小白：師兄，我的老鼠到啦！我終于要開始做實驗啦！
 師兄：恭喜恭喜~那你要怎么給藥呢？
 小白：配好直接灌，簡單粗暴。
 師兄：你能確定藥物能被老鼠吸收多少？藥物口服利用度是多少？文獻中是這樣做的么？
 小白：.......
 
 師兄：給藥要選對方式，不然都是無用功!

 

   
 
實驗是門大學問，今天就單拎出小鼠的給藥方式，來與大家討論一番。首先我們要先知道有哪些給藥方式，給藥途徑會影響藥物的吸收和生物利用度，再從產品的溶解情況、給藥劑量以及頻率進行選擇，以最佳方式對動物進行給藥，獲得最好的實驗效果!
   

圖 1. 給藥方式^[1]

   
經口給藥法分為兩種：口服 (oral administration；p.o.) 和灌胃 (oral gavage；i.g.)。
有同學就會問，口服和灌胃有什么區別呢？其實本質上都是將藥物經口送入，最終藥物發揮作用，但是兩者給藥途徑還是有所不同，口服在于自由取食，可以將藥物溶解到水中或者混合在食物里，放在小鼠面前任由小鼠取食，灌胃則需要借助外力 (灌胃器) 直接灌到胃中。  
 
(1) 口服操作簡單方便，灌胃對灌胃針操作手法有所要求；
(2) 口服經過口腔、食道最終進入胃內，灌胃直接通過管道進入胃內；
(3) 口服會經過口腔加工消化一次，灌胃則直接由胃開始消化；
(4) 口服藥物劑量不能保證準確，灌胃可以實現精準給藥，靈活控制給藥劑量；
(5) 口服是主動接受由小鼠自由選擇，灌胃則為被動接受可能會刺激到小鼠影響狀態。
 

 

藥物循環途徑：食管→胃→小腸→小腸毛細血管→空回腸靜脈→腸系膜上靜脈→肝門靜脈→肝→肝靜脈→下腔靜脈→右心房→右心室→血液循環。

   
注射給藥法常見的有：腹腔注射 皮下注射、皮內注射、肌肉注射、(尾) 靜脈注射
^[3]
，接下來進行介紹。

■ 腹腔注射

腹腔注射大家應該都不陌生，其生物利用率較高。腹腔注射看起來很簡單，在小鼠下腹部戳一下把藥打進去就完事了，其實不然，腹腔注射手法十分重要！
 
 
舉個小栗子，打完之后小鼠腹部會鼓包？這就說明針頭并未進入到腹腔處，針頭插入太淺，導致皮下出現鼓包現象；更有甚者，打完小鼠，小鼠直接就呈現抽搐死亡現象，有可能是打錯位置，戳中內臟。
 

 

將嚙齒動物保持仰臥姿勢，頭部傾斜低于身體后部，并將針頭插入腹部下象限 (約 10° 角)，小心避免意外穿透內臟^[4]。藥物循環途徑：腸系膜上靜脈→肝門靜脈→肝→肝靜脈→下腔靜脈→右心房→右心室的吸收進入血液循環^[5] 。

 

■ 皮膚給藥

根據針頭的注射深度分為四種，皮下注射、皮內注射、肌肉注射、(尾) 靜脈注射。

 

 

• 皮內注射

將藥物注入皮膚的表皮和真皮之間，觀察皮膚血管的通透性變化或皮內反應，皮內注射可作為一種將免疫細胞、病原體 (或病原體衍生分子)、藥物和其他介質引入皮膚的手段，接種、過敏實驗等一般作皮內注射，比如可注射于小鼠耳部皮膚驗證免疫反應
^[7]
。

 

• 皮下注射
   
  將藥物推入皮下結締組織，皮下注射常選項背或大腿內側的皮膚，常用于構建腫瘤模型^[8]。

   

 

• 肌肉注射
   
  將藥物針注射到動物的股四頭肌(大腿前部)或大腿外側肌肉群，插入深度沒過針的斜面，當給小鼠注射不溶于水而混懸于油或其他溶劑中的藥物時，采用肌肉注射，但是小鼠體積小，肌肉少，很少采用肌肉注射。在進行類似漸凍癥這類神經肌肉疾病藥效研究時，可優先選用肌肉注射方式^[9]。

  

   

圖 7. 肌肉注射示意圖 

• 靜脈注射

靜脈內遞送是向動物遞送物質的最有效方式，也是我們實驗中最常用的方法之一。靜脈注射直接將藥物注射到血液中，跟著血液循環到達全身，不存在吸收屏障和首過代謝屏障，在各種給藥方式中生物利用度最高^[10]。
 
 
 
小鼠鼠尾有三條靜脈，左右兩側及背部各一條，腹側的那條是動脈。一般情況下，小鼠尾靜脈注射，大多會選擇左右兩側的靜脈，左手拉直鼠尾，利用拇指與食指將鼠尾注射部位調整到適合進針的角度，將注射器內液體緩慢推至血管內 (進液順暢，可見血管顏色變淺)。
 

 

血腦屏障阻礙了許多藥物在全身給藥后在中樞神經室獲得有效濃度，一些神經類疾病的造模實驗 (比如帕金森造模)，需要藥物對腦脊髓組織或腦膜的快速作用。腦內給藥可以將藥物施用到蛛網膜下腔 (鞘內) 或腦室內中，是一種可以繞過血腦屏障將藥物輸送到中樞神經系統 (CNS) 的方法
^[12]
，由于直接作用于大腦，一般情況下給藥體積較小，需要較大的溶解度，對藥物溶解要求很高。
有很多研究者選擇直接向小鼠和大鼠腦內注射毒性 Aβ 多肽來模擬阿爾茨海默病。這種使用注射的方法能夠模擬在分子層面以及行為層面上的改變，例如：學習和記憶能力削弱。

 

圖 9. Aβ 蛋白注射誘導疾病模型^[13]

 

那么！在接觸了那么多給藥方式，是不是已經迫不及待的想要去實驗一下了~ 小鼠在此，請對它溫柔相待！在動手前，我們一定要考慮清楚，一定要正確選用給藥方式，小鼠的生命只有一次，請讓它在短暫的生命中得到最大的科研價值吧！

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參考文獻

 

 

1. Turner P.V., et, al. Administration of substances to laboratory animals: routes of administration and factors to consider. J Am Assoc Lab Anim Sci. 2011. 50, 600-613. 
 
2. Oral gavage in mice and rats iacuc standard procedure. 2020.
 
3. Injection Techniques, Restraint, &Handling for Mice and Rats.
 
4. Al Shoyaib A., et, al. Intraperitoneal Route of Drug Administration: Should it Be Used in Experimental Animal Studies? Pharm Res. 2019. 37, 12.
 
5. Kris A., et, al. Intraperitoneal (IP) Injection in Rats and Mice. UBC Animal Care Guidelines. 2014.
 
6. Turner P.V., et, al. Administration of substances to laboratory animals: routes of administration and factors to consider. J Am Assoc Lab Anim Sci. 2011. 50, 600-613.
 
7. Li J.L., et, al. Intravital multiphoton imaging of immune responses in the mouse ear skin. Nat Protoc. 2012. 7, 221-234.
 
8. Masuda J, et, al. Tumor growth limited to subcutaneous site vs tumor growth in pulmonary site exhibit differential effects on systemic immunities. Oncol Rep. 2017. 38, 449-455.
 
9. Braid L.R., et, al. Intramuscular administration potentiates extended dwell time of mesenchymal stromal cells compared to other routes. Cytotherapy. 2018. 20, 232-244.
 
10. Pal A., et, al. Preclinical safety, pharmacokinetics and antitumor efficacy profile of liposome-entrapped SN-38 formulation. Anticancer Res. 2005. 25, 331-41.
 
11. Shingo H., et, al. Chapter Twenty-Three-Tumor Formation Assays. Methods in Enzymology. 2010. 497, 397-411.
 
12. Banks WA. From blood-brain barrier to blood-brain interface: new opportunities for CNS drug delivery. Nat Rev Drug Discov. 2016. 15, 275-92.
 
13. Shin MK, et, al. Reducing acetylated tau is neuroprotective in brain injury. Cell. 2021. 184, 2715-2732.
 

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