大鼠脑缺血模型研究进展

文章编号:1001-6910(2002)05-0060-03・中医药研究进展・大鼠脑缺血模型研究进展王　军综述,陈国华审校(河南省中医药研究院,河南郑州450004)摘　要:脑缺血实验动物是研究缺血性脑血管病不可缺少的工具,大鼠为最常见的实验动物。

文章就常用大鼠脑缺血动物模型制作方法、影响因素及优缺点作一综述。

关键词:脑缺血　动物模型,动物大鼠　综述中图分类号:R25512 文献标识码:A 由于临床研究的种种限制,脑缺血动物模型已成为研究脑血管病损伤机理和防治措施不可缺少的工具。

多数学者更倾向于选用大鼠复制脑缺血模型,主要由于:①大鼠脑血管解剖特点比较接近人类;②有关大鼠生理、生化、形态及药理等方面的实验资料比较丰富,有利于进行研究和比较;②价格低廉,可进行较大量重复实验;④纯种鼠属近亲交配,品种相对一致,脑血管解剖和生理机能变异较小;⑤大脑体积小,有利于进行固定染色及病理组织学观察[1]。

1　全脑缺血模型1.1　二血管阻断缺血模型阻断双侧颈总动脉(CC A)加动脉放血造成低血压而形成前脑缺血。

单纯结扎双侧CC A而不降低血压,则不足以使脑血流量(C BF)降低至缺血和能量代谢紊乱的程度。

该模型是20世纪70年代由Ekolof和N ordstrom建立并用以研究不完全性脑缺血对能量代射的影响[2,3]。

优点:手术简单,失败率低。

缺点:仅形成不完全性脑缺血,由于全身低血压严重干扰其它脏器的血供及实验结果。

模型不能在清醒动物进行,无法进行神经行为的观察。

1.2　四动脉阻断全脑缺血模型即双侧CC A和双侧椎动脉阻断,由Pulsinelli于1979年建立[4]。

首先在麻醉状态下,经颈腹侧切口,在双CC A放入套扣并外置备用,经背正中切口在第一颈椎翼状孔下电凝双侧椎动脉。

24小时后,清醒状态下经外置套扣关闭双侧CC A而形成全脑缺血,并可在一定时间放开而实现再灌流。

优点:可同时在动物麻醉和清醒两种状态下进行,并能进行再灌注实验。

缺点:操作复杂,且由于椎动脉与脊管前动脉间的交通支存在,个体差异较大,模型不稳定而需筛选。

1.3　三动脉阻断全脑缺血模型[5]经麻醉动物颈正中切口,分离双侧CC A备用,剪去枕骨腹侧面部分颅骨,用5-0丝线结扎延髓腹侧面上的基底动脉,通过双侧CC A的关闭和开放实现全脑缺血再灌流。

模型的成功与否可通过脑电图翻正反射进行验证。

由于此模型成功率高,缺血指标的观察明确简单,可根据实验的需要,通过阻断CC A时间的长短控制脑缺血的程度等优点,已广泛用于脑缺血的药物及方法的研究。

被认为是至今为止最理想的全脑缺血再灌流的动物模型。

2　局灶性脑缺血模型由于大脑中动脉(MC A)是人群脑卒中的多发部位,因此,阻断MC A所造成的脑缺血模型被认为是一种理想的动物模型。

2.1　栓塞法将无菌干燥研碎筛滤的血凝块[6]、碳素颗粒、塑料颗粒、花生四烯酸盐[7]及免脑粉[8]等作为栓塞剂,由颈外动脉(EC A)注入栓子后结扎EC A,开放CC A,栓子由颈内动脉(IC A)进入MC A,造成以MC A供血区脑组织损伤为主的缺血模型。

但由于栓子的随机性,无法预测栓塞部位与大小,脑组织缺血不一,不利于神经症状和脑组织定量分析,且与人类卒中差异较大,使其应用受到限制。

2.2　栓线法1985年K oizumi首次报道栓线法可逆性MC A闭塞动物模型,并在近年来不断得以完善[9,10]。

由EC A插人4-0尼龙线进入IC A,阻断MC A起始端而导致局灶性脑缺血(MC AO)。

通过提拉插线可造成再灌流损伤模型。

优点:无需开颅,是目前唯一能观察再灌流损伤的急、慢性局灶性脑缺血模型。

缺点:动物体重要求严格,该模型实质上也是一种栓塞性卒中,与人类常见卒中仍存在着差异。

2.3　光化学法将大鼠头部固定于立体定位仪上,切开皮肤,暴露颅骨,静脉注射光敏材料虎红酸钠,用特定冷光源(500—600nm)照射切口处颅骨,光线透过颅骨与血管内的光敏物质接触,激发光化学反应而产生单线态氧,直接损伤血管内皮细胞而诱导血栓形成[11]。

优点:不开颅,手术创伤小,动物易长时间存活,血栓形成过程与人类近似,适用于抗血小板、抗血栓及内皮细胞保护药物的急慢性动物实验研究。

缺点:较早地导致终未动脉及微血管永久性闭塞,不利于扩血管及促进侧支循环作用的研究。

2.4　开颅法在麻醉大鼠耳眼连线的中点垂直切开皮肤,分离颞肌,剪断颧弓,在颧弓根前方颅骨钻孔,于大脑上、下静脉间用11-0外科无创伤缝合线结扎MC A,造成MC A支配区局灶性脑缺血模型。

自T amura等[12]1981年建立以来,一直受到同・6・中医研究　2002年10月　第15卷　第5期　TC M Res.October2002V ol.15N o.5 收稿日期:2002-05-24行们的极大兴趣和高度评价。

由于该方法可同时导致大鼠皮层和尾壳核栓塞,故被公认为是当今最接近人类脑卒中的标准动物模型[13]。

Beders on等[14]通过对MC A阻断的准确位置和程度与神经病学结果关系的细致观察,发现必须将豆状纹状体动脉和小的皮层分支与近、远端血供侧支分开方可形成恒定的梗塞灶,中度低血压可使梗塞灶扩大。

采用MC A 近端结扎,血流中断后将其结扎点离心端切断,可造成较大栓塞灶的局灶性缺血模型[15～17],模型的成功率达到100%。

此外,在T amura的基础上,不少学者对入颅途径及MC A阻断方法等进行了进一步的探索,包括双极微电凝器或加热的不锈钢丝致血管热凝固阻塞等[18]。

我室的经验表明,电凝及热凝法虽比结扎易操作,但所致的脑组织水肿及局部创伤程度则明显大于结扎法。

有人尚有利用活套结扎、穿线抬起MC A或微动脉夹夹闭后再通的方法造成局灶性脑缺血再灌流模型。

但因MC A较细,手术操作时易断裂出血及再灌流时间短等缺点,未能广泛地应用。

开颅直接阻断MC A造成局灶性脑缺血模型具有其它方法无法比拟的优点:①实验条件较恒定,缺血效果可靠;②与人类缺血性卒中的病理改变较为接近,即MC A阻断而侧支循环尚存,受累脑组织包括严重缺血的中心区(梗塞灶)、缺血受损伤的周围区(半暗带,penumbra)及接近正常的外围带,可实现以保护外围区、改善周围区和缩小中心区为目的治疗药物和方法提供可靠的实验依据;③局部条件易控制,全身影响小,易进行急性和慢性实验;④可同时进行生理、生化、病理形态及神经病学等指标的观察与测定。

该法的缺点在于阻断MC A的手术难度较大,需要一定的外科技巧。

3　其它脑缺血模型3.1　沙土鼠脑缺血模型Leuine和Payan于1966年发现,结扎一侧CC A可使近20%的沙土鼠出现严重的神经症状,并在两天内死亡。

组织学研究表明,沙土鼠的颈动脉与椎基底动脉系统之间缺乏应有的交通动脉[19],从而为后来的沙土鼠局灶性脑缺血、全脑缺血及缺血再灌流损伤模型提供了解剖学基础[20,21]。

沙土鼠脑缺血模型的优点是操作简单。

缺点:与人类差异较大,且由于沙土鼠太小而无法进行一些指标的测定。

3.2　自发性高血压大鼠卒中模型自发性高血压大鼠(SHR)在正常情况并不易自发地导致中风,但对正常血压大鼠能耐受的各种脑血管阻塞程度及因素较为敏感,双侧CC A阻塞可致SHR脑血流量(C BF)急骤下降,并常导致较大范围脑梗塞[22]。

既使结扎年轻SHR双侧CC A亦可导致C BF和能量代谢显著下降[23],尽管阻断SHR的MC A可造成比正常血压大鼠更大的梗塞灶[24],但因SHR繁殖不易,价格昂贵,至少在国内很少有人利用SHR复制局灶性脑缺血。

1974年,Okam oto等在SHR的基础上成功地培育出具有脑卒中倾向的自发性高血压大鼠(SHRSP),卒中发生率高达80%以上[25],曾被认为是一种理想的脑卒中动物模型。

但由于自发卒中的发生时间、部位及病理特征变异较大,研究较为困难,限制其广泛地应用。

脑组织病理检查中,脑出血多于脑栓塞,基底节受损较轻。

因此,该模型可能更适合于脑出血和高血压脑动脉硬化的研究。

313　肾血管性高血压脑卒中模型黄如训等利用双肾双夹法造成S D大鼠肾血管性高血压模型(RHR),发病时间比SHRSP短,并同时合并相应的脑血管病变。

脑病理检查发现脑梗塞、脑出血、梗塞与出血并存及蛛网膜下腔出血的发生率分别为41.9%、19.4%、35.5%和3.3%。

因此,此模型在高血压脑动脉硬化脑卒中的实验研究中可能更具应用前景。

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