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脑声常谈:啮齿动物转角实验(Corner Turn Test)

2024-10-03 16:32
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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脑出血会引起感觉运动功能的损伤,导致不对称感觉运动缺陷持续时间延长。转角实验是通过测试多巴胺能系统的损伤来测量感觉运动障碍的,目前已被广泛用于对感觉运动损伤的长期评估。装置由两堵墙组成,两个壁在三角形尖端的顶点处形成30°角和5mm的间隙,将设备的开口边缘靠近桌子的边缘,让啮齿动物前进到角落,对角落全面饲养和垂直探索,一旦动物进入角落,就会记录转弯到身体受损或未受损的一侧的尝试。动物从板间进入角落时,接触到壁后,就会转身到身体受损或未受损的一侧。当啮齿动物转动重量时,沿着墙壁放置一个或两个前爪,转向一侧。转一整圈表示身体位置与起点成180度;重复测试10至15次,并记录右转或左转的次数,两次试验之间留出30秒的时间,以免动物产生对角落的厌恶。

大鼠转角实验:

转角实验可评价脑缺血损伤后的综合感觉运动功能和大鼠肢体协调功能。通过触须的刺激(感觉功能)和后腿站起(运动功能)可反应脑缺血动物的感觉运动损伤。将大鼠放入一个两块板所形成的30°夹角内,使其转身,利用转角实验评价各组大鼠术后3天、给药7天、给药14天神经功能恢复情况。两块木板呈30°夹角放置,大鼠置于两木板之间,头向夹角方向,大鼠向前行走,在夹角处转向,观察并记录大鼠向左侧转身的次数。每只大鼠重复放置10次,每次间隔至少30s,记录大鼠右转的比率。左侧转身次数百分率反应损伤情况。mNSS神经功能评分用于评价大鼠的运动、感觉、平衡和反射功能。评分范围为0-18分,分值越高,其神经损害越严重。

小鼠转角实验:

转角测试用于评估感觉运动不对称性。将小鼠面向角放置,角由两块以30度角紧密放置的板组成。具体操作为在两块30cmx20cmx1cm成30°。夹角的自制木板之间面朝夹角放置小鼠,在小鼠走近夹角时,两侧的触须会首先碰到木板,此时小鼠会向前或向上移动,导致小鼠向后向前上方,然后转向180度面向开口端,最后会从左侧或右侧转出。只有当其顺着夹角后腿完全站起,然后向某侧转身时,才可记录为一次测试。每只小鼠测试10次,计算向非损伤侧(右侧)转出的次数。转角实验装置及操作简单,特别是当纹状体发生损伤时,可准确迅速反应出感觉功能障碍。完整的小鼠将随机向右或向左转动,而tMCAO后的小鼠将优先向同侧方向转动。进行基线数据是为了减少变异性并确定任何优先方。测试重复10次,每次测试之间至少间隔30秒,并计算右转次数。仅包括涉及直立运动的转身运动。只有其背侧完全沿壁的转身才能计数腹部蜷缩或水平转身需除外。小鼠每次转身后不立刻将其抓起,因此对于它们具有先天优势的转身反应不会产生厌恶心理。LI(laterality index)=右转次数一左转次数/10。

Fig1 神经评分和转角实验得分

特点:

测量不对称感觉运动障碍;

通过多巴胺能系统的损伤进行测试;

转向偏好与纹状体损伤程度高度相关;

对接近30度角时转弯偏好(向右或向左)进行量化;

没有重复测试后学习的缺点;

它不需要预训练,不需要对探索行为进行外部强化,因为啮齿类动物天生好奇,可以在自然环境中进行评估。此外,训练不会影响表现,这使得可以对同一动物进行重复测试,为帕金森病等慢性疾病模型的物质测试提供优势。

此实验简单易行,应用广泛,但有研究认为转角试验对感觉功能恢复程度的检测不敏感,可能是因为这项试验是对感觉和运动功能的综合评价,需要两种功能都较好的恢复后才能检测出来,而且不能准确反映单侧肢体的运动功能变化。

参数统计:

CT分数 = [(R)/(R+L)]×100 R:右转;L:左转

大鼠和小鼠在受伤后24小时内通常表现出良好的转弯缺陷,转弯不对称性尚未完全恢复,并且这种情况持续长达4周;每只小鼠测试10次,计算得分:向健侧转身次数/总转身次数×100%。

正常小鼠由于来自双侧的刺激信号强度相等,故向右侧或左侧转身的次数基本相等。缺血性脑损伤小鼠由于偏瘫的影响,向健侧转身的次数明显增多。

注意事项:

理想的实验环境建议保持昏暗的灯光(尽量减少测试过程中的光和声音的干扰);一天中的最佳时间是在明暗周期的黑暗部分的最初几个小时内;将设备的开口放在桌子边缘,以防止在试验期间发生动物逃逸;在设备远端中央抓住动物,直到动物试图挣开,这可以使动物快速地前进到角落;实验人员在设备开口端站立,以免引起转向偏倚。

除此之外,还可结合其他行为学范式对动物感觉运动功能进行评估。

1)前肢放置实验:

握住大鼠躯干,使其前肢自由悬垂,上下轻轻摇晃大鼠,放松肌肉。然后,用桌沿擦拭大鼠的胡须,健康的大鼠迅速将同侧的前肢放在桌面上。将实验动物放于装置的中间,并使其前进到角落。

(b)动物前进到夹角深处,接触到装置壁后会向前向上后腿站起,来实现向左或向右转身。

(c)实验动物转身面向夹角外侧。

(d)实验动物后腿完全站起,然后转身,才被视作一次转角实验。

(e)在两次试验之间间隔30S,以免实验动物对角落产生厌恶。这种运动在ICH大鼠的出血对侧受损。每只大鼠的前肢测试10次,记录前肢正确放置的百分比。

2)Bederson评分:

轻握大鼠尾,悬吊离地1米,观察前肢屈曲情况。然后将老鼠放在一张可以用爪子牢牢抓住的柔软塑料涂层纸上。用手握住尾巴,在大鼠肩后施加温和的侧向压力,直到前肢滑动几英寸。根据Bederson对大鼠的神经体征评分。0分:无神经缺陷;1分:左前肢屈曲无其他异常;2分:以上迹象+无旋转运动,但对来自右侧的推力的阻力降低;3分:对右推力的阻力同时减弱,同时向左旋转转移。分数越高,脑损伤越严重。

3)Longa评分:

0分:无神经功能缺陷;1分:瘫痪侧前爪不能完全伸展;2分:行走时向瘫痪侧转圈;3分:行走时向瘫痪侧倾倒;4分:不能自动行走,存在意识丧失现象。

找实验方法,上脑声常谈。

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