大鼠持续性脑缺血模型的建立

大鼠持续性脑缺血模型的建立

发表时间：2011-08-16T09:03:51.827Z 来源：《医药前沿》2011年第11期供稿作者：李艳陈琼霞陈莹刘丽江[导读] 目的探索大鼠慢性持续性脑缺血模型的方法，建立慢性脑缺血研究模型。

李艳陈琼霞陈莹刘丽江

（江汉大学医学院病理学与病理生理学教研室湖北武汉 430056）【中图分类号】R743.3【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2011）11-0051-02 【摘要】目的探索大鼠慢性持续性脑缺血模型的方法，建立慢性脑缺血研究模型。方法选取成年SD大鼠，通过优化麻醉方式、手术方法等建立慢性脑缺血模型。结果术后动物死亡率为24%，手术组动物在28d,60d,28w,50w时段处死，与对照组相比，术后28w多数动物出现不同程度的全脑萎缩，50w时全组动物出现明显的全脑萎缩的现象。镜下观察手术组大鼠神经细胞数量明显下降，出现噬神经细胞现象，胶质细胞增生及大量胶质纤维形成。结论改进的手术方式可以建立形态学上出现慢性脑缺血病理学变化的大鼠模型。【关键词】慢性脑缺血动物模型

慢性脑缺血（chronic cerebral ischemia,CCI）是指大脑局部缓慢持续性的脑血流降低，又称之为持续性大脑低血流灌注（persistent cerebral hypoperfusion, PCH）、慢性大脑低血流灌注（chronic cerebral hypoperfusion, CCH）等。慢性脑缺血可导致中枢神经系统发生一系列病理学与病理生理学的改变，包括多种严重的神经和精神功能损害，如CCI降低的区域主要为颞叶和顶叶时，将引起Alzheimer s病的发生。慢性脑缺血也是脑动脉粥样硬化症、糖尿病的中枢神经系统损害、血管性痴呆、癫痫、脑部创伤后、脑血管畸形等疾病和损伤的共同病理过程。

成功建立大鼠脑缺血模型是研究慢性脑缺血的基础，由于动物的死亡率高，导致研究受到影响。本实验室在长期的实践过程中，建立了一套改良的技术方法，不仅降低动物死亡率，而且成功模拟了慢性持续性脑缺血的病理学及病理生理学变化，现报告如下。

1 材料与方法

1.1 实验动物：成年SD大鼠42只，体重400g（±20），雌雄兼用。实验动物由华中科技大学同济医学院实验动物学部提供（TJLA-2004-273）。

1.2 模型建立：大鼠称重，以35-40mg/kg，腹腔注射1%戊巴比妥钠麻醉。将大鼠固定在鼠台后，充分暴露颈部。常规消毒后，沿颈部正中切开皮肤后，钝性分离颈部肌肉，充分暴露双侧颈总动脉，缓慢分离颈总动脉和迷走神经，严格避免损伤迷走神经。在双侧颈总动脉分出颈内动脉和颈外动脉的起始部，用0号丝线缓慢提起颈总动脉，观察动物反应，在大鼠呼吸平稳，无躁动情况下，迅速结扎双侧颈总动脉。常规缝合皮肤，缝合处敷以抗生素。待动物完全苏醒后，放入笼中，常规饲养。对照组：手术方法按照上述步骤逐一进行，但不行颈总动脉血管结扎。缝合皮肤，缝合处敷以抗生素。待动物苏醒后，放入笼中，常规饲养。

1.3动物分组及处死时间：模型组大鼠25只在术后1w内死亡6只，术后总死亡率24％。分别在手术后的28d、60d、28w以及50w时处死。

2 结果

2.1 大体观察：手术组动物在28d,60d,28w,50w时段处死，肉眼观察脑组织的变化。手术组与对照组相比，术后28d时肉眼观察未见明显变化；术后60d仅个别动物出现脑萎缩现象；术后28w多数动物出现不同程度的全脑萎缩，以脑顶部萎缩更为明显；50w全部动物出现明显的全脑萎缩的现象，端脑变尖，脑顶部明显塌陷，小脑体积明显缩小、变形（表1，图1 ）。假手术组未见上述变化。表1 慢性持续性脑缺血模型动物脑组织的大体观察

图1 术后50w，大鼠端脑变尖，表面凹陷，小脑体积缩小，全脑呈现明显萎缩现象 2.2 镜下观察：大脑皮质区随大脑灌流量持续性减少，神经细胞数量明显下降，出现噬神经细胞现象，胶质细胞增生及大量胶质纤维形成，随术后时间的延长，小血管扩张越来越明显，尤其是毛细血管扩张呈囊状，血管内皮细胞由增生至萎缩。对照的假手术组则未见上述病变。（图2）

图2 术后50w，大鼠大脑皮质区神经元数量明显减少，残存的神经元变性坏死，噬神经细胞现象和胶质细胞增生多见，大量胶质纤维形成。HE染色，200×

3 讨论

1992年de la Torre[1]首次永久性结扎大鼠双侧颈总动脉（2VO）制作出慢性脑缺血的动物模型。经证实，这一模型能使大鼠术后数月，脑血流仍明显下降。同时，由于大鼠Willis环发达，代偿好，并不能导致任何一个脑区血流灌注完全停止。所以，当双侧颈总动脉结扎后，大鼠可通过完整的Willis环的代偿，使手术后大脑的血流量出现持续性的减少，但并没有完全阻断，在早期甚至还有所增加[2]。动物脑血流量下降程度，随大鼠年龄和种系的不同而有差异。此后的一系列实验结果报道了由2VO模型产生的慢性脑缺血对组织病理，生化学、行为学方面的改变。已有的研究发现，2VO术后大脑的血流量可以减少60％以上，术后1个月可出现海马CA1区锥体细胞数量减少，3－4个月，动物的学习记忆能力也可出现明显下降[3]。因此，该模型比较好地模拟了人类因动脉粥样硬化等导致动脉管腔狭窄、血流量减少,而引起的神经细胞缺失和功能下降等疾病的病理学与病理生理学过程。 2VO模型在制作过程中，面临的最大的问题是动物的死亡率高，有报告可达50%以上。我们在长期的实践过程中，探索出一套改良的方案，主要体现在麻醉方法采用1%戊巴比妥钠麻醉，这麻醉虽然时间比较短，但对动物的影响也比较小，并容易苏醒，我们的经验是动物的尽快苏醒是降低死亡率的主要环节。其次，是手术中一定不能损伤迷走神经，这也是导致动物死亡的主要原因。大鼠是否出现慢性脑缺血的形态学变化，是评价动物模型是否成功主要标准，我们的结果显示，50w时全组动物均出现明显的全脑萎缩现象，表现为端脑变尖，脑顶部明显塌陷，小脑体积明显缩小及变形，并且镜下的观察也显示神经细胞的变性和坏死，神经胶质细胞的增生和胶质瘢痕的形成，证实改模型模拟了慢性持续性脑缺血的病理学变化，为深入研究慢性脑缺血的发病机制打下了基础。参考文献

[1] de la Torre JC, Fortin T, Park GA, et al. Chronic cerebrovascular insufficiency induces dementia-like deficits in aged rats. Brain Res, 1992, 582(2): 186-195. [2] Tanaka K, Wada N, Ogawa N. Chronic cerebral hypoperfusion induces transient reversible monoaminergic changes in the rat brain. Neurochern Res. 2000;2 5:313-320.

[3] A.F. Hallbergson, C. Gnatenco, D.A. Peterson, Neurogenesis and brain injury: managing a renewable resource for repair, J. Clin. Invest. 2003;112:1128– 1133.