摘要: 肺动脉高压（pulmonary hypertension,PH）是一种以肺动脉压力持续升高为特征，致使右心室负荷加重，最终可能引发右心衰竭的疾病。PH发病机制涉及多个维度，包括血管内皮功能障碍、血管平滑肌增殖、炎性反应、血栓形成及遗传因素等多个方面。动物模型作为研究PH发病机制和开发治疗策略的核心工具，其不同类型均有各自的独特优势与局限性。单剂量注射野百合碱（monocrotaline,MCT）诱导模型是最常用的实验性PH动物模型之一，被广泛应用于PH的机制研究、药物筛选与疗效评价。该模型操作简便、成本较低，可以在短时间内诱导出PH，但其病理生理机制与人类特发性PH存在一定差异。相比之下，Sugen5416联合慢性低氧诱导的PH模型能较好地模拟PH的发生发展过程，该模型通过将动物置于低氧环境中发生肺血管收缩及重塑，但其造模周期较长，且低氧程度对结果影响较大。除以上2种常用的模型构建方法外，还有多种新兴技术应用于PH研究，如基因编辑工程可以精准探究特定基因在PH中的功能；诱导多能干细胞结合3D类器官技术可以依托个体化建模，保留患者遗传信息，从而打造精准临床转化。每种模型或技术都能从不同层面模拟人类PH的病理过程，其研究成果为理解PH疾病本质提供了关键线索，也为新型治疗靶点的研发提供了重要平台。本文对PH研究用多种动物模型及其新兴技术进行综合性描述，深入分析了各模型/技术的特点、应用场景及局限性，以期为研发新治疗策略和药物提供实验技术支持。

摘要: 普通狨猴（common marmoset,Callithrix jacchus）是灵长目狨科狨属动物。普通狨猴是研究神经科学、医学、药学的重要科研资源，普通狨猴动物资源的饲养繁育是重要的科研支撑。目前，中国普通狨猴资源正处于发展的重要阶段。本文以中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（以下简称本中心）为例，深入探讨普通狨猴饲养繁育与遗传管理经验。在饲养环境及设施方面，在国家标准基础上对环境温度、相对湿度、换气次数、沉降菌平均浓度执行更为严格的环境参数标准，设计了普通狨猴繁殖和实验的2种饲养笼具；依据设施和人力条件的不同，介绍了“干养”和“湿养”结合的清洁维护模式。在饲喂管理方面，为满足普通狨猴高营养需求自制特殊日粮，介绍了普通狨猴由自制日粮和颗粒料混合食物向纯商品粮饲喂的过渡方法，严格把控自制普通狨猴日粮的操作环节并积累一系列预防普通狨猴营养代谢病的方法。在动物健康管理方面，通过定期检疫、隔离治疗和流行病预防等措施保障普通狨猴健康，详细说明了普通狨猴健康检查流程，随后依据普通狨猴体况进行分级分类管理，并简要介绍了普通狨猴常见的腹泻和肺炎的治疗方法。在繁育管理方面，涵盖种猴挑选、配种合笼、分笼管理及仔猴人工饲养，并从动物福利角度介绍了人工饲养仔猴回归亲代的饲养方法。在遗传管理方面，本中心普通狨猴为封闭群，采用的是非近亲繁殖法，开发了近亲筛查系统，在动物配对前查询近亲信息以避免近亲繁殖；本中心在不从外部引入新个体的条件下，已连续繁殖5代，遗传组成具有杂合性。本文仅探讨普通狨猴的饲养繁育及遗传管理，以期为其他饲养普通狨猴的机构提供有益借鉴。

摘要: 脑卒中作为全球范围内主要的致残与致死病因之一，其机制研究与治疗策略开发高度依赖于能够准确模拟人类疾病病理特征的动物模型。理想的脑卒中动物模型不仅需要再现临床上患者发生脑卒中后的神经功能缺损与病理变化，还应具备良好的可重复性与转化价值。本文围绕缺血性脑卒中动物模型的制备和评价方法展开论述：首先，阐述了啮齿类（大鼠、小鼠）及非啮齿类（非人灵长类、小型猪、兔、斑马鱼）等实验动物的选择依据及其优劣；其次，详细综述了缺血性脑卒中模型与出血性脑卒中模型的造模原理、操作要点及适用范围；紧接着，本文综述了基因编辑[如规律成簇的间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）/CRISPR相关蛋白9(CRISPR-associated protein 9,Cas9)基因编辑技术]、多模态成像（如双光子显微、光声成像）、人工智能、光遗传学、3D生物打印、类器官模型及多组学等新兴技术在脑卒中动物模型构建优化、精准评估与机制研究中的应用进展；最后，本文通过系统性分析2019—2024年间国内外相关研究文献，探讨了基于研究目标的模型选择策略，涵盖行为学、影像学及分子病理学的多维评价体系，并展望了未来通过技术融合实现模型精准化与个体化的发展方向。本文旨在提供全面的方法学参考，帮助研究者根据具体科学问题选择合适的脑卒中动物模型。

摘要: 目的 旨在深入探讨脊髓压迫损伤和半横断损伤小鼠模型在亚急性至慢性期（1～28 d），局部微环境中相关基因的表达次序及其分子机制，从而揭示其脊髓修复的分子特征，并为脊髓损伤治疗靶点的选择提供理论依据。方法 选用36只8～9周龄SPF级ICR小鼠，随机分为假手术对照（CTR）组、脊髓半横断损伤（HSCI）组和脊髓压迫损伤（SCC）组，每组12只。CTR组小鼠经麻醉后，仅行椎板切除术暴露T₉～T₁₀节段的硬脊膜，并保持其完整，在空气中暴露10 min后缝合切口，不施加任何损伤干预；HSCI组小鼠在CTR组操作的基础上，通过显微器械横断70%的T₉节段脊髓组织构建脊髓半横断损伤模型；SCC组小鼠也在CTR组操作的基础上，采用自制压迫器（30 g实心小铁棒）持续压迫T₁₀节段脊髓10 min构建脊髓压迫损伤模型。在术后第1、3、7、14、21及28天，采用改良BBB（Basso-Beattie-Bresnahan）评分法评估各组小鼠运动功能的恢复情况；在术后第7、14天，将小鼠麻醉后，取损伤段脊髓组织，通过RNA测序（RNA-Seq）和富集分析来解析脊髓损伤小鼠模型中特异的分子网络演变，并利用实时荧光定量PCR法验证关键基因的表达情况。结果 BBB评分结果显示，SCC组小鼠的运动功能恢复情况显著优于HSCI组，其BBB评分在4周内呈持续上升趋势且高于HSCI组（P<0.001）。基于RNA-Seq差异表达基因的基因本体（gene ontology,GO）和京都基因与基因组数据库（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）富集分析显示：与CTR组相比，SCC组在术后第7天，细胞外基质相关基因显著上调（P<0.05），而轴突引导相关基因显著下调（P<0.05）；在术后第21天，SCC组免疫调控和视黄醇信号通路相关基因被显著激活（P<0.05）。相比之下，HSCI组在术后第7天，炎症和免疫反应基因显著上调（P<0.001），神经元分化和突触形成相关基因则显著下调（P<0.001）；在术后第21天，细胞-基质连接和N-甲基-D-天门冬氨酸受体相关基因显著上调（P<0.001）。此外，与SCC组相比，HSCI组在损伤后第7天和第21天的GO和KEGG富集分析中表现出不同的通路富集特征。术后第7天，HSCI组中的NOD样受体信号通路以及补体和凝血级联反应相关基因显著上调（P<0.001）；而在术后第21天，细胞外基质-受体相互作用和神经活性配体-受体相互作用通路相关基因被显著激活（P<0.001）。最后，实时荧光定量PCR验证结果与RNA-Seq结果高度一致，进一步确认了SCC组和HSCI组关键基因表达趋势的差异。结论 脊髓压迫损伤与脊髓半横断损伤模型可能驱动了不同的修复路径：SCC模型中部分轴突的保留使其更倾向于组织修复，而脊髓半横断损伤模型则需协调更复杂的分子网络以达成新的平衡。这一发现进一步深化了对脊髓损伤异质性调控机制的理解。

摘要: 目的 基于自研设备“多通道小动物长时连续烟雾暴露的自动控制系统”，采用新型香烟烟雾连续暴露方法，建立稳定可靠的慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD）小鼠模型，并进行表型评估分析，为研究COPD发病机制及防治策略提供动物实验基础。方法 20只6周龄雄性C57BL/6J小鼠被随机分成对照组和模型组，每组10只。模型组小鼠每日进行6 h连续烟雾暴露（6支香烟/d，持续12周），对照组小鼠无干预。小鼠每隔2周进行一次体重监测；造模结束后，对小鼠进行小动物CT(micro-CT)活体成像；小鼠安乐死后，用ELISA法检测小鼠血清与支气管肺泡灌洗液中炎症因子白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的水平；对肺组织进行HE染色和Masson染色检测，观察肺组织形态和炎症细胞含量的变化，计算小鼠肺泡平均截距（mean linear intercept,MLI），以综合评估小鼠模型的COPD临床特征。结果 从第4周开始，与对照组相比，模型组小鼠体重显著降低（P<0.01）。ELISA检测结果显示，与对照组相比，模型组小鼠血清和支气管肺泡灌洗液中的IL-6质量浓度分别增高了27.2%和140.0%，差异均具有统计学意义（P<0.01）；与对照组相比，模型组小鼠血清和支气管肺泡灌洗液中的TNF-α浓度分别增高了16.7%(P<0.01)和19.3%(P<0.05)。HE染色结果显示，与对照组相比，模型组小鼠肺泡壁变薄，肺泡出现不同程度扩张，部分肺泡间隔断裂，融合成肺大泡，肺泡数量减少，支气管管壁变厚，管腔变窄，周围有炎症细胞浸润，MLI显著增大（P<0.01）。Masson染色结果显示，模型组小鼠出现胶原沉积及支气管重塑。Micro-CT结果显示，模型组小鼠出现局部高密度影，呈现出慢性支气管炎的典型特征。结论 自研装置可实现长期连续烟雾暴露，构建的COPD小鼠模型病理特征与临床症状高度吻合，可为COPD研究提供高效可靠的工具。

摘要: 目的 通过电凝法阻断小鼠大脑中动脉构建中动脉闭塞（middle cerebral artery occlusion,MCAO）模型，研究人羊膜间充质干细胞（human amniotic mesenchymal stem cells,hAMSCs）来源的外泌体（exosome,EXO）改善缺血性脑卒中及调控神经细胞铁死亡（ferroptosis）损伤的作用机制。方法 将32只6～8周龄SPF级雄性C57BL/6J小鼠随机分为假手术组（Sham）、模型组（MCAO）、模型+生理盐水组（MCAO+NaCl）、模型+外泌体组（MCAO+EXO），每组8只。使用电凝法建立小鼠大脑MCAO模型，Sham组暴露大脑中动脉但不实施电凝；在电凝造模24 h前，向MCAO+EXO组小鼠尾静脉注射100µL来自hAMSCs培养上清液的外泌体(9.5×10¹¹个/mL)，向MCAO+NaCl组小鼠尾静脉注射同体积生理盐水。造模24 h后，采用Longa神经功能缺损评分法评价各组小鼠的运动神经功能损害程度；通过2,3,5-三苯基氯化四氮唑染色法评估各组小鼠脑梗死体积占比差异；通过HE染色法评估各组小鼠缺血部位脑组织中神经细胞形态学差异。通过微量比色法评估各组小鼠脑梗死区及其周围组织中亚铁离子(Fe²⁺)、丙二醛（malondialdehyde,MDA）、总谷胱甘肽（total glutathione,total GSH）、氧化型谷胱甘肽（oxidized glutathione,GSSG）和还原型谷胱甘肽（glutathione,GSH）的含量差异。通过实时荧光定量PCR法检测各组小鼠脑梗死区及其周围组织中铁死亡相关因子包括核因子-红细胞系2相关因子2（nuclear factorerythroid 2-related factor 2,NRF2）、溶质载体家族7成员11（solute carrier family 7 member 11,SLC7A11）、谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4,GPX4）的mRNA表达水平。通过蛋白质印迹法检测各组小鼠脑梗死区及其周围组织中NRF2、SLC7A11和GPX4蛋白表达水平。结果 相较于MCAO组，MCAO+EXO组的Longa评分显著降低（P<0.01）。MCAO组小鼠脑组织出现明显梗死灶，MCAO+EXO组相较MCAO组的脑梗死体积占比显著减少（P<0.001）。与Sham组相比，MCAO组出现神经细胞空泡变性，细胞核固缩、碎裂，细胞核结构不清晰，神经细胞排列杂乱。相较于MCAO组，MCAO+EXO组小鼠的神经细胞结构较为完整，细胞核大而规整，位于细胞中央。MCAO组小鼠的脑梗死区及周围组织中Fe²⁺和MDA含量较Sham组显著增加（P<0.001）,MCAO+EXO组的Fe²⁺和MDA含量较MCAO组显著减少（P<0.01）。相较于Sham组，MCAO模型组小鼠的total GSH、GSSG、GSH含量均显著减少（P<0.01）；相较于MCAO组，MCAO+EXO组小鼠的total GSH、GSH含量显著增加（P<0.001）,GSSG含量无显著变化（P>0.05）。相较于Sham组，MCAO组小鼠的NRF2、SLC7A11、GPX4 mRNA和蛋白表达水平均显著降低（P<0.01,P<0.001）；相较于MCAO组，MCAO+EXO组的NRF2、SLC7A11、GPX4 mRNA及蛋白表达水平均显著升高（P<0.05）。结论 在小鼠MCAO模型中，尾静脉注射hAMSCs来源的外泌体可以改善小鼠运动功能，减少梗死面积，保护神经细胞形态，降低神经损伤程度。外泌体可能通过激活NRF2/SLC7A11/GPX4通路，减少MCAO模型小鼠的脑神经细胞铁死亡而发挥保护作用。

摘要: 在生命科学、医药卫生和人类健康研究领域，由于伦理限制、样本稀缺或操作难度等原因，直接以人体或某些特殊动物（如珍稀动物或大型动物）为研究对象往往不可行。因此，科研人员常选用易于获取、便于操作的替代动物进行实验，这类动物被称为实验动物。实验动物中有一类重要子集被称为模式动物，是指在长期系统研究中被深入探索、生物学特性得到充分阐释，能够代表某一类群生命活动规律，并用于揭示普遍生命机制的物种。对这些典型模式动物的持续研究，已成为构建基础生物学理论的关键支撑。

摘要: 本文以黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）心侧体（corpora cardiaca）为轴心，构建“发育—分泌—调控—功能”四维框架，系统梳理了其在糖代谢稳态中的核心作用。果蝇遗传工具成熟、基因与人类高度同源，是研究能量平衡的理想模型；心侧体与胰岛素合成细胞（insulin-producing cells,IPCs）分别对应脊椎动物胰腺α/β细胞，通过类胰高血糖素-脂动激素（adipokinetic hormone,AKH）和果蝇胰岛素样肽（Drosophila insulin-like peptides,DILPs）共同调控血淋巴葡萄糖和海藻糖的浓度。本文首先论述了心侧体的发育过程：心侧体起源于头部中胚层，经胚胎定型、幼虫扩增、蛹期重塑和成虫融合等过程，最终形成环绕食管的双叶结构；sine oculis、glass、Notch、dpp、hh等基因和信号通路以严格的时空模式控制该过程，其中任一节点突变均会导致心侧体缺失或功能缺陷。心侧体可以接受来自外部的调控，整合营养物质、脑-肠分泌因子等多重输入。饥饿时，细胞表面的葡萄糖感受器可直接感知低血糖并促进AKH释放；肠内分泌细胞通过抑咽侧体神经肽A(allatostatin A,AstA)、鞣化激素α(bursicon α)、神经肽F(neuropeptide F,NPF)等肽类对心侧体施加正/负反馈；脑多巴胺（dopamine,DA）、色素趋散因子（pigment-dispersing factor,PDF）与DILP1/2形成神经-内分泌拮抗，以精细调节AKH的释放。心侧体主要释放三类分子：AKH经AKH受体（adipokinetic hormone receptor,AKHR）-环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate,cAMP）-蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)途径动员脂肪体糖原与甘油三酯；抑胰岛素激素（limostatin,Lst）经其受体抑制IPCs分泌DILPs；胰岛素拮抗剂蛋白2(imaginal morphogenesis protein-late 2,ImpL2)拮抗DILPs并抑制雷帕霉素靶标（target of rapamycin,TOR）通路，从而耦合营养状态与发育进程。AKH/AKHR轴在饥饿、高脂或热胁迫下驱动糖/脂动用及觅食亢进；促前胸腺激素（prothoracicotropic hormone,PTTH）与ImpL2介导心侧体-前胸腺轴，确保临界体重后蜕皮激素适时释放；心侧体轴突支配嗉囊，调节排空速率；AKH-叉头盒蛋白O(forkhead box O,FoxO)-小腹侧神经元（small ventral lateral neurons,s-LNv）环路抑制饥饿诱导的睡眠丧失，维持昼夜稳态。本文综述了心侧体的发育机制、分泌激素的作用机制以及与其他组织的相互作用，不仅有助于学者对昆虫能量稳态的调控机制的理解，还能为无脊椎动物代谢紊乱和相关疾病研究提供新的思路和靶点。

摘要: 跳镰猛蚁（Harpegnathos saltator）是一类具有高度社会行为可塑性的真社会性昆虫，展现出独特的品级可逆性表型。与传统社会性蚂蚁不同，其工蚁在失去蚁后压制时，可通过一系列行为、神经及生理重编程，转变为有性工蚁（gamergate），且该过程可逆。因此，跳镰猛蚁成为研究社会等级建立与维持、行为调控和寿命可塑性的重要模型。得益于组学与成像技术的革新，跳镰猛蚁研究近年来取得了突破性进展。在社会等级转换过程中，个体在行为、神经系统活动、内分泌及基因表达水平等多个层面均呈现出高度动态和可塑的变化，揭示了环境信号如何整合为稳定的表型重编程。在寿命调控方面，跳镰猛蚁展现了与“繁殖-寿命对立”假说相矛盾的现象：繁殖个体寿命显著延长。相关研究揭示了端粒维持、表观遗传重塑、蛋白质稳态调控以及胰岛素/胰岛素样生长因子（insulin like growth factor,IGF）信号通路分叉等多重分子机制，为衰老与长寿研究提供了新视角。在社会化学通信与神经感知层面，跳镰猛蚁嗅觉系统进化显著，尤其是气味受体（odorant receptors,OR）基因家族的扩展，为其群体交互和等级维持提供了分子基础。神经肽与激素调控通路的研究也揭示了社会等级与行为状态之间的紧密联系。随着多种前沿工具的引入，如成簇规律间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）/CRISPR相关蛋白核酸酶9(CRISPR-associated nuclease 9,Cas9)、基于绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP），钙调蛋白和M13肽的遗传编码钙指示器成像（genetically encoded calcium indicator imaging based on GFP, calmodulin, and M13 peptide,GCaMP imaging）、高通量测序的转座酶可及染色质检测（assay for transposase accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq）等，研究者能够在神经活动、基因调控与染色质可及性等多个层面进行更精确解析。这些工具的应用不仅推动了跳镰猛蚁社会行为和神经机制的深入研究，也为跨物种的比较提供了新手段。总体而言，跳镰猛蚁的研究框架涵盖社会行为、等级调控、寿命延长机制，以及基因表达与表观遗传重编程等多个方面。通过整合多组学与功能实验，研究者正逐步构建该物种社会可塑性与长寿机制的系统性图谱。这些成果不仅深化了人们对社会性昆虫行为和寿命调控的理解，也为人类抗衰老研究提供了潜在靶点和理论依据。

摘要: 线粒体作为细胞的能量代谢中枢，其动态形态和氧化磷酸化功能异常与衰老及多种疾病直接相关。秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans,C. elegans，以下简称线虫）是被广泛使用的模式动物。本文系统总结了作者实验室以线虫为模型，多尺度分析了线粒体形态与功能的实验方法，主要包括：（1）形态定性分析，即采用单盲法人工分类（如点状、棒状、网状），该法虽然依赖主观经验，但操作简便，适用于初步表型的筛选；（2）形态定量分析，即依托Fiji/ImageJ平台，对特定组织（如表皮及体壁肌）中线粒体进行自动化参数提取，通过骨架化算法量化网络连通性（分支点数量、网络长度），结合二值化分析计算碎片化指数（如面积/周长比、碎片计数），实现客观表型比对；（3）高通量图像处理，即通过宏命令批量处理，整合形态学滤波、阈值分割及参数导出流程，显著提升大样本量的研究效率；（4）代谢功能监测，即应用Seahorse XF分析仪开展活体线虫呼吸代谢检测，通过序贯注入ATP合酶抑制剂N,N′-二环己基碳二亚胺（dicyclohexylcarbodiimide,DCCD）、解偶联剂羰基氰化物4-（三氟甲氧基）苯腙[carbonyl cyanide 4-(trifluoromethoxy) phenylhydrazone, FCCP]及呼吸链抑制剂叠氮钠（sodium azide,NaN3），精准解析基础耗氧率（oxygen consumption rate,OCR）、ATP耦合呼吸效率及最大呼吸容量（呼吸潜力），进而揭示能量代谢规律。本文整合了形态-功能双维度方法，不仅为关于线虫的线粒体研究提供经验技术，其框架亦可拓展至哺乳动物细胞与类器官模型，以推动靶向线粒体的基础研究和药物开发。