在大鼠中建立急性与慢性运动抽动表达的实验模型

本方案介绍了一种独特的抽动障碍实验模型，详细阐述了在自由活动的大鼠中诱导运动性抽动的方法，可实现短暂性或慢性抽动。该方法的主要优势在于，它描述了目前唯一可用的抽动表达模型，被广泛用于研究图雷特综合征及其他抽动障碍。通过视频演示，清晰地展示了自制设备制备及植入手术的复杂过程。

演示该操作的将是我实验室的研究生 Esther Vinner 和实验室管理员 Katya Belelovsky。首先，通过截取一段 25 号不锈钢套管和一根直径 0.013 英寸的可拆卸假芯内丝来制备植入套管。将该假芯插入植入套管中直至末端，并弯折多余的金属丝。

然后截取一段70厘米长的柔性聚合物微孔管以制备注射器。使用旋转工具截取一段30号不锈钢套管，制备注射针头。将该注射针头的3毫米部分插入柔性管中，并在连接处涂胶固定，从而获得注射器。

进行手术时，将植入套管滑入套管固定器，并将其下放至大鼠脑内的植入靶点。使用牙科水泥将植入的套管固定在大鼠颅骨上。将预先准备好的假芯插入该植入套管中，并在颅骨其余区域涂抹牙科水泥，以覆盖所有植入部件。

进行微量注射时，将注射装置连接至装有荷包牡丹碱的精密玻璃微量注射器，并设置注射速率为每分钟0.35微升，总注射体积为0.35微升。将大鼠放入实验笼中。取下假插管，通过末端将注射器插入已植入的套管内。

启动输注泵设备，并使用秒表记录抽动开始和结束的时间。注射一分钟后，移除注射器并缓慢重新插入假装置。通过截取一段12毫米长的25号不锈钢套管来制备套管引导针，通过截取一段30号不锈钢套管来制备输注套管。

将直径为0.005英寸的金属丝插入灌注套管中，并在预定位置弯成L形。接着，通过截取一段8厘米长的聚乙烯PE10管来制备柔性导管管路。取出灌注套管内的金属丝，使用氰基丙烯酸酯胶水和促凝剂，将套管引导管粘接在灌注套管弯曲部分附近3毫米的重叠区域上。

然后将输注套管的水平部分插入导管管路中。弹出泵流速调节器的半透明帽。将管路接头浸入70%酒精中，并将其连接到流速调节器的短套管部分，直至接触白色凸缘。

将柔性导管插入导管连接头中，并用夹具架固定其较长的套管部分，同时粘合所有连接处。用纸巾包裹微型渗透泵，并使用夹具架将其开口朝上垂直固定。使用带有27号钝针头的注射器向泵内注入人工脑脊液（aCSF），注意避免空气进入。

使用带有27号钝针的注射器，用aCSF填充输注管的长套管部分，然后将其插入泵中。将泵置于盛有生理盐水的烧杯中，在37摄氏度下放置至少4至6小时。

在大鼠背部肩胛骨中线处，通过皮肤交替开合经酒精灭菌的止血钳，创建一个皮下囊腔。将泵从水浴中取出，放置在大鼠背部，并用纸巾覆盖。将输注管的导管套管滑入导管固定装置中。

用止血钳夹住泵体，轻轻将其插入皮下囊袋中。将输注导管植入目标位置，并使用凝胶胶水将其粘附于颅骨上。固定输注导管，确保导管无扭曲，以允许颈部自由活动，并用牙科水泥覆盖所有植入物。

进行泵更换手术时，使用带有27号钝针的注射器开始向泵内注射荷包牡丹碱。在拔出注射器的同时继续注射荷包牡丹碱，以防止空气进入。将流量调节器插入泵内，并将泵置于盛有生理盐水的烧杯中，在37摄氏度水浴中放置至少四到六小时。

在植入泵上方的皮肤上做切口。用室温 aCSF 冲洗囊袋，并用纱布垫擦干。使用止血钳将充满 aCSF 的泵从流速调节器上分离，并将其丢弃。

同样，将填充有荷包牡丹碱的泵上的流速调节器拆下并丢弃。轻轻将装有荷包牡丹碱的泵连接到已植入的流速调节器上，并使用组织粘合剂封闭切口线。在急性模型中，抽动症状在荷包牡丹碱微量注射后数分钟内开始出现，持续数十分钟后逐渐减弱并最终停止。

在慢性模型中，抽动症状通常在植入含荷包牡丹碱的泵后第一天开始出现，症状在一天内呈波动性，且在安静觉醒状态下最为明显。运动性抽动具有刻板的动力学特征，可通过加速度计和陀螺仪信号检测到。类似地，由于局部场电位信号中出现大振幅的瞬态尖峰，也可利用皮质-基底神经节通路中的局部场电位信号来评估抽动发生的时间。

这些模型使得能够在较长时间内研究不同行为、环境和药物干预对抽动表达的影响。