乙醇半规管注射构建急性前庭功能障碍小鼠模型:一种微创可重复的新型研究工具

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:Hearing Research 2.5

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  针对前庭疾病机制研究中缺乏微创小鼠模型的难题,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院团队通过半规管造瘘术注射无水乙醇,成功建立急性前庭功能障碍模型。该模型可导致前庭耳蜗结构不可逆损伤,表现为hVOR功能受损、运动能力下降等典型症状,并观察到静态/动态代偿差异。模型具有微创、表型稳定特点,为外周前庭疾病及代偿机制研究提供新工具。

  

平衡失调、眩晕等前庭疾病严重影响患者生活质量,但其病理机制研究长期受限于动物模型。现有化学损伤(如砷酸钠)和手术切除(如单侧迷路切除术)模型多在大鼠、豚鼠等较大动物中建立,而基因资源丰富的小鼠却因操作难度缺乏理想模型。更关键的是,传统方法创伤大、代偿过程不明确,难以区分静态(如自发性眼震)与动态(前庭眼反射/VOR障碍)缺陷的恢复差异。

复旦大学附属眼耳鼻喉科医院团队在《Hearing Research》发表研究,创新性通过半规管注射无水乙醇构建小鼠急性前庭功能障碍模型。研究人员采用微创手术暴露后半规管,注入99.8%乙醇造成前庭耳蜗联合损伤,通过听觉脑干反应(ABR)、组织学验证损伤效果,结合综合征评分、水平前庭眼反射(hVOR)测试、转棒实验及居家笼行为监测等多维度评估功能变化。

主要技术方法

  1. 微创手术模型构建:C57BL/6J小鼠后半规管造瘘后注射无水乙醇
  2. 功能验证:ABR检测耳蜗功能,HE染色观察前庭器官病理改变
  3. 行为学评估:综合征评分(头倾斜/转圈等)、hVOR增益计算、转棒运动耐力测试
  4. 代偿监测:14天连续观察居家笼自发行为(行走、嗅探等12类行为)

研究结果
组织学与听觉验证
ABR检测显示手术侧耳对所有频率90dB纯音无反应,证实耳蜗功能完全丧失。HE染色可见前庭毛细胞广泛缺失,螺旋神经节细胞数量显著减少,提示损伤发生在神经节前水平。

前庭功能障碍表型
模型组出现急性体重下降、姿势偏斜等典型症状,hVOR增益较假手术组降低80%。转棒测试中停留时间从180秒骤降至30秒,运动协调性严重受损。值得注意的是,静态症状(如头倾斜)在14天内基本代偿,而动态功能(hVOR、转棒表现)恢复缓慢且不完全。

居家笼行为分析
通过深度学习算法自动识别12类行为发现:模型组行走和转向活动增加200%,但探索性行为(嗅探、攀爬等)减少40%-60%。生存相关行为(进食、理毛等)保持稳定,提示前庭损伤特异性影响空间探索能力而非基本生存功能。

结论与意义
该研究首次建立乙醇诱导的小鼠急性前庭损伤微创模型,其三大优势尤为突出:

  1. 精准损伤:乙醇选择性破坏前庭感受器,保留中枢神经完整性,便于区分外周与中枢代偿机制
  2. 表型明确:hVOR与转棒测试可量化动态功能障碍,弥补传统评分法的主观局限
  3. 代偿可监测:居家笼行为分析揭示静态/动态代偿差异,为临床康复提供新评估维度

这项研究不仅为前庭疾病机制解析提供理想工具,其建立的hVOR检测范式和行为量化标准更可应用于老年性平衡障碍、梅尼埃病等疾病模型的评价。未来结合转基因小鼠,该模型有望在前庭代偿的分子机制研究中发挥重要作用。

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