小鼠心肺功能指标的无创法检测

邱文才，林洁微，李紫元，梁伟燊，刘俊丹，唐陆平，何永明

(佛山科学技术学院兽医系,广东佛山 528000)

心肺功能检查是心血管疾病和呼吸系统疾病的必要检查之一，对于评估疾病的病情严重程度、诊断病变部位、评及对危重病人的监护等方面有重要的指导意义[1]。目前，小鼠被广泛应用于心血管疾病和呼吸系统系统相关的药(毒)理试验研究[2-3]，而关于无创方式检测小鼠的心肺功能基础数据研究报道不多见。无创尾套法是一种间接测量清醒动物血压的方法，避免了麻醉和创伤对血压的影响，操作简便，可重复性好，尤其适用于慢性动物试验中血压的间断测量。EMKA无创式动物肺功能检测分析仪双腔法检测具有操作简便、无创伤且灵敏度强等特点[4]，特别是特殊气道阻率(SRaw)和特殊气道导率(SGaw)是双腔法检测的一个优势，这两个指标是学术界广泛认可的肺功能检测指标。本试验用无创尾套法和双腔法在6:00、12:00、18:00与24:00这4个时间点对正常雌雄小鼠的心肺功能的多项指标进行检测和统计分析，得到可信的小鼠肺功能和心功能的基础数据，为心血管疾病和呼吸系统疾病的临床研究和相关标准的制定提供科学、合理的基础试验数据参考[5]。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 动物与分组 健康SPF级6周龄～7周龄昆明小鼠100只，体重20 g～25 g，雌雄各半。昆明小鼠由广东省医学实验动物中心提供，许可证号为SCXK(粤)2013-0002。将雄性小鼠(♂)编号为A1至A50，雌性小鼠(♀)编号为B1至B50。小鼠适应环境1周后用于正式试验。试验期间正常饮食，室内温度为(22±2)℃、湿度50%～60%左右，光照时间保持在12 h左右(8:00-20:00)。适应环境期间，每天对小鼠进行模拟试验训练，旨在让小鼠熟悉这种操作对其本身是无害的，尽可能减少应激对测试结果的影响。

1.1.2 仪器 EMKA小动物无创式肺功能检测系统，购于法国EMKA Technologies公司；MC4000型小动物血压分析系统，购自美国Hatteras公司。

1.2 方法

1.2.1 正式试验

1.2.1.1 小鼠心功能的无创尾套法测定 试验开始第1天早晨6:00，按照标号顺序从A1到A50，将每只雄性小鼠放入平台内用MC4000血压分析系统进行测量，系统自动生成数据并保存，每次测定时间约10 min。正式试验开始第1天中午12:00，按照标号顺序从B1到B50，将每只雌性小鼠放入平台内进行测量，同上。第1天剩余的两个时间段，按照前两个步骤要求重复操作。第2天开始，调换A、B组的试验顺序，重复上面三个步骤操作。按照以上步骤重复以上操作2次，结束试验。

1.2.1.2 小鼠肺功能指标的双腔法检测 试验开始第1天早晨6:00，按照标号顺序从A1到A50，将每只雄性小鼠放入EMKA小动物无创式肺功能监测系统的双腔室内进行实际测量，系统自动生成数据并保存。正式试验开始第1天中午12点，按照标号顺序从B1到B50，将每只雌性小鼠放入双腔室内进行实际测量，同上。第1天剩余的两个时间段，按照前两个步骤要求重复操作。第2天开始，调换A、B组的试验顺序，重复上面三个步骤操作。按照以上步骤重复以上操作2次，结束试验。

1.2.2 统计学分析 所得数据以mean±SD表示，采用统计软件SPSS软件进行数据分析。P<0.05，表示差异显著。

2 结果

2.1 小鼠无创式心功能检测结果

2.1.1 不同性别小鼠无创式心功能检测结果 该结果是本试验分别对雌性小鼠(♀)和雄性小鼠(♂)的SBP、DBP、MAP以及P整体(即不区分时间点)统计后所得，结果显示四项指标均无显著差异(P>0.05)(表1)。

表1 不同性别小鼠无创式心功能测试结果

注：1 mmHg=0.133 kPa。同行不同小写字母，表示差异显著，P<0.05。

Note:1 mmHg=0.133 kPa.Different letters in the same line mean significant difference，P<0.05.

2.1.2 不同时间点小鼠无创式心功能检测结果 该结果是本试验分别对雌雄性小鼠整体(即不区分雌雄)的4个时间点统计后所得，结果显示SBP、DBP、MAP的18:00与其他3个时间点差异具有统计学意义(P<0.05)，DBP的6:00与24:00时间点差异具有统计学意义(P<0.05)，而P的4个时间点均不具有统计学意义(P>0.05) (表2)。

表2 雌雄性小鼠不同时间点无创式心功能测试结果

注：1 mmHg=0.133 kPa。同行不同小写字母，表示差异显著，P<0.05。

Note:1 mmHg=0.133 kPa.Different letters in the same line mean significant difference，P<0.05.

2.1.3 小鼠无创式心功能正常参考值范围 该结果是本试验对雌性和雄性小鼠整体统计后所得小鼠无创式心功能正常参考值范围(表3)。

表3 小鼠无创式心功能正常参考值范围

2.2 小鼠无创式肺功能检测结果

2.2.1 不同性别小鼠无创式肺功能检测结果 该结果是本试验分别对雌性小鼠(♀)和雄性小鼠(♂)的17项指标整体(即不区分时间点)统计后所得，结果显示除了EIP的检测结果差异具有统计学意义(P<0.05)，其余指标的检测结果均不具有统计学意义(表4)。

2.2.2 不同时间点小鼠无创式肺功能检测结果 该结果是本试验对雌雄性小鼠整体(即不区分雌雄)的四个时间点统计后所得，结果显示f和EIP的检测结果在不同时间点差异具有统计学意义(P<0.05)，其余指标的检测结果均不具有统计学意义(表5)。

2.2.3 小鼠无创式肺功能正常参考值范围 该结果是本试验对雌性和雄性小鼠整体统计后所得小鼠无创式肺功能参考值范围(表6)。

表4 小鼠肺功能不同性别检测结果

注：1 mmHg=0.133 kPa。同行不同小写字母，表示差异显著，P<0.05。

Note:1 mmHg=0.133 kPa.Different letters in the same line mean significant difference，P<0.05.

表5 雌雄性小鼠不同时间点无创肺功能测试结果

注：1 mmHg=0.133 kPa。同行不同小写字母，表示差异显著，P<0.05。

Note:1 mmHg=0.133 kPa.Different letters in the same line mean significant difference，P<0.05.

表6 小鼠无创式肺功能参考值范围

3 讨论

3.1 小鼠无创式心功能检测

血压是众多动物试验中的常规检测项目，更是高血压及心脑血管疾病等相关研究时的必备检测项目，选择可靠的血压检测方式对于试验结果的可靠性至关重要[6]。本试验采用尾套法测量小鼠的血压，方法简单、重复性强且结果可靠。血压受多种应激因素的影响，比如体重、年龄、温度、性别、昼夜节律等[7-8]。有报道[9]使用智能无创血压计测量的C57BL/6小鼠(体重30 g±5 g)收缩压和脉搏的值分别为(122.6±15.9)mmHg和(508.1±81.3)次/min，而我们测量的昆明小鼠(体重20 g±5 g)收缩压和脉搏分别为(131.76±19.10)mmHg和(716.65±72.94)次/min，收缩压与报道相符，而脉搏偏高，可能与体重有关，具体原因有待进一步研究。本研究通过对不同性别的小鼠在不同时间段的测量结果进行统计分析，发现雌性和雄性小鼠的收缩压、舒张压、平均压和脉搏均无显著性差异，而收缩压、舒张压和平均压夜间的测量结果均略大于白天的，且18:00与其他3个时间段的值具有统计学意义，这说明性别不是影响血压的主要因素，而昼夜节律是影响血压的重要因素之一。

综上所述，清醒动物使用无创方法进行血压测量可以有效、便捷的获取血压参数，减少动物创伤应激，能获取更为准确测量数据[10]。本研究对正常小鼠无创血压和脉博基础数值的测定,可为心血管系统疾病药(毒)理学相关研究提供科学、可靠的参考数据。

3.2 小鼠无创性肺功能检测

肺功能指标是多项生理指标中较为重要的一项，制定一种简单快捷的测量小鼠肺功能指标的方法是动物试验研究中的一个难题。由于小鼠体积小，呼吸频率较快，因此，小鼠的呼吸指标较难采集[11]。目前尚未发现有完整的昆明小鼠肺功能正常参考值范围的报道，因此有必要制定一份准确的肺功能检测参考值范围。本研究采用无创方法检测昆明小鼠肺功能基础数据，对动物无伤害、且测量的数据比较全面，高达17项，能够为临床呼吸系统肺功能检测提供科学、合理的试验依据。

有报道[12]BUXCO系统检测雄性小鼠的MV、PEF和PIF的值分别为38.90 mL/s±2.39 mL/s、3.20 mL/s±0.15 mL/s和4.49 mL/s±0.23 mL/s，而本研究结果发现这几个指标分别为43.23 mL/s±6.31 mL/s、2.45 mL/s±0.33 mL/s和1.90 mL/s±0.32 mL/s，其中MV和PEF值与报道相符，而PIF值差异较大，这可能与检测时小鼠活动状态有关(报道中检测时小鼠处于非束缚状态，而我们检测检测时小鼠处于固定状态)。SRaw表示气道的反应性，适用于各种阻塞式通气功能障碍性疾病，阻力增大可表现为咳嗽、气短，在慢性支气管炎、肺气肿情况下阻力明显增加；EF50直接与气道阻力相关[13-14]，我们的试验结果表明双腔法可以测定SRaw、SGaw和EF50，而全身体积描计(WBP)则不能检测。这是由于WBP是整个动物的呼吸气流都一起检测，动物不受约束，而双腔法是动物的鼻部与胸部分开测量，因此对具体部位肺功能指标检测更精确。

本研究分别对雌、雄小鼠肺功能各项指标检测后进行统计分析，试验结果表明小鼠肺功能除了PEF和EIP具有统计学意义外，其他指标均不具有统计学意义；分别对雌雄小鼠不同时间点的肺功能各项指标进行统计分析，发现除了f和EIP具有统计学意义外，其余指标均不具有统计学意义，这说明昼夜节律和小鼠的性别对肺功能影响不大。

参考文献：

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