分析

本实验中小鼠步态分析运用的是足印分析法。在术前（设立基准线）及术后的3天，术后1周，2周，3周，4周，6周，8周时，均对全部小鼠进行步态分析，来测试小鼠步态变化的情况。

实验前，先将长50cm，宽10cm，两侧高10cm的U型透明亚克力通道水平置于试验台上，开口向上，垫一张事先剪裁好的白纸于U型通道的底面，通道的一端与20*20*20cm的立方体黑色暗盒相连，通道的出口与暗盒侧面的开口对齐。装置搭建完成后，从鼠笼中取出小鼠，抓持小鼠后分别用蓝色和红色无毒颜料笔均匀涂抹于小鼠的双前足和后足（前足蓝色，后足红色），将涂好颜料的小鼠置于通道的尾端，待其通过亚克力通道跑入暗盒中后，会在白纸上留下一组足印，将留下足印的白纸取出，记录分析纸上留下的步态数据。每只小鼠进行完一次实验后需用75%的酒精棉球擦拭U型透明亚克力通道，以免留下气味。步态分析时，剔除最先的1步和最后的1步，选取足印中较清晰的连续3步，测量并记录以下数据：

（1）步长偏倚程度：步长是测量小鼠每一步同侧足跟至足跟的距离（cm），步长的偏倚程度是将测量好的右足的平均步长除以左足的平均步长所得的比值。如果比值大于1则说明右足步长较长。而比值小于1则说明左足步长较长。

（2）足印重叠偏倚程度：测量同一步中前足和后足中心点之间的距离（cm），若前足和后足的足印重叠，则记为0。足印重叠偏倚程度是用右侧平均足印重叠距离除以左侧平均足印重叠距离所得的比值，若此比值大于1则说明右侧足印重叠更显著，而比值小于1则说明左侧足印重叠更显著。

（3）前足/后足宽度：前足/后足宽度的宽度是分别测量在前足/后足的内侧近中轴线的点之间的距离。

（4）前/后足位置绝对距离：足位置距离是测量同一步内前足和后足中点之间的距离（非同侧）。

Fig1 小鼠通过通道，在纸上留下足印

每只小鼠进行平衡木测试的三次试验中，取三次通过时间的平均值纳入数据统计。

在术前测试中，CFL组和CFL＋ATFL组与SHAM组相比数据差异无统计学意义。在术后第6周时，CFL组和CFL＋ATFL组与SHAM组相比通过时间更短，差异有统计学意义。而在其他时间点则无明显差异。在术后第3天和术后1周，SHAM组与术前相比通过时间明显减少，在术后3周，6周，8周时通过时间则明显增加。在术后第2周，第6周时，CFL组与术前相比通过时间则明显减小。在术后第8周时，CFL＋ATFL组与术前相比通过时间明显增加。

Fig2 小鼠通过平衡木的平均时间随时间变化的折线图

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