2025年9月23日
本实验方案的目的是为评估C57Bl/6x129J实验小鼠的生理衰弱提供操作说明和指导。文中详细解释了生理衰弱指数中所用各项测量指标的具体内容,并介绍了多种报告衰弱结果的方法。
衰老涉及正常功能的进行性丧失,且在不同个体之间存在差异。衰弱反映了机体在应激因素作用下维持功能的能力下降。研究衰弱有助于加深对衰老异质性及进展过程的理解。
尽管临床上经常使用衰弱评估,但许多临床前衰老研究项目并未将衰弱作为关注变量,这可能是因为实施衰弱评估工具存在障碍。该衰弱指数无需专用设备,也无需对小鼠进行应激性测试。它具有可定制性,允许研究人员根据其研究重点,针对与之相关的特定衰弱维度调整评估内容。
我们希望展示简化和实施衰弱指数的可行性,能够鼓励其他研究者将衰弱作为感兴趣的变量,从而开展更具临床相关性的研究项目。首先,将评估分为开放场实验、手动检查和称重三部分。进行开放场实验时,将目标小鼠转移至开放环境中。
检查小鼠的生理特征,包括脱毛、毛色褪失、皮炎、被毛状况不良、脊柱后凸、尾部僵硬、步态异常、震颤以及呼吸异常。进行手动检查时,应轻柔地抓起小鼠颈部皮肤。检查是否存在脱毛、毛色褪失、皮炎、肿瘤、腹部膨隆、白内障、眼部分泌物、直肠脱垂、阴道或阴茎脱垂,以及体况评分不良等情况。
在每日固定时间、于非活动期开始后的2至4小时内,进行旷场实验和手动检查后评估体重。在旷场实验过程中,评估是否存在步态障碍。拖行肢体、转圈、摇晃或步幅增宽均为步态障碍的征象。
为进一步评估步态障碍,将小鼠置于大号笼盖上并倾斜笼盖。轻轻刷动小鼠后部以促使其攀爬。随后,让小鼠适应环境,并观察其静息状态下的呼吸频率和深度变化。
用手指轻轻触碰尾巴以评估尾部僵硬度。在开放旷场检查期间,评估皮肤系统相关指标,包括脱毛、毛发颜色丧失、皮炎及被毛状况不良。脱毛通常出现在颈部背部,当小鼠自由活动时即可观察到。
通过在开放场地实验中观察小鼠静止和运动时的脊柱弯曲情况,可最佳评估驼背畸形。驼背评分依据运动过程中可见的脊柱异常弯曲程度以及静止时蜷缩姿势的严重程度。通过抓取小鼠颈背部皮肤进行手动检查。
用手指评估阴骨和下脊柱周围脂肪和肌肉流失的程度,用于评价体况评分。在抓握小鼠的同时,检查眼睛是否有眼部分泌物、结痂或变色,以及是否存在白内障。观察胸腹部是否有额外的脱毛迹象,脱毛常发生在关节周围,同时注意毛发颜色改变及皮炎。
用手指轻轻按摩腹部,以评估是否存在肿瘤或腹部膨大。小心地将小鼠头部朝下倾斜,以检查是否存在直肠、阴道或阴茎脱垂。如果怀疑有脱垂现象,应轻轻地将小鼠放至开放区域。
待其恢复静止后,轻轻提起尾巴,以确认是否存在脱垂,同时避免因操作造成额外的应激。完成开放旷场试验和手动检查后,称量小鼠体重。每只动物之间需将天平归零,并将体重记录至最接近的 0.1 克。
在评估每只小鼠时,对每项衰弱指标赋予0、0.5或1.0的评分。记录体重,并计算全部16项指标的平均值,以获得最终的衰弱评分。记录任何需要随访的健康或行为变化,以及任何异常的抓取后行为。
在所有测量组中,虚弱指数值随着年龄增长而逐渐升高,分别在12、18、24和30个月时进行测定。在18个月时,脱发、脊柱后凸和毛色变白是最常观察到的缺陷,尤其在雄性小鼠中更为明显。在24个月时,体况评分降低和被毛状况不良的缺陷变得普遍。
纵向数据显示,两性小鼠的衰弱程度均随年龄增长而上升,且雄性小鼠在相同年龄下的衰弱值更高。观察到超过120周龄的雄性小鼠极少,表明雄性小鼠的存活率较低。体重减轻超过10%的小鼠年龄较大,其衰弱指数值超过0.15。
大多数小鼠在两周时间间隔内的衰弱指数变化极小,低于0.05。较大的衰弱指数增加更常出现在老年小鼠中,并伴有明显的体重下降。观察到四种衰弱与体重变化的表型,其中最常见的是衰弱增加而体重无变化,占被追踪动物的46%。
30%的小鼠在衰弱程度和体重方面均未表现出变化。12%的小鼠出现衰弱程度增加同时伴随体重增加或体重减轻的情况。
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本方案为评估C57Bl/6x129J实验小鼠的躯体衰弱程度提供了指导。详细说明了躯体衰弱指数中所采用的各项测量指标以及结果报告方法。
在衰老小鼠模型中采用简化的指数进行衰弱评估,可使生物制药团队量化生物年龄和健康寿命,支持转化性老年科学计划。该方法提供了一种实用且非侵入性的指标,用于区分生物年龄与实际年龄,为临床前研究设计和候选药物评估提供依据。将衰弱作为变量纳入研究,可提高与衰老相关治疗开发及风险评估的预测可靠性。
该衰弱指数融入了从临床前发现到验证的连续过程,为衰老领域的早期机制研究与转化研究之间提供了桥梁。