常见实验动物疾病模型造模方法——癫痫模型Ⅰ

继前期整理的阿尔兹海默症动物模型后，本期再次给大家介绍关于大脑的另一典型疾病——癫痫的动物模型，供大家学习参考。

疾病背景：癫痫（Epilepsy）是一种以具有持久性的致痫倾向为特征的神经系统疾病。癫痫不是单一的疾病实体，而是一种有着不同病因基础、临床表现各异但以反复癫痫发作为共同特征的慢性脑部疾病状态。目前癫痫相关的动物模型主要包括化学物质诱导模型、电诱导模型以及基因编辑模型，本期主要介绍前两种外因诱导模型。

为规范模型评估Racine等人在1972年制定了相关标准，将啮齿类动物的癫痫发作程度可分为5个等级，动物自发性出现Ⅳ-Ⅴ级发作被视为模型成功：

0级：无反应；

Ⅰ级：面部肌肉痉挛，表现为嘴或面部节律性抽动；

Ⅱ级：颈部肌肉痉挛，表现为点头运动；

Ⅲ级：前肢阵挛；

Ⅳ级：全身强直；

Ⅴ级：强直伴摔倒。

化学物质诱导癫痫模型

1. 戊四唑(pentylenetetrazol, PTZ)癫痫模型

PTZ是一种非竞争性γ-氨基丁酸（GABA）拮抗剂，其能够抑制GABA介导的抑制性神经传递，增强兴奋性神经传递，从而导致神经元过度兴奋和放电，引发癫痫。PTZ全身给药时，在小鼠、大鼠、猫及灵长类动物中具有恒定的惊厥作用。常用动物为18～25g的健康小鼠。

造模方法：实验前自由饮食，实验时禁食，由尾静脉迅速注入0.5%PTZ生理盐水(38mg/kg)，可使97%的小鼠产生强直发作。

模型特点：PTZ模型能够模拟临床上人类的肌阵挛癫痫全身发作症状。该模型制备方法简单，有比较高的筛选抗癫痫化合物的效率，是初次筛选癫痫药物的金标准之一。

2. 红藻氨酸/海人草酸(Kainic acid, KA)癫痫模型

海人草酸是从海人草中提取的一种外源性氨基酸，为兴奋性氨基酸受体的特异性激动剂，具有很强的中枢兴奋作用。多种动物均可制备该模型，如大小鼠、猫、非人灵长类动物等，最常用的是小鼠（雄性，18~25g）。

构建方法：动物麻醉后去除头顶部毛发，脑室内注射KA或全身注射KA，观察动物惊厥发生率，观察时间为30min。全身给药(静脉或腹腔注射)，4mg/kg；局部给药(脑室内、单侧或双侧海马、杏仁核、梨状核、纹状体等)0.1～2.0μg。

模型特点：实验操作简单快速、药品成本相对低且具有永久性，KA模型发生发展过程与人类颞叶癫痫高度相似，具有相同的病理学基础（神经元丢失、胶质细胞增生、苔藓纤维丝状芽生等），对大部分抗癫痫药物耐药，被广泛应用于抗癫痫药物耐药机制及癫痫发生的分子机制研究中。

电诱导型癫痫模型

1. 电点燃模型（慢性）

通过在脑内某特定局部反复亚抽搐剂量电刺激，最终导致强烈的部分或全身性癫痫发作。点燃一旦形成，可以维持很长时间甚至终身。一般选用体重250～300g的雄性SD大鼠造模。

造模方法：将动物麻醉后固定在立体定位仪上。去除头顶部毛发，定位杏仁核坐标位置，小型牙钻钻透骨面，将电极插入杏仁核，术后肌肉注射卡那霉素或庆大霉素连续3d，防止感染。1周后开始正式实验：刺激条件为电流强度3mA，持续2秒，1次/日(小鼠)；8mA，持续4秒，2次/日(大鼠)，直至出现5级发作，即被认为达到完全点燃。选取连续10次达到5级发作的大鼠用于筛选抗痫药及机制研究。点燃过程可分为6个阶段：①同侧面部抽搐；②两侧面部抽搐；③点头；④对侧前肢出现阵挛；⑤站立伴阵挛性跳跃；⑥摔倒伴全身强直一阵挛发作。电刺激脑部许多部位可引起点燃，最易点燃部位为杏仁核，其次为新皮质区和海马。

模型特点：该模型行为规范，可控性和重复性好，易于判断与定量研究。与人类癫痫发生、扩布和形成的全过程相似，因此被认为是更为接近人类癫痫的慢性模型。点燃模型被广泛用于寻找治疗部分性发作的新药。

2. 最大电休克模型 (maximalelectroshockmodel，MES model)（急性）

MES模型是使用最多、研究最透彻的模型之一，常用于模拟人类的强直阵挛癫痫大发作，并能用于抗强直一阵挛癫痫大发作的药物筛选。

造模方法：用电休克仪或药理生理实验多用仪，导线引出交流电，将输出线上连接鳄鱼夹，以生理盐水湿润后，分别夹于小鼠或大鼠双耳，或用稍凹圆盘状角膜电极接触双角膜(角膜用丁卡因麻醉)，随即通电，即可使小鼠或大鼠发生典型的前肢屈曲、后肢伸直的强直性惊厥。电刺激参数一般为小鼠50mA/大鼠150mA、60Hz、80～120V(大鼠用180V)，刺激时间为0.2～0.3秒。惊厥过程可分为潜伏期、强直期、阵挛期及惊厥后抑制期。观察指标：以动物是否出现后肢强直为观察指标。‌

模型特点：制备方法简单，且备较高的筛选抗癫痫化合物的效率，同样是初次筛选癫痫药物的金标准。

上述模型即为癫痫疾病中常用的经典模型，下期小编带大家了解癫痫相关的基因编辑型动物模型，感兴趣的小伙伴可以关注一下。汉恒生物可定制靶向组织及细胞的基因调控工具，包括慢病毒（Lentivirus, LV）、腺病毒（Adenovirus，AD）、腺相关病毒（Adeno-associated-virus,AAV）以及质粒等，如有需求，欢迎随时咨询。