盐酸士的宁致小鼠惊厥模型:方法与检测项目
一、模型原理 盐酸士的宁是一种强效的中枢神经系统兴奋剂,通过竞争性拮抗抑制性神经递质甘氨酸(Glycine)在脊髓和脑干的作用,打破神经系统的兴奋-抑制平衡,导致神经元过度兴奋,最终引发全身性强直-阵挛性惊厥。该模型操作简便、惊厥潜伏期短、发作典型,广泛用于抗惊厥药物筛选及惊厥机制研究。
二、模型构建方法
- 动物准备: 健康成年小鼠(常用品系如ICR、KM、C57BL/6),雌雄各半或根据实验要求统一性别,实验前在标准动物房适应环境至少3天(温度22±2℃,湿度50±10%,12小时光暗循环,自由饮水进食)。
- 给药:
- 药物: 盐酸士的宁注射液。
- 剂量: 通常腹腔注射(i.p.)或皮下注射(s.c.),剂量范围在1.5 - 3.0 mg/kg(具体剂量需通过预实验确定,使90-100%动物产生惊厥)。
- 溶剂: 生理盐水溶解。
- 体积: 通常按10 mL/kg体重注射。
- 对照组: 设立溶剂对照组(注射等体积生理盐水)。
三、核心检测项目(惊厥行为学观察) 给药后立即将小鼠单独放入透明观察笼中,密切观察并记录以下关键指标(通常观察60分钟或至惊厥发作停止后一段时间):
- 惊厥潜伏期: 从注射盐酸士的宁到动物出现 首次阵挛性惊厥 的时间(秒或分钟)。这是衡量药物起效速度和模型可靠性的核心指标。
- 惊厥发生率: 发生惊厥(阵挛性或强直性)的动物数占总动物数的百分比。
- 惊厥强度与分级: 根据经典Racine分级标准或改良标准描述惊厥严重程度:
- 0级: 无反应。
- I级: 面部抽搐(眨眼、咀嚼、触须抖动)。
- II级: 点头或头部抽动。
- III级: 单侧前肢阵挛。
- IV级: 双侧前肢阵挛伴直立。
- V级: 全身性强直-阵挛性惊厥(失去平衡)。
- VI级: 死亡。
- 惊厥持续时间: 从首次出现阵挛性惊厥到惊厥完全停止的时间(秒或分钟)。
- 强直性惊厥发生率与持续时间: 记录出现全身性强直性惊厥(IV-V级)的动物比例及其持续时间。
- 死亡率: 记录给药后规定观察期内(通常24小时)动物的死亡比例。
四、常用延伸检测项目(机制研究与深入评价)
- 神经电生理记录:
- 脑电图: 记录皮层或海马等脑区EEG,分析惊厥发作时的脑电特征(如棘波、棘慢波发放、放电频率与幅度变化)。
- 肌电图: 记录相关肌肉(如颈部、四肢)的肌电活动,定量分析惊厥发作时肌肉收缩的强度和模式。
- 生化指标检测: (需在特定时间点快速处死取脑)
- 神经递质水平: 测定相关脑区(如皮层、海马、纹状体、脑干)的抑制性/兴奋性神经递质及其代谢物含量。
- 抑制性递质: γ-氨基丁酸(GABA)、甘氨酸(Gly)。
- 兴奋性递质: 谷氨酸(Glu)、天门冬氨酸(Asp)。
- 氨基酸比值: GABA/Glu 比值,反映兴奋/抑制平衡。
- 离子通道相关蛋白表达: 检测钠、钾、钙等离子通道亚基的表达变化(Western Blot, qPCR)。
- 神经炎症标志物: 检测胶质细胞活化标志物(如GFAP, Iba1)及促炎因子(如IL-1β, TNF-α)水平。
- 神经递质水平: 测定相关脑区(如皮层、海马、纹状体、脑干)的抑制性/兴奋性神经递质及其代谢物含量。
- 神经损伤标志物检测:
- 血清或脑组织: 神经元特异性烯醇化酶(NSE)、S100B蛋白(胶质细胞损伤标志)。
- 组织学染色: 脑组织切片进行尼氏染色(Nissl Staining)评估神经元丢失和形态,或Fluoro-Jade染色标记变性神经元。
- 氧化应激指标检测: 测定脑组织匀浆中丙二醛(MDA,脂质过氧化产物)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)活性及还原型谷胱甘肽(GSH)含量。
- 血液屏障通透性检测: 注射伊文思蓝染料,检测染料渗入脑组织的量,评估惊厥对血脑屏障完整性的影响。
五、数据处理与分析
- 惊厥潜伏期、持续时间等计量资料用均数±标准差表示,组间比较常用t检验或方差分析。
- 惊厥发生率、死亡率等计数资料用率或百分比表示,组间比较常用卡方检验或Fisher确切概率法。
- 生化、分子数据按常规实验室方法进行统计学分析。
说明:
- 剂量是关键: 必须通过预实验精确确定所用小鼠品系在该实验条件下的惊厥阈剂量(如CD97,使97%动物惊厥的剂量)。
- 伦理与操作规范: 实验必须严格遵守实验动物使用和福利伦理规范(遵循3R原则)。发生强直性惊厥(V级)或观察期结束后仍持续惊厥的小鼠,应立即实施人道终点处理(如过量麻醉处死)。
- 模型特点与局限性: 此模型诱导的是急性中毒性惊厥,而非慢性癫痫,主要用于急性抗惊厥作用筛选。其机制主要涉及甘氨酸受体拮抗,与其他类型惊厥/癫痫(如点燃模型、戊四氮模型)机制不同。
- 人员安全: 盐酸士的宁为剧毒物质,操作人员需严格防护(手套、口罩、护目镜),避免皮肤接触或吸入。
此模型的核心在于精确、客观地记录惊厥行为的各项参数(潜伏期、分级、持续时间、死亡率)。延伸项目则根据具体的研究目的(如药物作用机制、神经保护、氧化应激等)进行选择。所有操作均需符合科学规范与伦理要求。