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创伤后应激障碍(PTSD)动物模型构建指南

 

创伤后应激障碍(PTSD)动物模型构建指南

 

核心建模方法对比

 

模型类型

常用动物

构建方式

核心特点

适用场景

电刺激海马模型

大鼠(250-300g 雄性)

海马 CA1 区电极植入(刺激参数:1mA,1ms 脉冲,50Hz)

① 精确调控刺激强度 / 时长 ② 需术后恢复期(1 周) ③ 模拟创伤性脑损伤

神经环路机制研究

加强捕食应激模型

大鼠 / 小鼠

猫毛暴露 + 束缚应激(每天 30min×7 天)

① 多维度创伤刺激(嗅觉 + 物理限制) ② 模拟自然灾害 / 暴力事件 ③ 成本低

创伤记忆形成研究

恐惧条件化模型

大鼠 / 小鼠

声音刺激(CS)+ 足底电击(US)配对

① 条件反射模型 ② 冻结行为量化 ③ 需训练期(3 天)

认知行为治疗研究

强迫游泳模型

大鼠 / 小鼠

25℃水中强迫游泳(15min×2 天)

① 绝望行为诱导 ② 与抑郁共病研究 ③ 操作简便

共病机制研究

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:单纯创伤暴露
  • 阳性药组:舍曲林(10mg/kg)
  • 受试药组:低 / 中 / 高剂量(如 5/10/20mg/kg)

2. 观测指标体系

 

1)行为学评估

 

惊吓反射测试

 

120dB 白噪音刺激后最大跳跃高度(cm)

适应指数 = 第 1 次反应幅度 / 第 10 次反应幅度

 

冻结行为分析

 

恐惧条件化测试中冻结时间百分比(%)

记忆巩固指数 = 训练后 24h 冻结时间 / 训练时冻结时间

 

社交互动实验

 

与陌生鼠互动时间减少百分比(%)

社交回避指数 = 1 - (互动时间 / 总测试时间)

 

2)神经生物学检测

 

免疫组化

 

杏仁核 c-Fos 阳性细胞数(创伤记忆存储)

前额叶 BDNF 表达量(IOD 值)

 

qPCR

 

CRH 基因表达(倍比变化)

NMDA 受体 GluN2B 亚基 mRNA 水平

 

微透析

 

海马区谷氨酸浓度(μM)

蓝斑核去甲肾上腺素释放量(pg/μL)

 

模型构建标准化流程

 

电刺激海马模型操作要点:

 

立体定位参数

 

前囟后 4.5mm,旁开 5.0mm

电极深度:硬脑膜下 5.5mm(CA1 区)

 

刺激方案

 

连续 5 天,每天 3 次,每次 10 分钟

刺激参数:1mA 恒流,1ms 脉冲,50Hz

 

加强捕食应激模型操作要点:

 

多模态刺激

 

猫毛铺垫(1g/cm²)+ 束缚装置(限制活动但不压迫呼吸)

配合播放猫叫声(80dB,持续 30min)

 

恢复阶段

 

8-14 天:自由活动,每天观察行为变化

 

四、创伤严重程度分级标准

 

 

五、前沿技术应用

 

光遗传技术

特异性激活杏仁核基底外侧核(BLA),再现创伤记忆闪回

实验设计:在 BLA 区植入光纤,训练期后光激活(473nm,10ms 脉冲)

 

光纤光度法

实时监测海马 CA3 区钙信号与冻结行为的关联

技术参数:植入 GRIN 透镜,激发波长 488nm,发射波长 515nm

 

单细胞测序

绘制前额叶皮层小胶质细胞激活图谱(如 CX3CR1 + 亚群)

数据分析:使用 Seurat 包进行细胞聚类和差异表达分析

 

六、注意事项

 

1.动物福利

1)电刺激模型需术后镇痛(布托啡诺 0.1mg/kg)

2)捕食应激模型需控制束缚时间≤30min / 天

3)提供术后护理:保温垫、自由饮食

 

2.环境控制

1)实验需在隔音室进行,背景噪音<40dB

2)昼夜节律同步:所有实验在光照期后 1/3 时段进行(上午 10-12 点)

 

数据标准化

  1. 冻结行为需排除自发活动干扰(活动监测仪同步记录)

2)免疫组化结果采用 ImageJ 软件进行区域标准化分析(如杏仁核总面积归一化)

七、经典文献案例

 

Nature Neuroscience》2024

研究:光遗传激活 BLA 区再现 PTSD 闪回症状

方法:电刺激海马模型 + 光纤光度法实时监测钙信号

结论:揭示 BLA→PFC 通路在创伤记忆中的关键作用

 

Biological Psychiatry》2025

 

研究:单细胞测序解析杏仁核神经元亚群特异性激活

方法:加强捕食应激模型 + 10x Genomics 单细胞测序

发现:Sst + 中间神经元在 PTSD 中显著上调,调控恐惧记忆消退

 

结语PTSD 模型选择需结合创伤类型(物理 / 心理)、研究深度及伦理要求。建议优先采用电刺激模型进行神经机制研究,加强捕食应激模型用于创伤记忆研究。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 AAALAC 认证要求)。

 

动物实验服务平台

实验动物代养服务

动物饲养

1.屏障环境饲养 :1)屏障环境饲养-小鼠 2)屏障环境饲养-大鼠 3)屏障环境饲养-豚鼠 4)屏障环境饲养-地鼠 5)屏障环境饲养-兔2.普通环境饲养 1)普通环境饲养-犬 2)普通环境饲养-猪 3)普通环境饲养-猴

3.一站式实验操作服务

1)给药服务(注射给药:静脉、腹腔、皮下、皮内、肌肉。消化道给药:灌胃、自由摄取、十二指肠、直肠。其他部位给药:呼吸道、皮肤、脑内、关节腔内、脊髓腔内、滴眼、生殖器等。"2)脏器、组织取样服务:脏器、腺体、淋巴结、骨及软骨、肌肉、肿瘤组织、脑组织、脂肪组织等。3)体液样本采集:血液(眼睑采血、剪尾采血、心脏采血)、尿液、脑脊液、胆汁、腔液。4)其他实验操作观察、拍照、称重、滴鼻、剪尾、人工肿瘤测量、解剖等。

动物模型构建

心脑血管模型

脑缺血及再灌注模型/心脏骤停模型/脑外损伤动物模型/体内血栓动物模型/高血压模型/心力衰竭模型/心肌缺血动物模型/心梗动物模型/阿霉素诱导大鼠心肌病模型/脑损伤动物模型/脑出血动物模型/慢性心力衰竭动物模型/高血压动物模模型/动脉粥样硬化动物模型

神经系统+精神科模型

应激模型/帕金森动物模型/栓塞性脑梗死模型/老年痴呆模型/脊髓损伤动物模型/抑郁症模型/坐骨神经损伤 (周围神经损伤)动物模型/坐骨神经,面神经损伤动物模型/抑郁症动物模型/癫痫模型

呼吸系统模型

肺栓塞模型/慢性肺阻塞模型/肺炎模型/过敏性哮喘动物模型/慢性支气管炎动物模型/肺动脉高压动物模型/肺纤维化模型/急性肺损伤模型/肺间质纤维化动物模型/慢性支气管炎动物模型

消化系统模型

结肠炎(UC)模型/大肠癌动物模型/胃酸分泌模型/胃溃疡模型/急性肝损伤模型/胆结石动物模型/肝炎-肝硬化-肝癌动物模型/肥胖动物模型/非酒精性脂肪肝模型/脓毒症模型/肠炎动物模型/胰腺炎动物模型/肝硬化动物模型/肝纤维化动物模型/酒精肝动物模型

皮下移植瘤药效模型

Mouse皮下移植瘤/Mouse皮下移植瘤(只成瘤)/裸鼠皮下移植瘤/裸鼠皮下移植瘤(只成瘤)

原位瘤模型

肾癌动物模型/裸鼠腹水瘤/裸鼠乳腺癌原位瘤/裸鼠肝原位瘤药效评估/脑胶质瘤动物模型/胃癌动物模型/胰腺癌动物模型/卵巢癌动物模型/肝癌动物模型/直结肠癌动物模型

肿瘤动物模型

裸鼠成瘤/裸鼠肝原位瘤/黑色素瘤动物模型/药理毒理动物实验技术服务/Mouse肺转移瘤/人源肿瘤裸鼠药效评价/Mouse皮下移植瘤药效评估/裸鼠皮下移植瘤药效评估/Mouse肝原位瘤/肺癌动物模型/乳腺癌动物模型

动物行为学

Light/dark box(黑白箱实验)/高压氧舱/足底热痛仪/强迫游泳/跑台实验/大小鼠心电图/平衡木训练/热板/旋转杆实验/旷场实验/大小鼠条件性恐惧/网屏训练/转棒训练/Y迷宫/社交互动(自我捋毛,筑巢、少年玩耍,实物埋藏等)/高空十字架/避暗穿梭/水迷宫

免疫、代谢系统模型

高尿酸血症模型/宫颈癌动物模型/糖尿病眼病模型/高尿酸血症动物模型/亢甲状腺药物诱导的甲减模型/II型糖尿病动物模型/1型糖尿病动物模型

骨科模型

类风湿性关节炎动物模型/骨缺损动物模型/骨折动物模型/骨关节炎动物模型/骨质疏松动物模型

泌尿系统模型

缺血性急性肾衰竭动物模型/子宫内膜异位症模型/肾小管间质纤维化动物模型/膀胱癌动物模型/肾结石动物模型/慢性肾衰竭动物模型/急性肾衰竭动物模型/肾盂肾炎动物模型

五官疾病模型

鼻窦炎模型/鼻炎模型/视网膜损伤模型/牙周炎动物模型/白内障动物模型/视神经损伤动物模型

皮肤科模型

压力性褥疮(PU)模型/硬皮症(SSC)模型/特应性皮炎(AD)模型/伤口愈合:圆形缺损模型/伤口愈合:划痕模型/二度烧伤模型/皮肤损伤模型

转移瘤药效模型

裸鼠肺转移瘤药效评估/裸鼠肺转移瘤

常规脏器手术切除模型

5/6肾切除手术/有创动脉血压/神经吻合手术/输精管结扎手术/去势手术(睾丸摘除)/胃切除手术/肝切除手术/单侧肾切除手术

动物影像学

活体成像/全身骨密度检测/X-ray光/超声成像/大小动物CT

 

科研技术助理:

 

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动物实验