多功能小鼠固定器，專為復(fù)雜實驗流程優(yōu)化，適配多部位針刺實驗、光纖植入、經(jīng)鼻給藥、清醒小鼠頭部固定等高精度操作，預(yù)留標準化接口與卡槽，確保設(shè)備穩(wěn)定性。針對眼眶取血等特殊需求，用戶可依托主體框架進行個性化DIY改造，拓展實驗邊界。

2025年4月10日，卡爾加里大學Roger J. Thompson團隊在Nature communications發(fā)表：Contralesional hippocampal spreading depolarization promotes functional recovery after stroke，揭示了對側(cè)海馬擴散性去極化促進中風后的功能恢復(fù)。

缺血性中風是由于腦血流受阻導(dǎo)致的腦組織梗死，會引起長期的神經(jīng)功能缺陷甚至死亡。作者在清醒的Thy1-GCaMP6f小鼠中通過雙側(cè)光纖植入，同時監(jiān)測神經(jīng)元活動并誘導(dǎo)局灶性缺血性中風。單側(cè)海馬中風導(dǎo)致了同側(cè)擴散去極化（GCaMP6f熒光持續(xù)增加）同時發(fā)生。海馬中風損害了中風前獲得的情境恐懼條件反射。然而，在中風后第7天，只有那些出現(xiàn)對側(cè)擴散性去極化的小鼠的情境恐懼條件反射得到了改善。抑制圍中風期的對側(cè)擴散性去極化阻止了依賴于海馬的學習能力的恢復(fù)。

圖一 海馬缺血誘發(fā)的終末擴散性去極化（SD）與病灶大小相關(guān)

研究采用Thy1-GCaMP6f轉(zhuǎn)基因小鼠，這些小鼠的錐體神經(jīng)元表達了GCaMP6f。通過在雙側(cè)海馬上方植入光纖能夠同時監(jiān)測缺血發(fā)生時神經(jīng)元Ca2+的變化。單側(cè)光血栓形成誘導(dǎo)了同側(cè)海馬內(nèi)GCaMP6f強度持續(xù)增加，這被認為是終末擴散性去極化（TSD）的表現(xiàn)。TSD的發(fā)生時間及其幅度與激光照射時間和功率相關(guān)聯(lián)。病灶大小（通過氯化三苯基四氮唑染色評估）與TSD幅度之間存在相關(guān)性，表明TSD可以作為評價局灶性缺血影響的一個補充非組織學方法。研究未發(fā)現(xiàn)性別對TSD幅度、其峰值導(dǎo)數(shù)以及從光血栓形成開始到TSD出現(xiàn)的時間有影響。研究揭示了局灶性海馬缺血引發(fā)的終末擴散性去極化與病灶大小之間的關(guān)系，并提出GCaMP6f可作為一種有用的工具來評估局灶性缺血的影響。

圖二 行為小鼠海馬中的TSD與曠場活動相關(guān)聯(lián)

除了記憶缺失缺陷外，小鼠在曠場中的過度活動被認為是損傷引起的海馬功能障礙的行為替代指標。這些損傷（如興奮性毒性、機械性損傷等）通常是在麻醉狀態(tài)下產(chǎn)生的，隨后在接下來的數(shù)天和數(shù)周內(nèi)對動物進行測試。雖然有證據(jù)表明未麻醉大鼠的前腦缺血可能引發(fā)過度興奮性和行為性癲癇發(fā)作，但尚不清楚局灶性海馬缺血是否會誘導(dǎo)過度活動。在自由活動的小鼠中測量了缺血誘發(fā)的神經(jīng)元Ca2+動態(tài)變化，使能夠?qū)⑿∈蟮男袨榕c缺血誘發(fā)的神經(jīng)元Ca2+流入（即擴散性去極化，SD）相匹配。小鼠在處理過程中被適應(yīng)于曠場環(huán)境，在10分鐘的基線期內(nèi)，假手術(shù)組和中風組小鼠在曠場中的活動逐漸減少。將小鼠的行為分為四種狀態(tài)：靜坐、行走、梳理、站立，以識別與同側(cè)海馬TSD相關(guān)的行為。在中風小鼠中，TSD的起始時間被定義為同側(cè)GCaMP6f信號峰值導(dǎo)數(shù)的時間點。接著，評估了TSD前后每種行為狀態(tài)所花費的時間。在同側(cè)TSD發(fā)生后，雌性和雄性小鼠在曠場中花費更多時間處于活動狀態(tài)，并且行進距離更遠，而假手術(shù)組小鼠在同一時間段內(nèi)曠場活動或行進距離沒有變化。綜上所述，小鼠在曠場中的活動增加與同側(cè)TSD同時發(fā)生。

圖三 雌性小鼠在SD期間及之后增加了活動時間

接下來作者探討了在單側(cè)海馬光血栓形成的情況下，通過血流良好的組織（如對側(cè)海馬）傳播的SD是否會引發(fā)與TSD類似的行為變化。在中風小鼠中，將行為分為對側(cè)SD之前、期間和之后三個階段。雌性小鼠在對側(cè)SD期間及之后進一步增加了曠場活動。由于雄性小鼠中對側(cè)SD的發(fā)生率極低，在雄性中未觀察到這種增加。盡管在對側(cè)SD期間平均速度沒有顯著差異，但雌性小鼠在對側(cè)SD后的活動階段移動得更快。雄性小鼠的平均速度與對側(cè)SD無顯著關(guān)聯(lián)。對側(cè)SD的存在明顯增加了同側(cè)TSD發(fā)生后20分鐘內(nèi)的行進距離。在假手術(shù)組小鼠中，在中風小鼠對側(cè)SD平均時間點附近未觀察到曠場活動的變化。綜上所述，雌性小鼠中更頻繁發(fā)生的對側(cè)SD伴隨著曠場活動的進一步增加。

圖四 SD是由對側(cè)繼發(fā)性癲癇發(fā)作引發(fā)的

通過雙側(cè)光纖記錄與雙側(cè)海馬局部場電位（LFP）記錄，在雌性小鼠單側(cè)海馬光血栓形成過程中進行監(jiān)測。在LFP記錄中，癲癇表現(xiàn)為峰值幅度和信號總功率增加、熵減少及節(jié)律性增強。在所有記錄到對側(cè)海馬癲癇緊接著是SD的情況下，超閾值節(jié)律性放電首先出現(xiàn)在對側(cè)LFP中，然后才出現(xiàn)在同側(cè)LFP中。在觀察到對側(cè)癲癇并隨后發(fā)生SD的小鼠中，有三只顯示對側(cè)癲癇先于同側(cè)海馬癲癇的發(fā)生，且在一個案例中癲癇活動僅限于對側(cè)海馬。通過對包含癲癇發(fā)作前后的60秒時間段內(nèi)的LFP功率分析，發(fā)現(xiàn)對側(cè)海馬的LFP功率在同側(cè)海馬變化之前明顯增加，表明形成了一個可能弱傳播至同側(cè)半球的繼發(fā)性癲癇焦點。通過Thy1-GCaMP6f小鼠的大規(guī)模皮層成像結(jié)合雙側(cè)光纖記錄，研究者們排除了跨半球SD通過淺表皮層傳播的可能性。結(jié)果顯示，盡管在對側(cè)海馬觀察到了SD，但在任一半球的淺表皮層均未觀察到明顯的SD。研究表明對側(cè)SD往往是由對側(cè)繼發(fā)性癲癇發(fā)作引發(fā)的，而不是直接從缺血組織傳播出去的SD。此外，對側(cè)癲癇發(fā)作可能進一步傳播到新皮質(zhì)區(qū)域，但這種傳播并未導(dǎo)致真正的SD進入這些結(jié)構(gòu)。

該研究通過使用光纖記錄為研究病理生理現(xiàn)象提供了新的方法和視角，尤其是在自由行為的小鼠模型中進行腦卒中的生物學研究。這種方法具有靈活性，可以用來研究整個大腦中的卒中情況。該研究不僅開辟了新的技術(shù)路徑來探討卒中的復(fù)雜性，而且強調(diào)了個性化醫(yī)療的重要性，特別是在卒中的治療和管理方面，提供了基于性別差異和特定腦區(qū)影響的新見解。

文章來源

https://doi.org/10.1038/s41467-025-57119-8