颅脑损伤动物模型构建指南

 

核心建模方法对比

 

实验设计关键要素

 

1. 分组方案（示例）

正常对照组：假手术 + 生理盐水

模型组：单纯建模处理

阳性药组：依达拉奉（3mg/kg）

受试药组：低 / 中 / 高剂量（如 10/20/40mg/kg）

 

2.观测指标体系

 

（1）行为学评估

 

mNSS 神经功能评分：0-18 分（0 = 正常，18 = 严重损伤）

平衡木测试：记录停留时间及跌落次数

转棒实验：评估运动协调能力（转速 15-40rpm）

 

（2）病理检测

 

HE 染色：计算脑梗死体积百分比

尼氏染色：皮层 / 海马神经元存活数量

 

免疫组化：

 

GFAP（星形胶质细胞活化）

β-APP（轴索损伤标志物）

NeuN（神经元特异性核蛋白）

 

（3）超微结构分析

 

投射电镜：线粒体肿胀程度、突触结构完整性

免疫电镜：谷氨酸受体 GluN2B 亚基定位

 

（4）分子生物学

 

qPCR：BDNF、NSE 基因表达

Western blot：p-AKT、cleaved caspase-3 蛋白水平

 

模型构建标准化流程

 

Feeney 模型操作要点：

 

 

设备校准：

 

1）导管垂直度误差＜0.5°

2）撞击力校准：20g 砝码从 30cm 坠落产生约 0.5N 冲击力

 

手术步骤：

 

1）大鼠俯卧位固定，剪开头皮暴露顶骨

2）在右顶叶钻孔（直径 3mm），保持硬脑膜完整

3）调整 T 型撞杆高度至 30-50cm，释放砝码

 

弥漫性模型操作要点：

 

呼吸管理：

 

1）撞击后立即行气管插管，维持潮气量 8ml/kg

2）血氧饱和度需维持＞95%

 

多参数监测：

 

1）连续记录心率（＞300bpm 提示应激）

2）平均动脉压维持在 90-110mmHg

损伤程度分级标准

 

五、前沿技术应用

 

光声成像技术

实时监测脑水肿动态变化（血红蛋白浓度成像）

 

单细胞测序

绘制小胶质细胞激活图谱（如 C1q + 促炎亚群）

 

类器官模型

构建血脑屏障芯片，模拟创伤后炎症反应

注意事项

 

动物福利

撞击后需立即注射布托啡诺（0.1mg/kg）镇痛

术后每日评估疼痛程度（采用 Utrecht 疼痛评分）

 

质量控制

Feeney 模型需控制撞击速度在 3.5-4.5m/s

弥漫性模型需确保铜柱垂直撞击中心垫片

 

数据标准化

脑梗死体积计算：V=π/6×a×b×c（a/b/c 为三个正交直径）

免疫组化结果采用 ImageJ 软件进行 IOD 值定量

 

七、经典文献案例

 

《Nature Biomedical Engineering》2024

 

利用光声成像揭示 Feeney 模型中血脑屏障破坏的时空特征

 

《Journal of Neurotrauma》2025

通过单细胞测序发现弥漫性模型中少突胶质前体细胞的特异性激活

 

结语：颅脑损伤模型选择需结合损伤类型（局灶性 / 弥漫性）、研究深度及伦理要求。建议优先采用 Feeney 模型进行机制研究，弥漫性模型用于重症监护研究。注意结合多模态成像技术和单细胞测序解析病理机制，同时严格遵循国际实验动物福利标准（如 ARRIVE 指南）。