三卡因浓度对斑马鱼心脏手术模型麻醉的影响

作者:周桑;吴豫;宋婧文;沈茜;赵仙先;秦永文 刊名:现代生物医学进展 上传者:王洁辉

【摘要】目的:探讨斑马鱼麻醉过程中三卡因浓度对其心脏手术后生存率的影响。方法:以经典实验方法中的三卡因(MS-222)浓度150mg/L为对照,分别用浓度为20mg/L、40mg/L、60mg/L、80mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L的MS-222麻醉液麻醉,观察斑马鱼术后行为及术后生存率的差异。结果:随着MS-222浓度的提高,斑马鱼表现为入麻时间的逐渐减少、苏醒时间的逐渐增加。MS-222麻醉斑马鱼成鱼的有效浓度为40~160mg/L,在此浓度范围内,鱼体能够在3min内达到可施行手术操作的麻醉状态(Ⅱ或Ⅲ期),10min内可苏醒恢复;随着浓度的增大,呼吸频率的下降速率增大;MS-222浓度为40mg/L时斑马鱼的术后存活率最高(98.3%)。结论:当MS-222浓度为40mg/L时,斑马鱼入麻及苏醒较为平稳,术后斑马鱼复苏时间较短,且保持了较高的术后生存率。在实验操作或者生产应用时推荐MS.222麻醉药液最佳麻醉浓度为40mg/L,所对应的麻醉时间约为15min左右。

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Chinese Library Classification(CLC):R-33;Q959.4;R614 Document code:AArticle ID:1673-6273(2018)05-822-04前言斑马鱼是一种重要的模式生物,在发育生物学、肿瘤学、药物学等诸多方面的研究中发挥了重要作用,具有易于繁殖和观察、生存期短等特有的优势[1]。斑马鱼的多种组织器官具有良好的再生能力,使其成为研究视网膜、心脏、鱼鳍等器官再生的重要模型[2-4]。由于斑马鱼的心脏在部分切除术后可于2周内实现完全再生,恢复原有功能,使斑马鱼成为心脏再生领域最为重要的模式动物[5-7]。在该模型中,研究者常以MS-222进行术前麻醉[8]。MS-222作为美国食品药品管理局(FDA)批准的惟一可用于食用鱼类的麻醉剂[9],使用广泛。在经典的实验方法中,三卡因的麻醉浓度为150 mg/L-160 mg/L,斑马鱼的术后生存率较低(60%-70%)[10,11]。本文以经典实验方法中的麻醉浓度为对照,探究斑马鱼心脏部分切除实验中不同浓度MS-222的麻醉效果及其术后影响,探讨如何在满足手术要求的前提下尽可能提高斑马鱼手术生存率[12],在保证麻醉效果的前提下选择更为麻醉浓度和麻醉时间,以期为MS-222更好地应用于斑马鱼心脏手术麻醉及其他鱼类手术麻醉提供参考[13]。1材料与方法1.1实验材料随机捞取健康成年斑马鱼(年龄大于3个月,雌雄均可,实验中所选取斑马鱼为7月龄斑马鱼)420尾。分成7组,每组60尾,分组情况见表1。三卡因(Sigma,Cat A5040,3-amino ben-zoic acid ethyl ester):用于麻醉成鱼。鱼水:用于配制麻醉液以及斑马鱼术后苏醒。分别用鱼水配制浓度为20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L、80 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L的MS-222麻醉液备用。斑马鱼固定装置:在吸水海绵的上表面剪开一条较深的长缝,使其深度和长度恰好固定斑马鱼。维纳斯剪刀(弯型,中国苏州):在手术中切除心脏。维纳斯剪刀(直型,中国苏州):在手术中剪开斑马鱼的腹壁。显微镊(直型,中国上海):手术中剖开斑马鱼的围心腔,以及心脏切除时夹持心尖处的心肌组织。Leica M80立体显微镜:用于放大手术域,便于操作。其他:无菌吸管、5 mm培养皿、鱼缸。1.2实验流程1.2.1术前准备(1)取斑马鱼培育系统的恒温水置于准备好的鱼缸中,用于苏醒术后的斑马鱼。(2)用鱼水充分浸润海绵块,海绵块切口朝上置于显微镜下,调整焦距。1.2.2手术操作在培养皿中加入10 m L MS-222工作液麻醉斑马鱼,将鱼以仰卧位将其腹部朝上,固定于海绵块,在显微镜下剪开斑马鱼腹部心脏搏动最明显部位的皮肤,大致位于鳃弓以下。暴露心脏,用维纳斯剪沿心尖剪去20%心室[14]。鱼的离水操作时间约为1 min左右。1.2.3术后处理将手术后的鱼放入鱼缸中,当斑马鱼恢复鱼鳃自主张合,继而恢复自主游动时,即可将斑马鱼放回恒温培育系统中,进行后续观察和实验。1.2.4麻醉深度的判断参考以往的评价标准[15,16],提出了更为直观合理的评价方式,将麻醉行为的变化将麻醉深度分为以下四级:(I)能保持身体平衡,对外界刺激反应明显,鳃盖张合频率不降低。(II)可以保持身体平衡,但游动速度减慢,鳃盖张合频率较前降低,有声响时仅尾部轻微摆动。(III)勉强维持平衡,对外界的反应能力弱,鳃盖缓慢张合,用手去抓时不能逃避。(IV)鱼体偏斜或腹部朝上,不再持续游动,鳃盖张合

参考文献

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