树鼩创伤性脑损伤模型的建立及神经炎症反应的观察研究

A study on the establishment of a traumatic brain injury model of tree shrews and the observation of neuroinflammatory responses.

作者信息Wen Yu, Li Yang, Xiaolina Zhang, Jiayu Zhang, Jie Zhang, Linbo Wang, Yongjie Huang, Shengxiong Hong, Linyi Chen, Haiying Wu, Jinglin Li
PMID41280136
发布时间2025-11-04
DOI10.1016/j.ibneur.2025.11.003

实验完整度

包含多种证据层级:行为学、影像学、组织学、分子生物学检测,并进行了机制相关的胶质细胞极化验证。

主要模型

树鼩(Tupaia belangeri)TBI模型 Sham组(假手术组) TBI组(创伤性脑损伤组)

重点核对

体重约110-250 g、6-7个月龄雌性树鼩 TBI模型:Marmarou重物坠落法,60 g重物从10 cm高度坠落 行为学:旷场实验在第1天和第7天进行

摘要

背景与目的:树鼩(Tupaia belangeri)已成为研究多种神经系统疾病的理想模型。然而,目前尚无稳定的树鼩创伤性脑损伤(TBI)模型。本研究旨在建立树鼩TBI模型,并阐明脑损伤后炎症因子的表达特征以及胶质细胞的极化特征。方法:将12只成年雌性树鼩随机分为Sham组和TBI组,采用Marmarou重物坠落冲击法建立TBI模型。建模后分别在第1天和第7天进行旷场实验以评估树鼩的运动能力。此外,采用磁共振成像(MRI)、HE染色检测创伤引起的影像学和形态学变化。TBI后第7天通过ELISA检测炎症因子的表达水平。最后,采用免疫荧光和Western Blot检测小胶质细胞和星形胶质细胞的极化特征。结果:旷场实验显示,TBI组树鼩在第1天和第7天的总运动距离显著减少。MRI显示顶叶脑实质内出现高密度影,周围有低密度水肿带。HE染色显示,TBI组海马区部分神经元形态异常、核固缩,胶质细胞增生,皮质区神经元排列紊乱,层次结构受损。ELISA检测显示,TBI组促炎因子水平显著升高,而抗炎因子表达降低。最后,免疫荧光染色显示,与Sham组相比,TBI组海马不同区域M1表型小胶质细胞标志物CD86和M2表型标志物CD206的荧光信号在TBI后第7天显著增强。Western Blot显示,与Sham组相比,TBI组星形胶质细胞A1表型标志物Serping1和A2表型标志物Ptx3的蛋白表达显著上调。ELISA结果显示,TBI组树鼩脑组织中C3和S100a10的表达水平显著高于Sham组。结论:本研究成功构建了TBI树鼩模型,并证实小胶质细胞和星形胶质细胞的极化失衡可能形成神经毒性微环境,最终导致脑组织损伤。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
本研究旨在建立稳定的树鼩创伤性脑损伤模型,并探讨脑损伤后神经炎症反应及胶质细胞极化特征。
核心机制
小胶质细胞和星形胶质细胞的极化失衡(M1/M2、A1/A2)可能形成神经毒性微环境,最终导致脑组织损伤。
主要证据
旷场实验显示TBI组运动距离显著减少;MRI显示脑实质高密度影和水肿;HE染色显示神经元损伤和胶质细胞增生;ELISA显示促炎因子(TNF-α、IL-6)升高而抗炎因子(IL-10、IL-13)降低;免疫荧光显示CD86和CD206荧光增强;Western Blot显示Serping1和Ptx3蛋白表达上调。
研究意义
为从啮齿类到人类的TBI转化医学研究提供潜在桥梁。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立TBI模型

构建稳定的树鼩创伤性脑损伤模型。

采用Marmarou重物坠落冲击法,在右顶骨开窗(直径5 mm),用60 g重物从10 cm高度坠落致伤。

2

行为学评估

评估树鼩的运动能力和神经功能损伤。

在术后第1天和第7天进行旷场实验,记录总运动距离。

3

影像学检测

观察脑损伤后的影像学变化。

使用0.3T小动物MRI扫描仪获取T2加权图像。

4

组织病理学检测

评估脑组织形态学损伤。

进行HE染色,观察海马和皮层神经元结构。

5

炎症因子检测

检测脑组织和血浆中炎症因子的表达水平。

采用ELISA检测TNF-α、IL-6、IL-10、IL-13以及C3和S100a10的水平。

6

胶质细胞极化检测

观察小胶质细胞和星形胶质细胞的极化特征。

免疫荧光检测CD86和CD206表达,Western Blot检测Serping1和Ptx3表达,ELISA检测C3和S100a10。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
PANION 0.3T小动物磁共振成像仪Meisi Medical Technology Co., Ltd.--
Biosharp HE染色试剂盒Biosharp--
CX23LEDRFS1C光学显微镜YiJingTongGuang TechnologyCX23LEDRFS1C
抗CD86单克隆抗体Proteintech13395-1-AP
抗CD206单克隆抗体Proteintech18704-1-AP
DyLight 488标记的山羊抗兔IgGAbbkineA23220
DAPIBeyotimeC1002
TNF-α ELISA试剂盒NeoBioscience Technology Co., Ltd.ERC102a
IL-6 ELISA试剂盒NeoBioscience Technology Co., Ltd.ERC003
IL-10 ELISA试剂盒NeoBioscience Technology Co., Ltd.ERC004
IL-13 ELISA试剂盒Jianglai Biotechnology Co., Ltd.JL20877
RIPA裂解液SolarbioR0010
BCA蛋白定量试剂盒----
PVDF膜Millipore--
抗Serping1抗体Proteintech66882-1-Ig
抗Ptx3抗体Proteintech13797-1-AP
兔抗β-肌动蛋白抗体Proteintech20536-1-AP

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
TBI模型建立
树鼩品系、性别(雌性)、年龄(6-7月龄)、体重(110-250 g);麻醉剂量(戊巴比妥钠40 mg/kg);骨窗位置(前囟后8 mm,矢状缝外侧4 mm);打击参数(60 g重物,高度10 cm)
阅读提示:见 'TBI model' 小节
旷场实验
旷场箱尺寸(80 cm×80 cm×50 cm,附加10 cm高透明壁),测试时长(10分钟),环境条件(噪声<40 dB,照度50 lux),清洁(75%乙醇)
阅读提示:见 'Open-field test' 小节
MRI扫描
扫描参数(TR/TE=1700/86 ms,层厚3 mm,矩阵160×160),麻醉(3%诱导,1.5%维持)
阅读提示:见 'Magnetic resonance imaging' 小节
ELISA检测
脑组织匀浆方法(50 mg组织加0.45 mL PBS,70 Hz研磨60秒,两次冻融)
阅读提示:见 'Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)' 小节
Western blot
蛋白提取(RIPA缓冲液),抗体稀释比例(Serping1 1:1000, Ptx3 1:1000, β-actin 1:5000)
阅读提示:见 'Western blot analysis' 小节
免疫荧光
一抗稀释比例(CD86 1:200, CD206 1:200),二抗稀释比例(1:3000),核染色(DAPI)
阅读提示:见 'Immunofluorescence staining' 小节