动物造模 | 运动病（也叫晕动病）动物模型的构建与评价

马星

运动病（motion sickness，MS）是指乘坐运载工具时出现的以头昏、眩晕、恶心、呕吐、面色苍白、出冷汗等一系列前庭和自主神经反应为主要临床表现的疾病。运动病可发生于任何年龄，发病率较高，但其确切的发病机制至今尚不清楚。为探究运动病的病理生理学机制、筛选有效的抗运动病新药，研究者建立了许多模拟人类运动病的试验动物模型。
动物的选择
晕动病动物模型主要有大鼠、小鼠、豚鼠、新西兰家兔。
造模方法
1颈部手术眩晕模型
颈性眩晕是一种以颈源性因素引起的晕眩为主的交感神经症状，常表现为头晕目眩、步态不稳、颈部僵直麻木。
造模方法1：选取试验室SPF级SD雄性大鼠，剪断颈后部肌肉组织，并切除C5~6棘突及韧带，破坏C5~6关节囊，导致动静力失衡及颈部失稳而成功造成SD大鼠颈椎病模型。大鼠在失稳后颈部血管痉挛、增生，影响颈部血流循环，进而导致骨质增生，压迫颈动脉而产生眩晕。在上下左右转动大鼠后，观察大鼠步态变化，以大鼠不能正常站立或移动，或出现摇晃、停滞不前、调转方向移动认定为造模成功。
造模方法2：选用SD大鼠，麻醉后切开颈部皮肤，在不破坏皮下肌肉组织的前提下，对暴露出的右侧颈动脉穿线结扎。术后，将造模成功的大鼠放入离心半径为30cm、离心力为83. 85 × g的离心机中匀速旋转30s，骤停，观察大鼠的眩晕情况。
优缺点：该方法较为经典，但操作繁琐，需要一定的动物外科学基础，是临床上研究抗缺血性眩晕药物的最常用建模方法。
2运动刺激眩晕模型
动物试验中，加速旋转和匀速旋转均会引起试验动物前庭植物神经系统反应加强，表现为试验动物的自发活动减少，运动速度迟缓，反应迟钝，精神萎靡等。
造模方法：选用昆明种小鼠，使用可调速眩晕产生仪，旋转速度 0~ 440 r·min-1，自由可调。
优缺点：此造模方法简单易行，不需要复杂、昂贵的仪器，结果重复性高，造模成功率高，试验采用小鼠作为试验动物，成本低廉，饲养方便，是临床上研究良性阵发性眩晕的常用模型。
3耳源性刺激眩晕模型
对试验动物外耳的刺激，能改变淋巴液的浓度，使半规管的淋巴液产生流动，淋巴液流动产生的静水力会刺激壶腹嵴毛细胞，神经激冲动信号会经过前庭神经、前庭核、内侧纵束神经通路作用动物大脑，使动物产生眩晕。
造模方法：将豚鼠取耳后下切口，吸引器打开前庭并破坏、吸除耳石器及壶腹嵴等。于前庭植入消毒后的明胶海绵。通过不断给豚鼠外耳增加压力，是豚鼠出现反复发作性的眩晕。
优缺点：该模型操作简单，引起眩晕的原理明确、可靠、发作时间和周期可控。是临床上研究耳源性反复发作性眩晕的首选造模手段。
4注射硬化剂眩晕模型
造模方法1：选用健康清洁级新西兰家兔，高脂饮食饲养后，注射硬化剂(消痔灵注射液)，注射位置为左侧第2~6颈椎横突附近软组织，使左侧椎动脉损害、肌肉纤维化，达到降低椎动脉血流，同时破坏颈椎动力平衡，经多普勒、脑干听觉诱发电位和病理学检查证实模型的可行性，待造模成功后，病理结果显示注射硬化剂区域组织出现广泛瘢痕修复，最终引起家兔颈椎动力平衡失调，造成动物眩晕模型。
优缺点：采用大脑动脉环完整的新西兰家兔制作该模型，更能接近临床病理变化过程。
造模方法2：选用日本大耳家兔，每日注射5%的硬化剂(油酸氨基乙酸)的注射液10 ml，注射到家兔的颈椎横突附近的软组织中，并于接下来几周每周重复操作1次，HE 染色发现日本大耳兔颈部组织变性、退变，提示造模成功。
优缺点：该模型更贴近临床上颈部狭窄引起的眩晕，模型方便操作，造模成功率较高。是临床上替代颈部手术眩晕模型的良好造模手段。
5飞行变压眩晕模型
变压眩晕是一种急性发作的眩晕，外界压力的骤然变化，而中耳由于变化的滞后导致其相对于外界的高压，出现几秒至几分钟的自主神经代偿及相关的前庭症状，突出表现为变压性眩晕。
造模方法：选用小鼠作为试验动物，在低压条件下，单次或多次头部震荡小鼠，会引起小鼠耳囊内的耳蜗脱离，在压力快速变化时，产生眩晕。该模型适用于由于水平位置快速变化引起中、外耳相对压力过高产生的眩晕，与现实中飞行员由于飞行器航母弹射、快速爬升、紧急迫降而引起的眩晕相近。
动物眩晕相关评价指标
1平衡木试验
平衡木试验是研究动物的平衡能力、检测动物的运动协调性的试验，对认识动物小脑的本质和运动平衡能力具有极其重要的意义，是研究小脑、运动协调、学习记忆、眩晕等重要的医学手段。
试验方法：速运动后，迅速将其放置于木杆上，观察大鼠通过木杆时的能力。平衡木试验评分标准：大鼠不能在木杆上移动，或摇晃、停滞、调转方向，仅稍有移动而不能通过木杆计0分;大鼠在木杆上摇晃、停滞、调转方向，有明显移动，甚至能通过木杆，计1. 5分;大鼠较顺利行走，通过木杆，计3分。该试验评价指标能准确地观察到大鼠的眩晕程度，并量化一些相关因素对于眩晕的影响，适用于大鼠和小鼠等小型啮齿类动物。
2跳台试验
跳台试验是评价动物对药物及其他给予的干预后的神经行为学中一个测试现象较为明显的试验。
试验方法：将产生眩晕的小鼠置于电击反射仪中，给以电击，记录小鼠逃避电击反射时间记为潜伏期。正常牢固建立电击逃避反射的小鼠潜伏期为零，而经过旋转产生眩晕的小鼠的潜伏期随着眩晕程度而相应地延长。数据稳定所测逃避潜伏期能较好地反映动物眩晕时间的长短，能将眩晕的持续时间和严重程度进行量化，便于比较眩晕改善情况。由于跳台仪器本身大小的限制，该评价指标适用于大鼠和小鼠等小型啮齿类动物。
3自发活动试验
自发活动试验是观察研究试验动物神经精神变化、进入开阔环境后的各种行为的试验。
试验方法：将产生眩晕的小鼠置于自发活动仪中，测定小鼠在 10 min 内总路程和平均速度。这种自发活动减少的行为学的表现与眩晕发生后的精神抑郁、反应迟钝的一个行为学指标，间接反映了中枢神经系统的变化，可作为一种判断晕动病发生的特异性指标。该评价指标只适用于小鼠等活动较为亢进的动物。
4异食行为试验
啮齿类动物由于自身不具有呕吐反射中枢，在受到前庭刺激时，不会出现人类眩晕时的恶心呕吐症状，通常表现为异食行为。大鼠在受到旋转刺激后可以产生异食癖行为，表现为对无营养的高岭土（一种非金属矿产）的摄入量增加。
试验方法：有试验研究证实大鼠异食高岭土行为的发生与人的呕吐发生的机制相似，因此可以采用大鼠在旋转刺激前后的高岭土摄入量的变化来反映大鼠所产生的运动病的严重程度。一般在旋转刺激结束后3d内大鼠的高岭土摄入量与对照组有显著的统计学差异，但个体差异对结果影响仍然较大，需同时进行其他指标的评判加以辅证。该评价指标适用于评价动物眩晕时无呕吐反应，表现为异食行为啮齿类动物。
总结
近年来，随着科学技术的不断进步，人类对于眩晕的机制有了更为深刻的了解，同时也建立了多种动物眩晕模型，但是至今还没有一种抗眩晕药物是利用动物模型筛选出来的，临床上正在应用的药物，多来自循证医学的临床实践。目前学界内亟待建立一种公信力较高的眩晕模型，能够系统地阐释眩晕发病机制，用以发现、筛选、评价抗眩晕药物，为新药研发提供新的思路。

孔春

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