張黎黎,田順亮
(1.廣西桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院心胸外科,桂林 541001;2.廣西桂林醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室,桂林 541004)
在腦損傷實(shí)驗(yàn)中,常用大鼠作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物建立腦損傷模型。大鼠腦損傷后,爬板實(shí)驗(yàn)是檢測其神經(jīng)功能改變的一種常用方法[1,2]。在以往的試驗(yàn)中,爬板實(shí)驗(yàn)中多采用有機(jī)玻璃板外面蒙以絲網(wǎng)作為爬板[3]。由于這種爬板缺少其它的附屬裝置,常需要2個(gè)人一起才能完成實(shí)驗(yàn)檢測;而且由于爬板缺乏良好的固定支撐,常導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中爬板發(fā)生不必要的位置移動(dòng),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大;由于爬板只能向一端傾斜,放置鼠的位置和方向受到了限制,當(dāng)測試過程中,大鼠出現(xiàn)了調(diào)頭爬行,就須重新檢測;當(dāng)大鼠從爬板上滑脫到地面上時(shí),會(huì)發(fā)生大鼠的逃逸、躲藏,難以找尋和捕捉,給實(shí)驗(yàn)帶來很大的不便。
為了使科研工作者能輕松快捷地通過爬板實(shí)驗(yàn)檢測大鼠腦損傷后神經(jīng)功能的改變,并提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,防止實(shí)驗(yàn)中大鼠逃逸,特設(shè)計(jì)制作了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的爬板裝置,以保證實(shí)驗(yàn)檢測的順利進(jìn)行。
1.1 爬板實(shí)驗(yàn)裝置的制作材料和方法(見圖1)
底槽的制作:選厚度為1.5 cm的木板,鋸切成左右長140 cm,上下高20 cm的底槽前板和底槽后板,以及左右長140 cm,前后寬20 cm的底槽底板。用螺絲釘將底槽前板和底槽后板分別固定在底槽底板的前、后側(cè)面上,制作成底槽。底槽兩側(cè)自然形成左、右兩個(gè)缺口。
活動(dòng)擋板的制作:選厚度為1.5 cm的泡沫塑料板,裁切成水平部:左右寬6 cm,前后長20 cm,垂直部:上下高17 cm,前后寬20 cm的左擋板和右擋板。
活動(dòng)擋板與底槽的連接:將左擋板和右擋板的水平部,沿著底槽底板分別經(jīng)左缺口和右缺口推向底槽內(nèi),至兩擋板的垂直部正好將底槽的左缺口和右缺口封閉。
圖1 大鼠爬板實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Sketch map of the experimentalapparatus for rat climbing board test
豎桿的制作:選厚度為1 cm的木板,鋸切成上下高58 cm,左右寬10 cm的前豎桿和后豎桿。在兩豎桿上部距頂端5 cm處的中央位置,鉆一直徑為0.42 cm的孔,以孔為圓心,在孔的水平線下方用碳素筆做55°、60°、65°、70°和90°傾斜角刻度標(biāo)示。
豎桿與底槽的連接:將前豎桿和后豎桿的下端分別與底槽前板和底槽后板側(cè)面的下端對齊,并用螺絲釘將其相互連接。
爬板的制作:選乳白色,厚度為1.5 cm的高密度板,鋸切成左右長100 cm,前后寬19 cm的主板,將孔徑為0.2 cm×0.2 cm的鋼絲網(wǎng)蒙于主板的上面,并拉緊鋼絲網(wǎng)繞經(jīng)主板的側(cè)面至主板的下面。取一左右長95 cm,前后寬10 cm,厚0.5 cm的木板,借助于小鐵釘將鋼絲網(wǎng)的斷端固定于木板和主板的下面之間,制作成爬板。在爬板前、后兩側(cè)面的中央部各鉆一直徑0.3 cm,深2.1 cm的小孔。
轉(zhuǎn)軸的制作:選兩個(gè)長5 cm的螺絲釘作為爬板裝置的轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸蓋直徑1 cm,上有一橫貫轉(zhuǎn)軸蓋的“一”形凹槽,凹槽寬0.12 cm,深0.15 cm。轉(zhuǎn)軸體部直徑為0.4 cm,長4.8 cm,其中螺紋部長2.3 cm,光滑部長2.5 cm。
爬板借轉(zhuǎn)軸與豎桿的連接:將爬板置于前豎桿和后豎桿上部之間,使爬板上的小孔與前豎桿和后豎桿上的孔相對齊。將兩個(gè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)軸體分別穿過前豎桿和后豎桿上的孔到達(dá)爬板側(cè)面上的小孔,經(jīng)小孔,將轉(zhuǎn)軸體的螺紋部旋入爬板內(nèi),從而將爬板與前豎桿和后豎桿連為一體,而轉(zhuǎn)軸體部的光滑部則留置于前豎桿和后豎桿上的孔內(nèi)。當(dāng)爬板向左、右傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí),其轉(zhuǎn)軸的光滑部作為軸心在孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
指針的制作:取一直徑0.08 cm,長15 cm的不銹鋼絲,將兩端用砂輪打磨圓滑即制作成指針。
指針與轉(zhuǎn)軸的連接:將轉(zhuǎn)軸的螺紋部經(jīng)爬板側(cè)面上的小孔旋入爬板后的最終狀態(tài)是:爬板和轉(zhuǎn)軸蓋上的“一”形凹槽23均處于水平位。此時(shí),將指針?biāo)街萌氚疾?內(nèi),并將兩者焊接牢固。
1.2 爬板實(shí)驗(yàn)裝置的使用方法
實(shí)驗(yàn)檢測時(shí),將左擋板和右擋板的水平部,沿著底槽底板分別經(jīng)左缺口和右缺口向底槽內(nèi)推進(jìn),至兩擋板的垂直部正好將底槽的左缺口和右缺口封閉,使底槽形成只有上口開放的空間,可防止實(shí)驗(yàn)中滑入底槽內(nèi)大鼠的逃逸;實(shí)驗(yàn)者一只手把持爬板的一端,使爬板處于水平位;另一只手將大鼠置放于爬板的另一端,使鼠頭朝向爬板被手所持的一端;將爬板鼠尾所指向的一端緩緩向下傾斜,此時(shí),指針隨同轉(zhuǎn)軸伴隨著爬板的傾斜而轉(zhuǎn)動(dòng),并在傾斜角刻度標(biāo)示上,指示出相應(yīng)的傾斜角;當(dāng)大鼠從爬板上向下滑脫時(shí),記錄下此時(shí)指針?biāo)甘緝A斜角。根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn),按照傾斜角大小,得出神經(jīng)功能缺失分值。將大鼠從底槽中取出,放回飼養(yǎng)籠;檢測結(jié)束時(shí),將左擋板和右擋板分別從底槽的左缺口和右缺口處拉出,清理底槽中的鼠便。
1.3 爬板實(shí)驗(yàn)裝置的在大鼠腦缺血實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
1.3.1 動(dòng)物分組
將24只體重250~300 g的成年雄性SD大鼠隨機(jī)分為3組。大鼠均由中國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,SCXK-[軍]2007-004)。SYXK(津) 2008-0005。
Tβ4組:首先采用線栓法制作大腦中動(dòng)脈栓塞(m idd le cerebral artery occlusion,MCAO)模型,隨后腹腔注射用0.01 mol/L的 PBS溶解的胸腺素 β4 (thymosineβ4,Tβ4)(北京諾思蘭德生物技術(shù)有限公司),注射劑量為5 mg/kg·w;
PBS組:在 MCAO的基礎(chǔ)上,腹腔注射與 Tβ4同等量的PBS;
sham組:進(jìn)行假手術(shù)。
1.3.2 MCAO的制備方法
按350 mg/kg體重的劑量,對大鼠行10%水合氯醛腹腔注射麻醉;將大鼠仰臥固定于溫控動(dòng)物手術(shù)臺(tái)上,術(shù)中溫度保持在37℃ ±0.5℃;剔去大鼠頸部體毛,用碘伏消毒頸部皮膚;于正中偏右側(cè)0.5 cm縱切頸部皮膚,切口長1.5~2 cm;將右側(cè)的下頜下腺向右側(cè)分離牽拉,向深層分離淺、深筋膜,清晰顯現(xiàn)右側(cè)的二腹肌后腹、肩胛舌骨肌和胸乳突??;在三塊肌所圍成的三角內(nèi),解剖分離出右側(cè)的頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈和頸外動(dòng)脈,用4-0號黑色絲線分別牽拉固定三個(gè)動(dòng)脈,注意保護(hù)與動(dòng)脈相鄰的迷走神經(jīng)、頸神經(jīng)以及頸部的交感神經(jīng)等;依次在近心端結(jié)扎頸外動(dòng)脈和頸總動(dòng)脈;距頸總動(dòng)脈分叉處約0.3 cm處,在頸總動(dòng)脈壁上做尖端朝向近心端的“V”形切口;用4-0尼龍線制成線栓(用賴氨酸包被,長2.5 cm,直徑0.17 mm,頭端被燒灼成直徑約0.28 mm的圓滑小球),經(jīng)“V”形切口插入右頸總動(dòng)脈,并經(jīng)右頸內(nèi)動(dòng)脈向顱內(nèi)推進(jìn),推進(jìn)深度為線栓頭端距頸總動(dòng)脈分叉處約1.8 cm±0.2 cm,此時(shí)可阻斷右側(cè)大腦中動(dòng)脈的血流;在右頸內(nèi)動(dòng)脈近頸總動(dòng)脈分叉處結(jié)扎頸內(nèi)動(dòng)脈,固定線栓以防脫落;剪去線栓留在血管外的部分;將頸部各結(jié)構(gòu)復(fù)位,縫合頸部皮膚。
1.3.3 假手術(shù)方式
與實(shí)驗(yàn)組和對照組手術(shù)方法基本相同,所不同的是:假手術(shù)組線栓推進(jìn)的深度為線栓頭端距頸總動(dòng)脈分叉處約1 cm,右側(cè)大腦中動(dòng)脈仍可借助于大腦動(dòng)脈環(huán)獲得血供。
1.3.4 爬板實(shí)驗(yàn)檢測
應(yīng)用爬板實(shí)驗(yàn)裝置,在術(shù)后1~7 d分別采用新裝置和原裝置檢測各組大鼠的神經(jīng)功能缺失評分。爬板實(shí)驗(yàn)的評分方法是以大鼠從爬板上開始滑落時(shí),爬板的傾斜角為依據(jù)進(jìn)行打分,標(biāo)準(zhǔn)為:0分:≥70°;1分:≥65°;2分:≥60°;3分:≥55°;4分:≥ 50°;5分:<50°。每只鼠重復(fù)3次,取平均分作為最終評分。
1.3.5 統(tǒng)計(jì)分析
在不同的時(shí)間點(diǎn)上,對3組大鼠的神經(jīng)功能缺失評分進(jìn)行方差分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3組大鼠分別采用新裝置和原裝置進(jìn)行爬板實(shí)驗(yàn),所檢測的神經(jīng)功能缺失評分見表1。
3.1 新裝置檢測結(jié)果的分析
用新爬板實(shí)驗(yàn)裝置所檢測的結(jié)果顯示,術(shù)后1 d,sham組也有一定的神經(jīng)功能缺失,這可能是因?yàn)槭中g(shù)的影響,以及右側(cè)頸總動(dòng)脈結(jié)扎所引起右腦短暫少量缺血而引起的神經(jīng)功能改變;但由于分布到右側(cè)大腦的大腦前、中、后動(dòng)脈并未受線栓的阻塞,仍可通過大腦動(dòng)脈環(huán)從椎動(dòng)脈及對側(cè)的頸總動(dòng)脈獲得足夠的血供,所以癥狀輕微,且在術(shù)后2 d,神經(jīng)功能缺失評分即為0分。在術(shù)后1 d、2 d,Tβ4組和PBS組神經(jīng)功能缺失都比較嚴(yán)重,兩者評分都明顯高于sham組(P<0.05),但兩者之間卻無明顯差異(P>0.05),這可能是:兩組都經(jīng)受了手術(shù)的打擊和因大腦中動(dòng)脈缺血所造成的腦損傷;隨著時(shí)間的推移,兩組神經(jīng)功能缺失評分都在逐步降低,這與大鼠逐步從手術(shù)的打擊和因大腦中動(dòng)脈缺血所造成的腦損傷中逐步恢復(fù)相關(guān)。從術(shù)后3 d開始至術(shù)后7 d的各時(shí)間點(diǎn),Tβ4組大鼠神經(jīng)功能缺失評分都低于PBS組(P<0.05),且與sham組相比,評分雖比sham組高但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),而PBS組則明顯高于sham組(P<0.05),這說明Tβ4組的神經(jīng)功能恢復(fù)要好于PBS組,原因可能是Tβ4具有抗炎、抗凋亡作用[4],MCAO后Tβ4對腦組織的保護(hù)作用而使神經(jīng)功能得以較快的恢復(fù)。這樣的結(jié)果同時(shí)說明,所設(shè)計(jì)的爬板實(shí)驗(yàn)裝置可以良好地檢測出大鼠腦損傷后神經(jīng)功能缺失狀況。但從術(shù)后3 d開始至術(shù)后7 d的各時(shí)間點(diǎn),Tβ4組大鼠神經(jīng)功能缺失評分與sham組相比,評分雖比sham組高但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)這一結(jié)果看,爬板實(shí)驗(yàn)有一定的局限性,應(yīng)結(jié)合其他的實(shí)驗(yàn)才能做出更精確的評定。但這只是爬板實(shí)驗(yàn)自身的局限性,而非新爬板裝置的原因。
3.2 新裝置和原裝置檢測結(jié)果的比較
Tβ4組和PBS組的檢測結(jié)果顯示,用新裝置的檢測評分在逐步平緩下降,5 d后,仍可檢測到神經(jīng)功能缺失,這比較切合大鼠術(shù)后功能逐步恢復(fù)的病理過程;用原裝置的檢測評分雖然也在逐步下降,但呈跳躍式下降,5 d后均未能檢出神經(jīng)功能缺失。
將Tβ4組和PBS組的檢測結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn):采用新裝置,3 d后,均可檢出兩者之間的差異(P<0.05);采用原裝置,3 d時(shí)未檢出差異(P>0.05),4d時(shí)檢出了差異(P<0.05),但隨后均未能再檢出兩者之間的差異(P>0.05)。
將Tβ4組的檢測結(jié)果與sham組進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn):采用新裝置,前3 d,均可檢出兩組之間的差異(P<0.05);采用原裝置,只檢出前 2 d的差異(P<0.05),隨后未能檢出差異(P>0.05)。
表1 神經(jīng)功能缺失評分(±s)Tab.1 Nerve function loss score(±s)
表1 神經(jīng)功能缺失評分(±s)Tab.1 Nerve function loss score(±s)
注:a為在各時(shí)間點(diǎn),Tβ4組、PBS組分別與Sham組相比,P<0.05;b為在各時(shí)間點(diǎn),Tβ4組與PBS組相比,P<0.05Note:a:At each time point,when the nerve function loss score of the Tβ4 group and the PBSgroup was compared with that of the Sham group separately,P<0.05;b:At each time point,when the nerve function loss score of the Tβ4 group was compared with that of the PBS group,P<0.05
1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d新裝置New apparatus原裝置Primary apparatus新裝置New apparatus原裝置Primary apparatus新裝置New apparatus原裝置Primary apparatus新裝置New apparatus原裝置Primary apparatus新裝置New apparatus原裝置Primary apparatus新裝置New apparatus原裝置Primary apparatus新裝置New apparatus原裝置Primary apparatus Tβ4組Tβ4 group 3.00± 0.53a 2.00± 1.04a 2.00± 0.93 a 1.50± 1.20 a 0.88± 0.99 ab 0.38± 0.74 0.63± 0.92b 0.13± 0.35b 0.25± 0.46b 0±0 0.25± 0.46b 0±0 0.13± 0.35b 0±0 PBS組PBS group 3.00± 0.76 a 2.88± 1.13 a 2.00± 0.76 a 1.63± 1.19 a 1.75± 0.46 a 1.13± 0.99a 1.75± 0.46 a 0.75± 0.71 a 1.38± 0.52 a 0±0 1.00± 0.53 a 0±0 0.88± 0.35 a 0±0 Sham組Sham group 1.13± 0.83 0.75± 0.46 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0 0±0
將PBS組的檢測結(jié)果與 sham組進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn):采用新裝置,可檢出兩組間在術(shù)后一直存在著差異(P<0.05);采用原裝置,只檢出前4 d的差異(P<0.05),隨后未能檢出差異(P>0.05)。
對比發(fā)現(xiàn),新裝置的檢測評分更符合術(shù)后大鼠的病理過程,評分更為準(zhǔn)確,也能更有效地檢測出因?qū)嶒?yàn)因素所造成的大鼠運(yùn)動(dòng)功能的差異。
3.3 新裝置的有益之處
在實(shí)際應(yīng)用中,發(fā)現(xiàn)新裝置的有益之處在于:爬板借助于豎桿、底槽得到了穩(wěn)固的支撐,實(shí)驗(yàn)操作得以簡便,一個(gè)人即可完成實(shí)驗(yàn)檢測。爬板可在穩(wěn)固的框架上靈活轉(zhuǎn)動(dòng),指針和傾斜角刻度也比較穩(wěn)定,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得以提高。裝置的前、后兩側(cè)都設(shè)置有指針和傾斜角刻度標(biāo)示,實(shí)驗(yàn)人員在裝置的前、后都可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和觀察記錄。爬板以中心部位為轉(zhuǎn)軸,既能向左側(cè),也能向右側(cè)行90°的傾斜,可確保不論大鼠處于爬板的哪一端,實(shí)驗(yàn)檢測都可進(jìn)行;即使鼠在檢測過程中出現(xiàn)了調(diào)頭現(xiàn)象,也可通過改變爬板的傾斜方向繼續(xù)進(jìn)行測試,實(shí)驗(yàn)操作非常便利。爬板裝置配有底槽和活動(dòng)擋板,實(shí)驗(yàn)時(shí),將擋板插入底槽兩端,可防止滑落入底槽內(nèi)大鼠的逃逸;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),拔出擋板,便于對底槽進(jìn)行衛(wèi)生清潔。爬板裝置制作所需材料為常見的木板、泡沫塑料板、高密度板、鋼絲網(wǎng)等,制作簡單,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
[1]蔡光先,劉柏炎,賴鼎元,等.神經(jīng)干細(xì)胞移植對局灶性腦缺血大鼠神經(jīng)功能的影響[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2007,17 (24):2971-2973.
[2]徐鵬,付曉宇,仲維高.人參皂甙 Rb1對大鼠局灶性腦缺血腦組織膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 mRNA表達(dá)的影響[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志,2008,17(23):3582-3585.
[3]魏爾清,朱朝陽,徐秋琴,等.一種改進(jìn)的小鼠局灶性腦缺血神經(jīng)癥狀定量評價(jià)方法[J].生理學(xué)報(bào),2003,55(6):742 -747.
[4]Allan L.Goldstein,Ewald H.et al.Thymosinβ4:actinsequestering protein moonlights to repair injured tissues[J].2005,11(9):421-429.
[5]Philp D,K leinman HK.Animal studies with thymosin beta,a multifunctional tissue repair and regeneration peptide[J].Ann N Y Acad Sci,2010,1194:81-86.