2024年9月27日
本方案展示了利用弹性治疗胶带建立一种简单且经济的负重训练大鼠模型,用于股骨头 steroid-induced osteonecrosis 的研究。
我们主要开发了用于负重干预的大鼠模型,以研究负重运动对股骨头坏死的影响。目前,大多数模型均为非负重模型。然而,股骨头坏死的进展可能与负重运动相关。
实际上,让大鼠在休息时保持固定非常困难,因为多种固定方法会严重限制其活动,从而使其难以达到负重训练的目的。开始适应性训练时,首先将大鼠放入不透明的笼子中,并将其放置在尽可能远离非模型大鼠的位置,确保其他大鼠处于其最大可视范围之外。
打开电源,将跑步机设置为每分钟10米的速度,坡度为0度。将大鼠放置在跑步机上,确保其运动尽可能轻柔,以避免产生应激反应。15分钟训练结束后,清理大鼠留下的粪便和尿液。
用酒精喷洒跑步机以消除动物气味。持续训练所有动物一周。准备两支试管、一个挂钩和一个长约80厘米的环扣固定带。
将钢球放入试管中,确保试管、挂钩和环扣的初始总重量为150克。准备以10克为增量、总重量不同的试管,最大重量为350克。现在戴上手套,用手固定住大鼠。
将绑带的钩面和毛面固定在大鼠背部,距离中线约一厘米处。从较轻的重量开始,逐渐增加管状重物的重量,直至大鼠在受到刺激或实验者离开时无法站立。然后将重量减少10克,使大鼠能够站立。
该重量代表大鼠的最大负重能力。准备负重时,首先使用一根1至1.5米长的弹性治疗胶带固定固定物。用黏土调节试管的重量,以减少负载的摆动。
称量离心管和固定物体后,向离心管中加入适量黏土,调节至目标重量。然后使用玻璃搅拌棒将离心管内的黏土均匀铺开。若黏土集中于离心管一端,可能在训练过程中导致其容易脱落。
将调整后的试管和黏土的总重量设定为大鼠最大负重能力的50%。为建立激素诱导的股骨头骨坏死(steroid-induced osteonecrosis of the femoral head,SONFH)模型,使用白化大鼠。每隔24小时,向大鼠腹部中线腹腔注射脂多糖。
末次脂多糖注射后,在规律喂养后每隔24小时向另一侧单侧臀肌注射甲基泼尼松龙。随后,在大鼠背部中线两侧各1至2厘米处做标记,作为负重的参考点。确保标记位置适当,以防止大鼠在跑台训练期间发生倾倒或活动受阻。
现在在另一位研究人员的协助下,戴手套的手握住大鼠。一只手置于大鼠腋下,固定其前肢和下颌;另一只手固定后肢和尾巴。
将弹性治疗胶带无张力地粘贴在试管上,以固定大鼠背部的负载。请第二位研究人员将试管平行于大鼠脊柱方向固定在大鼠背部。为尽量减少大鼠的痛苦,应在无张力状态下完成固定。
将装有适当配重的试管粘贴到弹性治疗胶带上,然后用无张力技术将试管缠绕固定在大鼠体表。将大鼠置于开放空间或单独笼具中,观察其呼吸状况和行动方向。
如果大鼠呼吸急促或张口,应立即释放。理想的固定状态应允许大鼠自由活动,并能进行饮水、抬起前肢和进食等行为。若固定效果不理想,20分钟后应释放并重新固定。
接下来,打开跑步机,将速度设置为每分钟1米,坡度为0度。轻轻将大鼠转移到跑步机上,并开始计时。如果大鼠无法完成30分钟的训练,则将其放入笼中休息10分钟,期间不要移除固定装置。
训练结束后,清理大鼠留下的粪便和尿液,并喷洒酒精以消除动物气味。操作动物时应尽可能轻柔,防止动物发出叫声,避免对其他大鼠造成创伤性应激。训练完成后应立即解除大鼠的固定。
本方案概述了一种大鼠负重训练模型的建立方法,该模型专为研究激素诱导的股骨头坏死而设计。该模型旨在促进负重干预,这对于理解运动对该疾病的影响至关重要。
在无张力负重条件下建立大鼠股骨头甾体诱导性骨坏死模型,填补了转化性骨病研究中的关键空白。该方法能够更准确地模拟人体生物力学应力,有助于提高骨关节药物研发中早期靶点验证和作用机制去风险化的预测可信度。该模型的相关性贯穿从发现生物学至临床前评价的全过程,为骨与关节治疗项目的风险调整型组合决策提供依据。
该模型通过提供一个可在受控负重条件下进行假设验证、机制研究和候选物评估的平台,融入了从发现到临床前研究的连续过程。