《Journal of Neuroscience Methods》：Detection of subarachnoid hemorrhage by bilateral transcranial laser doppler fluxmetry allows long-term studies in mice
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非侵入性双侧脑血流监测可有效替代侵入性颅内压监测用于小鼠MCA穿透性蛛网膜下腔出血诱导检测，显著减少脑组织损伤并支持长期研究。
作者名单：Biyan Nathanael Harapan、Julian Schwarting、Andrea Cattaneo、Dilara Ozsavas、Uta Mamrak、Gian Marco Calandra、Xiangjiang Lin、Nikolaus Plesnila、Nicole Angela Terpolilli
研究机构：德国慕尼黑LMU大学医院中风与痴呆症研究所（ISD）
摘要
背景
小鼠大脑中动脉（MCA）穿孔模型被广泛用于研究蛛网膜下腔出血（SAH），但通常需要侵入性的颅内压（ICP）监测来确认出血是否成功诱发。然而，ICP探头的放置会造成显著的脑实质损伤，这会干扰长期的结构性和功能性评估。因此，我们研究了不引起任何脑实质损伤的双侧经颅脑血流（CBF）监测是否能够可靠地检测出小鼠的SAH诱发情况。
新方法
在25只雄性C57BL/6小鼠中诱导了SAH，并同时进行了ICP监测和MCA区域的CBF监测。另外40只小鼠仅进行了CBF监测（不使用ICP监测）。通过分析同侧和对侧的CBF及ICP曲线，以确定SAH成功诱发的可靠预测指标。
结果
磁共振成像显示，ICP探头的放置导致了脑实质的渐进性损伤。当MCA穿孔后90秒内CBF下降超过50%时，即使不使用ICP监测，也能可靠地诱发SAH。采用这种微创方法，不同外科医生也能一致地诱发SAH，其严重程度和结果与使用ICP监测的情况相当。
与现有方法的比较及结论
ICP探头的放置会引发脑实质损伤，从而可能限制长期结果研究的有效性。我们的研究结果表明，双侧CBF监测可以有效地替代ICP测量，减少侵入性，并使小鼠的SAH实验更加可靠。
引言
蛛网膜下腔出血（SAH）是一种致死率和发病率极高的中风类型（Johnston等人，1998年；Galea等人，2017年）。尽管经过数十年的研究，SAH的病理生理机制仍不清楚，尤其是在疾病的慢性阶段（Lucke-Wold等人，2016年；Wenneberg等人，2022年；Takata等人，2008年）。此外，医疗和药物治疗的选择也较为有限（Lucke-Wold等人，2016年；Thilak等人，2024年）。因此，SAH的动物模型在了解分子和细胞病理生理机制以及评估潜在治疗策略方面仍具有重要作用（Lin等人，2023年；Schwarting等人，2023a；Schwarting等人，2023b）。
过去已经开发了多种不同物种的SAH实验模型。目前，由于易于繁殖和存在遗传变异的可能性，小鼠是最常用的实验模型。用于诱导蛛网膜下腔出血的主要方法包括血液注射模型（视交叉池、大脑池）或Willis环穿孔模型。虽然每种技术都有其优缺点，但血管内纤维穿孔模型能够模拟脑血管破裂，其特征是颅内压（ICP）急剧升高以及脑血流（CBF）显著下降，这与动脉瘤性SAH非常相似（Buhler等人，2014年；Schuller等人，2013年）。
与纤维穿孔模型相关的主要技术问题是术中能否可靠地检测到SAH，这是进行适当随机化和盲法实验的前提。1995年Bederson等人在大鼠中引入MCA穿孔模型时，建议使用出血对侧的脑血流测量和颅内压监测来确定SAH的诱发和严重程度（Bederson等人，1995年）。我们和其他研究者也证明了在大鼠中实施双侧CBF测量是可行的（Thal等人，2009a；Sch?ller等人，2007年；Bermueller等人，2006年；Thal等人，2009b；Hungerhuber等人，2006年；Schmid-Elsaesser等人，1998年）。后来，当将这种模型应用于小鼠时，由于小鼠对麻醉的敏感性高于大鼠，因此需要开发其他可靠检测SAH的技术。我们之前报告称，加入颅内压监测显著提高了小鼠血管内MCA穿孔模型的标准化和可靠性（Buhler等人，2014年；Schuller等人，2013年；Neulen等人，2019年；Zhang等人，2024年）。因此，这种方法成为检测小鼠纤维穿孔后SAH的金标准。
然而，将颅内压监测探头引入颅腔也会增加脑实质损伤的风险。在研究SAH的急性效应时，脑实质损伤可能不是主要问题。但正如创伤性脑损伤研究所知，损伤可能会随时间发展，导致非SAH引起的缺陷，从而干扰SAH后的结构和功能结果评估，尤其是在慢性阶段。
迄今为止，关于实验性SAH的研究很少涉及出血后几天以上的情况。因此，这个问题可能被低估了。本文评估了我们之前建立的基于同侧CBF和ICP测量的MCA穿孔模型是否可以优化，以使其更加微创，更适合长期实验研究。
方法与材料
实验按照ARRIVE指南（Kilkenny等人，2010年）进行规划和报告。实验的执行和分析采用盲法和随机化方法，只有在所有实验程序和数据分析完成后才公布组别分配。研究中使用了8至10周大的雄性C57BL/6小鼠，体重为23-26克。小鼠生活在12小时光照/12小时黑暗的周期中，可自由获取食物和水。
结果
放置硬膜外ICP探头（图2A）会在SAH发生后1小时和7天时造成一个虽小但可识别的组织损伤（图2B）。这一损伤在出血后14天内进行的MRI扫描中也能观察到（图2C）。MRI结果显示，脑实质损伤随时间逐渐扩大，SAH后第7天与第14天之间有明显差异。
如先前报道（Buhler等人，2014年；Schwarting等人，2021年；Liu等人，2018年），MCA穿孔会导致显著的……（原文此处数据缺失）
讨论
我们描述了一种改进的小鼠血管内MCA穿孔模型方法，能够在术中可靠地非侵入性地检测SAH，并允许更长时间的观察。在我们之前建立并发表的方案中（Buhler等人，2014年；Schuller等人，2013年），除了测量同侧脑血流外，还记录了颅内压，这被认为是金标准。
伦理批准
所有实验程序均获得了上巴伐利亚州政府动物伦理委员会的批准。
资金支持
Andrea Cattaneo由IZKF（维尔茨堡大学跨学科临床研究中心）资助。
作者贡献声明
Biyan Nathanael Harapan：撰写、审稿与编辑、原始稿撰写、可视化、验证、软件使用、资源准备、方法学设计、研究实施、数据分析、概念构建。
Andrea Cattaneo：撰写、审稿与编辑、数据分析。
Julian Schwarting：方法学设计、数据分析、概念构建。
Uta Mamrak：项目管理、数据分析。
Dilara Ozsavas：撰写、审稿与编辑、数据分析。
Xiangjiang Lin：撰写。
利益冲突声明
不存在利益冲突。
致谢
不适用。
参与同意
不适用。
代码可用性
不适用。
