诱导重复性弥散性创伤性脑损伤小鼠模型中的创伤后癫痫

本方案首次详细描述了一种由轻度创伤性脑损伤诱导的创伤后癫痫小鼠模型。采用轻度弥散性创伤性脑损伤模型，可模拟人类创伤性脑损伤病理的重要特征，因为后者几乎总是包含弥散性成分。为了开发生物标志物和治疗方法，有必要利用能够恰当再现人类病理特征的动物模型开展研究。

我们的创伤性脑损伤模型还有助于深入了解轻度创伤性脑损伤或脑震荡后导致脑功能障碍的机制。在确认小鼠无痛觉反射反应后，将小鼠置于泡沫垫上，并将其头部置于重物坠落装置下方。将一个直径1.3厘米、厚1毫米、重880毫克的平头不锈钢圆片置于动物头部正中，位置介于两眼与两耳之间。

移除重量下落管中的插销，使100克重物杆从50厘米高度自由下落。为对照组小鼠诱导假手术损伤时，需将重物杆从管中取出，以防止下落过程中插销意外释放。完成重物下落损伤诱导后，将动物仰卧置于加热垫上，加热垫表面覆盖无菌聚乙烯衬里吸水毛巾，并持续监测直至动物完全恢复卧姿。

然后将小鼠放入一个干净的笼子中，笼子预先放置在加热垫上预热，并提供恢复凝胶和几块湿润的饲料，持续 45 分钟。为准备脑电图电极植入的手术区域，将温度传感器置于加热垫上，并将重新麻醉的脑损伤小鼠放置在立体定位仪加热垫上的无菌洞巾中。用耳杆固定头部后，为动物的眼睛涂抹润滑眼膏，并使用脱毛膏去除头皮上的毛发。

用聚维酮碘外科消毒液和70%乙醇，以圆形擦拭方式交替擦拭暴露的皮肤，每种溶液各擦拭20秒，共三次进行消毒。去除头皮后，在切开的皮肤边缘使用小型止血钳以扩大暴露区域。接下来，用手术刀轻轻去除骨膜，并用过氧化氢擦拭颅骨。

当颅骨清除组织后呈现白色外观时，使用无菌纱布或棉签将骨面擦干。进行电极植入时，使用高速钻机配合直径0.5毫米的圆形钢制钻头，以每分钟5,000至6,000转的速度钻出六个孔，用于放置螺钉电极。所有孔钻完后，将六个螺钉电极置入钻孔中，并将半勺牙科水泥粉末与数滴溶剂混合。

使用刮刀搅拌，直至牙科水泥混合物变得微黏但可塑，并具有足够的硬度，以便在放置于动物颅骨上时能够被充分压实。将水泥涂抹在整个暴露的颅骨表面以及每个螺钉电极上。一到两分钟后，打开电烙铁，并将三个脑电图头帽固定在立体定位仪的臂架上。

将头帽放置在颅骨上方，使六根导线引线的位置与每个螺钉电极的导线引线位置相对应。降低装置，使其腹侧部分平稳地接触牙科水泥。将每个螺钉电极的导线与头帽上对应的导线引线相互绞合，对每对绞合的导线进行焊接以确保信号传导良好，并使用剪刀剪去多余的导线。

将每对焊接好的导线引线弯曲固定在头帽上。当所有导线对均弯曲到位后，用新鲜的牙科水泥覆盖所有导线，仅暴露头帽的黑色部分。松开夹住皮瓣的止血钳，并在植入物周围涂抹氯己定消毒剂，以防止感染。

然后将动物从装置转移到天平上，测量其体重，作为后续监测的参考值，再将动物放入一个干净的笼子中，并置于带有监测设备、恢复凝胶和几块湿润饲料的温暖加热垫上。本图显示的是，在多次重物坠落致创伤性脑损伤后第97天，使用本视频方案所示的三电极脑电图头帽装置记录到的小鼠自发性癫痫发作。此处显示的是，在多次重物坠落致创伤性脑损伤后第65天，记录到的一次小鼠非惊厥性电图癫痫发作。

本图展示了小鼠在反复坠重法诱导的创伤性脑损伤后第23天，使用单通道脑电图头戴装置记录到的一次自发性癫痫发作。一次典型癫痫发作的频谱功率显示，其最高能量密度出现在10至40赫兹范围内，峰值位于15赫兹。本方案展示了动物在反复坠重法诱导的创伤性脑损伤后癫痫发作的时间进程，揭示了部分动物出现癫痫发作簇集的现象，并强调了获取连续而非间歇性记录的重要性。

钢盘的准确定位、螺钉电极的精细植入以及导线引线的小心焊接，对于成功进行长期实验均至关重要。在脑电图监测后，可根据是否出现癫痫发作，将脑损伤动物分为不同组别，进而分析其细胞、分子和生理学差异。将创伤后癫痫动物与虽有创伤性脑损伤但未发生癫痫发作的动物进行区分，对于干预措施和生物标志物的开发具有重要意义。