2021年3月3日
本文介绍了两种在大鼠中进行全身短时低温诱导的方法。第一种为快速诱导法,采用风扇和乙醇喷雾进行主动降温,以实现体温的迅速下降。第二种方法为逐步降温法,通过联合使用异氟烷麻醉和降低恒温加热垫的温度设定,实现核心体温的逐步下降,无需使用任何外部降温设备。
逐步降温方案的冷却速率比当前的实验方法更慢。该模型具有临床相关性,因为达到目标温度所需的时间更接近人体范围。这些技术的主要优势在于其操作简单且成本低廉。
此外,这些模型不需要专用设备。通过逐步降温模型达到的临床冷却速率将有助于更深入地开展针对低体温作为中风患者治疗措施的临床前研究。首先将一只麻醉后的大鼠仰卧位放置于手术加热垫上,并将鼻部置于鼻锥中。
用医用胶带固定鼻子。剃除右下腹部的毛发,并皮下注射 200 µL 0.05%布比卡因作为局部麻醉剂。将消毒液涂抹于刚剃毛的区域。
在右侧腹部区域靠近右大腿处做一条两厘米长的纵向切口,深度以暴露腹股沟区域的皮下间隙为准,使用止血钳和镊子在皮下分离出一个足够容纳数据记录仪设备的囊袋。将温度监测数据记录仪插入该囊袋中,并使用5-0缝线缝合肌肉层和皮肤,确保数据记录仪未直接接触加热垫。为诱导主动性低体温,首先在大鼠头部前方20厘米、下腹部前方120厘米处放置一个带夹子的铁架台,并在每个铁架台上安装一个直径60毫米、12伏、转速至少为4,000转/分钟的风扇,使风扇朝向大鼠的下背部。
将加热垫调节至诱导低体温所需的设定温度,并打开两个风扇。将大鼠置于俯卧位,每5分钟在其背部下方喷洒三到四次70%乙醇,同时拨动毛发以加快降温速度,并密切监测直肠温度。当直肠温度与目标温度相差1°C时,停止乙醇喷洒。
当温度达到目标值±0.5℃范围内时,关闭风扇,使温度缓慢降至目标值,避免过冷。若发生过冷情况,将其中一个风扇替换为动物加热灯,并使用加热灯轻微升温,使动物体温回升至目标温度。一旦达到目标温度并保持稳定,需在剩余的低温维持期间持续监测体温。
在低温期结束时,将加热垫设置为37摄氏度,并让动物在30分钟内自行调节体温。为诱导临床上可实现的渐进性低温,以小幅度逐步降低核心温度调控的恒温加热垫温度,以便在特定预设时间内达到低温状态。当达到目标温度后,在所需的时间间隔内维持该目标温度,不再进行任何外部降温。
在低温期结束时,调节加热垫,使大鼠在设定的时间间隔内复温至37摄氏度。在完成任一类型的低温实验后,取出数据记录仪,以便分析记录的体温数据。在本分析中,低温状态通过15分钟内快速冷却至目标温度32.5摄氏度实现,如图所示。
由于未能在高于目标温度约0.5摄氏度时及时停止降温,可观察到轻微的温度过冲现象。目标温度维持了30分钟,并在1.5小时时开始复温。本实验采用逐步诱导低温的方法,使目标温度33摄氏度在两小时内达到。
在2.5小时后开始复温前,目标温度维持了30分钟。这种逐步降温技术促使我们探究:在大鼠缺血性卒中后,更接近临床实际的降温速率是否能够防止颅内压升高。
本文展示了在大鼠中诱导短时程治疗性低温(TH)的两种方法,旨在弥合神经保护领域临床前研究与临床研究之间的差距。实验方案包括一种使用乙醇喷雾和风扇的快速降温技术,以及一种使用温度可控加热垫的渐进式、临床相关性降温方法。这些方法设计简便、成本低廉,且无需特殊设备,有助于推动在脑卒中等神经系统疾病背景下开展更具转化价值的研究。
治疗性低温研究中的转化鸿沟影响了临床前神经保护研究的预测可信度。本文所述的大鼠模型可直接比较快速且具有临床相关性的降温速率,有助于神经保护干预措施的机制去风险化和靶点验证。这些方案有助于研发团队更好地将临床前研究结果与临床试验设计及产品管线推进决策相衔接。
这些低温诱导模型连接了早期发现与临床前验证,有助于神经保护领域中的先导化合物筛选和转化研究。