肌萎缩侧索硬化症小鼠模型
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发布时间:2026-08-24 14:07:51 更新时间:2026-08-23 14:07:52
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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肌萎缩侧索硬化症(ALS)小鼠模型是运动神经元病研究领域应用广泛的动物模型体系,涵盖mSOD1转基因、TDP-43突变及慢病毒感染等多种构建方式。针对此类模型的检测服务覆盖模型鉴定、炎症因子定量、病理蛋白表达、转录水平分析与行为学评价等模块,采用PCR、ELISA、免疫组化、质谱及qPCR等通用方法,形成从基因型确认到表型验证的完整检测链条,用于药效评价与发病机制研究中的样品检测与数据获取。
本检测体系适用于多种ALS小鼠模型的生物学样品分析,hSOD1G93A转基因小鼠、表达突变人TDP-43的转基因小鼠以及慢病毒介导OPTN突变等模型。检测对象覆盖脑、脊髓、血清及组织切片等样品类型,指标涉及基因型、炎症因子、神经病理蛋白、内质网应激相关mRNA与行为学表型。服务内容面向药物干预研究、干细胞治疗评价、针刺与电针机制探索等场景,例如小檗碱干预SOD1-G93A小鼠后的多维度指标检测,均可纳入统一流程管理。
模型鉴定是后续检测的前提。基因型鉴定通常剪取鼠尾组织,经蛋白酶K消化后提取基因组DNA,采用PCR扩增目的转基因片段,配合琼脂糖凝胶电泳比对条带位置,判定阳性与阴性个体。表型验证则需结合体重曲线、存活时间与后肢伸展反射等神经功能表现,必要时补充运动神经元计数与肌肉萎缩程度观察。对于TDP-43突变模型,还需在蛋白层面确认外源基因表达情况,以区分纯合与杂合状态,剔除不合规个体。
样品采集方案直接影响检测结果的可靠性。脑组织用于皮质、脑干区域的蛋白组学与免疫组化分析,取材后应区分左右半球,分别用于固定与冻存。脊髓需经灌流后整体分离,腰段脊髓常用于炎症因子与运动神经元相关检测,颈段及胸段可作对照。血清样品经眼底静脉丛或腹主动脉采血后离心获取,用于外周循环细胞因子测定。所有样品需标注品系、周龄、性别与分组信息,冻存样品转运过程应维持低温条件,避免反复冻融引起的蛋白降解。
炎症因子检测多采用双抗体夹心ELISA法。将脑组织或脊髓组织在含蛋白酶抑制剂的缓冲液中匀浆、离心,取上清测定总蛋白浓度后加样。标准品与样品分别加入包被抗体的微孔板,经孵育、洗涤、加酶标二抗与底物显色后,酶标仪读取吸光度,依据标准曲线换算浓度并以总蛋白归一化。该法可测定脊髓中TNF-α的含量变化,也可用于血清IL-1β水平分析,为抗炎干预与中和抗体研究的药效检测提供定量数据。操作中须设置复孔与空白对照,控制批间差异。
免疫组化适用于定位与半定量分析组织中的目标蛋白。石蜡切片经脱蜡、水化与抗原修复后,依次孵育一抗与二抗,DAB显色或荧光标记后镜下观察。IBA-1作为小胶质细胞标志物,其染色强度与细胞形态可反映神经炎症状态下小胶质细胞的活化程度;TDP-43染色则用于观察核内蛋白的异常定位与胞质聚集,是TDP-43病理模型的判定要点。每批染色均应设置阴性对照与阳性参照,图像分析采用统一阈值统计阳性面积与光密度值。
蛋白质组学检测基于液相色谱-串联质谱平台。取脑干、脊髓或皮质组织,提取总蛋白后酶解为肽段,经色谱分离后进行质谱数据采集,检索数据库完成蛋白定性定量。该技术可用于ALS模型发病早期的差异蛋白筛选、特征蛋白鉴定与验证,也适用于脑干等局部区域的分子变化分析。检测流程样品前处理、肽段除盐、上机采集与生物信息学分析四个环节,差异蛋白经通路富集后输出报告。送检样品须避免血液污染,组内生物学重复数量应满足统计要求。
转录水平检测采用实时荧光定量PCR。组织经TRIzol法提取总RNA,测定浓度与纯度并确认完整性后,逆转录为cDNA。以GAPDH或β-actin为内参,采用SYBR荧光法扩增XPB1、ATF6等目的基因,读取Ct值后计算相对表达量。XPB1与ATF6属于内质网应激相关分子,其mRNA在hSOD1G93A转基因小鼠中的表达变化可反映应激通路激活状态。该模块还可扩展至CD109、HMGB1等靶基因的同步检测,引物须经熔解曲线验证特异性。
行为学检测用于量化模型运动功能损害程度与干预效果。常用项目转棒实验、抓力测定、步态分析、后肢伸展反射评分与体重监测,按固定周期重复测定并记录存活时间与发病日期。病理学检测则对灌流固定后的脊髓前角进行Nissl染色或运动神经元计数,配合肌肉组织的HE染色与髓鞘染色,评估神经元丢失与靶器官萎缩情况。行为数据与病理结果相互印证,构成药效评价的核心证据链。
多指标联合检测可提高结论的完整性。典型组合为基因型鉴定加行为学追踪,再叠加脊髓炎症因子ELISA、IBA-1免疫组化与内质网应激相关qPCR,形成多层次数据矩阵。应用场景干细胞治疗的行为学与病理学评价、小分子药物干预后的生存期分析、电针与针刺干预对皮质小胶质细胞及TDP-43、RhoA/ROCK2等通路分子的检测,以及shRNA靶向干预的长期安全性评价所需的肝肾功与炎症指标监测。
检测流程依样品制备、方法学检测、数据解析与报告出具四个阶段推进。委托方提供模型品系信息与分组方案后,实验室完成取样、编号与前处理;各模块按对应方法的标准操作规程执行,设置阴性与阳性对照。判定依据:基因型PCR条带与预期位置一致判定为阳性个体;ELISA浓度落在标准曲线线性范围内方可采纳;免疫组化以对照组为基准计算相对表达倍数;qPCR以2^(-ΔΔCt)法报告相对表达量。异常数据须复核原始记录,报告末尾附方法学说明与结果解读,供研究者据此评估模型状态与干预效应。

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