想了解细胞产品及试剂相关内容,请点击这里进入OriCell网站
  • 订购裸鼠BALB/c nude可享买10送1
  • 现货KO细胞周周秒:仅需3980元,快至48小时,同基因敲除「细胞+小鼠」模型现货搭配

大鼠在神经领域的应用|文献前沿

相对小鼠来说,大鼠更合适用于毒理学、畸形学、内分泌学、肿瘤学、神经病学、实验老年学、心血管、牙科和实验寄生虫学等领域的研究。

 

在神经退行性疾病方面,Pink1和DJ-1敲除的大鼠在8月龄时表现出中脑黑质多巴胺神经元50%以上的丢失,相比于小鼠表型的不明显,大鼠基因编辑模型给了我们更多治疗帕金森病的希望。这也是第一次在基因编辑动物模型中发现多巴胺神经元的丢失。同时这些大鼠也在检测运动神经元功能的行为学实验中出现了症状。今天我们给大家分享一篇文献,来解析大鼠在神经领域的应用。

 

研究背景

应激导致的神经炎症是抑郁症发病的重要机制,经皮耳迷走神经刺激(taVNS)是一种治疗抑郁症的无创替代疗法。迷走神经抗炎信号是由α7烟碱乙酰胆碱受体(α7nAchR)介导,因海马调节情绪且是α7nAchR分布最多的区域之一。因此,实验采用α7nAchR基因敲除模式大鼠(赛业生物构建)探讨海马小胶质细胞上的α7nAchR在taVNS抗抑郁中的作用机制。

 

 大鼠在神经领域的应用

图1. taVNS干预部位-耳甲区。

 

研究方法

将大鼠分为野生组、模型组、taVNS组、α7nAchR(-/-)+taVNS组、海马α7nAchR拮抗剂+taVNS组(Hi MLA+taVNS)、海马生理盐水+taVNS组(Hi saline+taVNS),每组10只。

 

除野生组外,其余大鼠应用慢性不可预知性应激方法(CUMS)造模42天,以制备抑郁样模型大鼠。造模成功后,对taVNS组、α7nAchR(-/-)+taVNS组、Hi MLA+taVNS、Hi saline+taVNS 大鼠连续干预21天,即taVNS无创刺激大鼠耳甲两侧,频率为疏密波2 /15 Hz,强度为2mA,30min/次/天。分别在基线(-21d)、成模后(0d)、干预后(21d)各测量一次大鼠体质量、糖水偏好百分比、旷场实验水平和垂直运动得分、强迫游泳静止不动时间,以评估大鼠的抑郁样行为。

 

实验结束后取材,应用Western Blot和免疫荧光技术观察α7nAchR、NF-κB p65、p-NF-κB p65、IL-1β、小胶质细胞等指标变化。

 

研究结果

1// 体质量变化

 

结果显示,造模前(-21d)各组大鼠体质量没有统计学差异,组间具有可比性;成模后(0d),与野生组比较,其余各组大鼠体质量明显降低;taVNS干预第21天(21d),与模型组相比,taVNS组大鼠体质量明显增加;与taVNS组比较,α7nAchR(-/-)+taVNS组大鼠体质量降低(图2a1)。

 

基线时(-21d)各组大鼠体质量没有统计学差异,组间具有可比性;成模后(0d),与野生组比较,Hi MLA+taVNS、Hi saline+taVNS组大鼠的体质量明显降低;在taVNS干预21天后,与野生组相比,Hi MLA+taVNS与Hi saline+taVNS组大鼠体质量明显降低(图2 a2)。

 大鼠在神经领域的应用
 大鼠在神经领域的应用

图2.不同时间点各组大鼠体质量比较。

 

2// 糖水偏好百分比变化

 

结果显示,造模前(-21d)各组大鼠糖水偏好百分比没有统计学差异,组间具有可比性;成模后(0d),与野生组比较,其余各组大鼠的糖水偏好百分比明显降低,提示造模大鼠出现明显的抑郁样行为。

 

taVNS干预第21天(21d),与模型组相比,taVNS组大鼠糖水偏好百分比明显增加;与taVNS组比较,α7nAchR(-/-)+taVNS组大鼠糖水偏好百分比降低(图3 b1)。

 

基线时(-21d)各组大鼠糖水偏好百分比没有统计学差异,组间具有可比性;成模后(0d),与野生组比较,Hi MLA+taVNS、Hi saline+taVNS组大鼠的糖水偏好百分比明显降低;taVNS干预21天后(25d),Hi MLA+taVNS与Hi saline+taVNS组大鼠的糖水偏好百分比有上升趋势,且与Hi saline+taVNS相比,Hi MLA+taVNS组大鼠的糖水偏好百分比明显降低(图3 b2)。

 大鼠在神经领域的应用
 大鼠在神经领域的应用

图3. 不同时间点各组大鼠糖水偏好的比较。  

 

3//  旷场实验水平运动得分和垂直运动得分的比较

 

结果显示,造模前(-21d),各组内没有显著差异,组间具有可比性;造模成功后(0d),与野生组相比,其余各组大鼠的垂直运动和水平运动得分明显下降。

 

经taVNS干预21天后,与模型组相比,taVNS组大鼠水平运动和垂直运动得分均显著增加;与taVNS组比较,α7nAchR(-/-)+taVNS组水平和垂直运动得分降低(图4 c1, d1)。经taVNS干预21天后(25d),与Hi saline+taVNS相比,Hi MLA+taVNS水平运动得分降低(图4 c2, d2)。

 大鼠在神经领域的应用
 大鼠在神经领域的应用
                                                  图 4. 各组大鼠旷场实验水平运动得分和垂直运动得分的比较。

 

4// 强迫游泳静止不动时间的改变

 

造模前(-21d)各组大鼠在强迫游泳实验中静止不动时间无统计学差异,组间具有可比性;成模后(0d),与野生组比较,模型组、taVNS组、α7nAchR(-/-)+taVNS组、Hi MLA+taVNS与Hi saline+taVNS组大鼠强迫游泳静止不动时间明显增加,此实验表明五组大鼠出现抑郁样行为。

 

taVNS干预第21天(21d),与模型组相比,taVNS组强迫游泳静止不动时间减少;与taVNS组比较,α7nAchR(-/-)+taVNS组大鼠静止不动时间有上升趋势,但无统计学差异(图5 e1)。经taVNS干预21天后,与Hi saline+taVNS组相比,Hi MLA+taVNS组静止不动时间增加(图5 e2)。

 大鼠在神经领域的应用

 大鼠在神经领域的应用

图 5. 各组大鼠强迫游泳实验静止不动时间的比较。

 

5//  taVNS干预后海马α7nAchR、IL-1β、NF-κB p65和p-NF-κB p65表达量的变化

 

实验结束后(21d),断头取脑,用Western Blot方法检测各组大鼠海马α7nAchR、IL-1β、NF-κB p65、p-NF-κB p65蛋白的表达。结果显示,与空白组比较,模型组大鼠海马α7nAchR表达降低,IL-1β、NF-κB p65、p-NF-κB p65表达明显增加;与模型组相比,taVNS组α7nAchR表达明显增加,IL-1β、NF-κB p65、p-NF-κB p65蛋白表达显著降低。

 

与taVNS组比较,α7nAchR(-/-)+taVNS组大鼠IL-1β、NF-κB p65、p-NF-κB p65蛋白表达增加,因α7nAchR(-/-)敲除,故α7nAchR(-/-)+taVNS组大鼠海马α7nAchR蛋白无表达。

 大鼠在神经领域的应用

图 6. taVNS干预后海马α7nAch、IL-1β、NF-κB p65和p-NF-κB p65表达量的变化。

 

6// 激活态和静止态的小胶质细胞数目比较

 

与野生组相比,模型组激活态小胶质细胞数量明显增加;与模型组相比,taVNS组静息态小胶质细胞数目增加;与taVNS组比较,α7nAchR(-/-)+taVNS组静息态小胶质细胞数量显著减少;与Hi MLA+taVNS组相比,Hi saline+taVNS组激活态小胶质细胞的数量减少(图7)。

 大鼠在神经领域的应用

图 7. 激活态和静止态的小胶质细胞数目的比较。

 

总结

taVNS缓解了CUMS模型大鼠的抑郁样行为,降低了中枢的炎性反应,具有一定的全身抗炎作用;taVNS增加了海马小胶质细胞膜上α7nAchR的表达增加,抑制了NF-κB p65及其磷酸化的表达,继而减少了IL-1β等促炎细胞因子的释放。因此,海马α7nAchR/NF-κB信号通路是taVNS发挥中枢抗炎以抗抑郁的作用机制之一。

大鼠在神经领域的应用

图8. 海马α7nAchR/NF-κB通路介导taVNS干预抑郁模型大鼠的抗炎机制示意图。

 

注:红色箭头表示病理状态下,绿色箭头表示taVNS干预。静息态的小胶质细胞未激活炎症信号通路;在应激状态下,海马小胶质细胞激活,IκB水解,NF-κB转变为激活状态,即NF-κB与亚基p50和p65结合,发生核易位,继而影响促炎细胞因子IL-1β的产生与释放,放大机体响应促炎刺激而引起炎性反应;α7nAchR是介导迷走神经-炎症反射的关键受体,taVNS增加了海马小胶质细胞上α7nAchR的表达,α7nAchR激活可引起抗炎级联反应,抑制了NF-κB的活化,继而减少了IL-1β的含量;而taVNS并未明显改善α7nAchR(-/-)大鼠的抑郁样行为和炎性反应,故α7nAchR是taVNS发挥抗炎以抗抑郁的关键受体,α7nAchR/NF-κB信号通路是介导taVNS中枢抗炎以抗抑郁的作用机制之一。

 

赛业生物大鼠模型综合解决方案

赛业生物成熟稳定的模式动物平台不断优化生产过程各个环节,攻克多项技术难关,致力于为大家提供因编辑模型、手术疾病模型、繁育服务到表型分析等大鼠模型综合解决方案。如有需要,欢迎后台留言或是联系我们咨询~

大鼠在神经领域的应用

点击图片了解服务详情

 

“古术新知”团队

近年来,中国中医科学院针灸研究所荣培晶研究员带领“古术新知”创新团队一直致力于针灸脑科学的基础、临床和转化研究。团队积极响应国家号召,着眼于国家对脑科学研究的社会需求和脑重大疾病诊疗的临床需求,长期密切关注国际脑科学研究进展。

 

团队将脑科学与针灸研究相结合,率先提出了“脑病耳治”新理念,并与医学工程学、材料学、信息学等多学科交叉融合,产生了耳穴迷走神经刺激新技术,研发了多款智能可穿戴医疗设备,以中枢神经系统脑调控为核心,提出并初步论证了耳穴-颅神经-脑网络-机体功能整体调节的现代针灸效应模型,揭示耳穴电针独特的科学机理,并应用于临床,创建了“经皮耳穴迷走神经刺激疗法”,在耳穴刺激治疗癫痫、抑郁症、失眠障碍等脑重大疾病的基础、临床和转化研究中取得突破性进展。

 

原文检索:

Wang JY, Zhang Y, Chen Y, Wang Y, Li SY, Wang YF, Zhang ZX, Zhang J, Rong P*. Mechanisms underlying antidepressant effect of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation on CUMS model rats based on hippocampal α7nAchR/NF-κB signal pathway. J Neuroinflammation. 2021 Dec 17;18(1):291. doi: 10.1186/s12974-021-02341-6. PMID: 34920740; PMCID: PMC8680337.

 

关于赛业

 

赛业生物科技集团是一家基于模式动物药物研发的国际化创新性CRO平台。依托于品系丰富的基因编辑小鼠资源库、高效且智能化的模式动物定制平台、药物筛选评价小鼠模型平台、一站式小动物表型分析平台、一站式无菌鼠技术服务平台及先进的细胞技术服务平台,建立了多位一体的创新性CRO平台服务网络,以服务于肿瘤、免疫、代谢、内分泌、心血管、神经及传染病等方向的科学研究及药物研发筛选,并与全球100多个国家和地区的数万名科学家及企事业单位建立了广泛的合作,产品与技术已直接应用于包括CNS(Cell, Nature, Science)三大期刊在内的6200余篇学术论文。赛业生物已获得ISO9001:2015和AAALAC双认证,确保向广大专家学者提供的所有产品和技术服务符合国际标准的同时也表达了我们尊重动物福利和伦理,重视生物安全的负责任态度。如有需要,欢迎后台留言或者联系我们咨询。

如果您对产品或服务有兴趣,可通过以下方式联系我们
在下方表单
填写需求描述给我们
点击页面右侧“在线咨询”
工具快速咨询
拨打免费电话:
400-680-8038
发送邮件至邮箱:
info@cyagen.com
click to refresh
交流社区
神经
扫码加入
神经领域交流群
需备注来意,审核后进入
基因
扫码加入
基因领域交流群
需备注来意,审核后进入
细胞
扫码加入
细胞领域交流群
需备注来意,审核后进入
云课堂
扫码加入
云课堂交流群
需备注来意,审核后进入