大鼠局灶性脑缺血模型研究进展

急性血栓法MCAO脑缺血模型(三)
2008年我国学者李永东等[7]改用神经微导管和24G单头静脉 留置针代替PE-50导管制备线样血栓和插管工具，建立该 模型并进行以下改良： ①结扎翼腭动脉。大大提高模型的成功率。 ②新配置的凝血酶在4℃保存24h，线样血栓在PBS缓冲液中 保留2-4h以上。这样制成的血栓弹性好，直径适中 （0.3mm）且可以保证将血栓表面的红细胞洗脱下来。 ③将栓子数量减少到8-10个，长度减到0.8-1.0mm。脑栓塞 部位基本位于大脑中动脉区域，rCBF能持续降低，大鼠存 活率较高。 优点：具有良好的可重复性和可控制性。适合于血栓栓塞性 脑中风的病理生理机制的研究和溶栓治疗的研究。 缺点：结扎翼腭动脉要有一定操作技巧。
线栓法制备局灶性脑缺血模型
—MCAO
Zhao[1]等采用大鼠左侧大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型是目前公认的、建 立局灶性脑缺血/再灌注模型的较理想的方法。 依靠插线的前端阻断大脑前动脉，阻止经大脑前动脉返 流的血液，插线侧壁则阻断颈内动脉和后交通动脉，使一侧 的大脑中动脉血流完全中断，从而造成了MCAO模型。 不将线抽出则可形成永久性的局灶性脑缺血模型。 优点：易控制栓塞的部位，成功率高，可重复性较好，且栓 塞的机理与临床脑栓塞的机理接近。 缺点：对动物体重，年龄及健康状况的要求严格； 对手术操作技能、分寸掌握要求高，且开颅手术时 间长，导致实验动物死亡率高而不得不终止实验。
常用的大鼠局灶性脑缺血模型
线栓法制备局灶性脑缺血模型
左侧大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型 急性血栓法MCAO脑缺血模型
结扎法制备MCAO模型
光化学诱导局灶性脑梗死模型 微血栓栓塞法制备局灶性脑梗死模型 内皮素ET-1灌注诱导血管收缩法制备局灶性脑梗死模型 其他方法制备局灶性脑梗死模型
其他方法制备局灶性脑梗死模型
(一)化学刺激诱导血栓性闭塞法：部分学者[15-16]发现一些化学物 质可以用于建立局灶性脑缺血模型。用吸有化学物质三氯化铁的滤纸 条贴敷或灼烧MCA，可是血管内膜剥脱、内膜下组织暴露，从而引起 动脉内血栓形成。该模型的建立需开颅，对手术要求较高。但其栓塞 位置固定，梗死范围稳定，重复性较好且保留有MCA可供研究溶栓治 疗，是一种较好的研究缺血性脑损伤、动脉溶栓以及评价溶栓药物的 动物模型。 (二)静脉注射铁粉法：2003年赵小贞[17] 等采用此法建立了脑缺血 模型。运用的是血管中流动的铁粉受到小磁铁吸引，阻塞大脑内微血 管而致缺血这一原理。但是，结果发现，注入的四氧化三铁不但进入 脑血管而且也停留于肺、肝中，影响日后药物干预的观察。 (三)左心室注射液体石蜡法：2002年王青[18]等采用该方法制作出 了急性栓塞缺血缺氧模型。
光化学诱导局灶性脑梗死模型（一）
光化学反应可导致血管内皮细胞损伤、血小板聚集和血栓形 成。 1984年Dietrich等和1985年Waston[10]等首先报道了用光化学 法建立的脑梗死模型。
该模型是在用一定剂量的光敏剂（玫瑰红B ）后，再用一定 强度的特定光波照射来诱发血栓形成。光敏剂在它的最大吸 收波长及其周围波长的光作用下产生大量活性氧，这些活性 氧与细胞膜上的结构蛋白和脂质发生反应，从而启动脂质过 氧化反应!损伤血管内皮细胞，进而引起血小板的粘附聚集, 血栓形成。
光化学诱导局灶性脑梗死模型（二）
刘新峰[11]将现有模型分为三大类型： （1）微血管损伤模型：用单色光，选择适当光照强度和光 照时间，控制光照面积照于颅骨上。该手术造成的脑组织 直接损伤小，操作简单，动物存活率很高，存活时间长； 而且改变光敏剂的用量、强度、照射时间、照射范围大小 和位置即可改变梗死灶的大小、位置以及严重程度，可重 复性及稳定性均良好。 该模型适用于研究脑梗死后微血管损伤、血－脑脊液屏障 改变和严重脑水肿变化；还可研究抑制血小板药物对脑梗 死的防治作用。
结扎法制备MCAO模型（一）
在手术显微镜下打开硬脑膜，暴露MCA，用6-0缝线 穿过硬脑膜结扎MCA，并剪断动脉远端，然后逐层关闭切 口，或用双电极（电压12V）电灼损毁Willis环起始至嗅 沟段的MCA，使其阻塞，血流中断。 优点：模型成功率高，实验动物死亡率低，能建立 良好的非致命性的孤立性局灶性损害；手术不切断颧弓， 不会影响术后动物的饮食，能够用作长期观察，有利于 建立慢性卒中的动物模型。 缺点：大鼠的MCA主干阻塞不像人类那样产生持续的 偏瘫和偏身感觉缺失，且即使出现偏瘫也可能使暂时缺 血所致，而不是直接梗死引起的，故会出现部分假阳性 的模型 另外，如果不结扎动脉，提起或反复提起MCA备线， 就可以制作短暂性脑缺血或反复脑缺血模型。
展
望
当今医学的发展更为立体化，综合化。
多学科知识综合运用于模型建立必将使模型更 加完美完善。 但现有模型较多，各有不同，即使同一模型也 可因材料的不同而出现不同的实验结果，科学工 作者应仔细分析自己的研究方向和实验目的，准 确地选择适合于科研方向的模型，以便获得满意 的研究成果。
参考文献
[1] Zhao F，Kuroiwa Miyasaka N．et al．Characteristic changes in T2 - value，apparent diffusion coefficient， and ultrastructure of substantianigra evolving exofocal postischemic neuronal death in rats[J]. Brain Res，2001，895：238-244． [2] Benes V,Zabramski JM,Boston M ,etal.Effect of intra-arterial isstue plasminogen activator and urokinase on autologous arterial emboli in the cerebral circulation of rabbits[J].Stroke,1990,21:1594-1599. [3] Zhang Z,Zhang RL,Jiang Q,etal.A new rat model of thrombotic focal embolic cerebral ischemia[J].Brain Res,1997,766:83-92. [4] Jiang Q,Zhang RL,Zhang Z,etal.Diffusion-,T2-,and perfusion-weighted nuclear magnetic resonance imaging of middle cerebral artery embolic stroke and recombinant tissue plasminogen activator intervention in the rat[J].J Cereb Blood Flow Metab,1998,18:758-767. [5] Kilic E,Hermann DM,Hossmann KA.A reproducible model of thromboembolic stroke in mice[J].Neuroreport,1998,9:2967-2970. [6] Krueger K,Busch E.Protocol of a thromboembolic stroke model in the rat:review of the experimental procedure and comparison of models[J].Invest Radiol,2002,37:600-608 [7] 李永东，赵俊功，李明华，等.急性血栓性大脑中动脉栓塞脑缺血模型的建立[J].介入放射学杂志，2008,17(2):122128. [8] Koizumi J，Yoshida Y，Nakazawa T，et al．Experimental studies of ischemia brain edema．1．A new experimental model of cerebral embolism infarcts in the ischemia area[J]．Jpn J Stroke，1986，(8)：1-8. [9] Zea-Longa Z，Weinsten PR，Carlson S，et al．Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats[J]．Stroke，1989，20(1)：84—91. [10] Watson BD，Dietrich WD， Busto R，et al．Induction of reproducible brain Infarction by photochemically initiated thrombosis [J]．Ann Neurol，1985，17(5)： 497- 504. [11]刘新峰，陈春富 . 实验神经病学 [M] . 第1版 . 北京：人民军医出版社，2006.150-173. [12] Yang Y，Yang T，Li Q，etal． A new reproducible foca1 cerebral ischemia model by introduction of polyvinylsiloxane into the middle cerebral artery. a comparison study[J].Neurosci Methods，2002，118(2)： 199-206. [13]李胜. 大鼠大脑中动脉区局灶性脑缺血模型 [J].国外医学脑血管疾病分册，1998，1(6):3-6. [14] Henshall DC,Butcher SP,Sharkey J.A rat model of endothelin-3-induced middle cerebral artery occlusion with controlled reperfusion[J].Brain Res,1999,843(1-2):105-111. [15]刘小光，徐理纳．一种能评价溶栓药和抗栓药的大鼠大脑中动脉栓塞模型[J]．药学学报 1995．30(11)：662. [16]郝宪恩，王鑫国，李楠，等．复方姜黄素胶囊对大鼠局灶性脑缺血的影响[J]．山东中医杂志．2002，21(70)：427429. [17]赵小贞，陈春鹏，徐剑文，等．两种血管性痴呆动物模型的研究[J]．中国行为医学科学，2003，12(5)：484-486. [18]王青，袁红，崔旭，等．复方化淤散对大鼠多梗死性痴呆模型的保护作用[J]．武警医学，2002，13(1)：8-10.
光化学诱导局灶性脑梗死模型（四）பைடு நூலகம்
（3）多灶脑梗死模型：用光化学法诱导颈动脉（CA）血 栓形成，血栓脱落后随血流阻塞远端多支小血管，产生多 灶脑梗死的模型。 该模型使用血卟啉酯混合物（光敏素Ⅱ）作为光敏剂，使 光化学反应所需的光照能量减少，从而减少对血液的加热 作用，而出现的梗死灶却更大；另外，光敏素Ⅱ基本不影 响血压。该模型创伤小，所要求的光照强度高于微血管损 伤模型。 这是目前唯一的由CA损伤造成多发性脑梗死的动物模型。 适用于研究多灶性腔隙性脑梗死及抑制血小板聚集等药物 的作用。 但实验中需把握确切时间，以免梗死灶扩大，不利于实验 研究。
光化学诱导局灶性脑梗死模型（五）
优点：光化学诱导脑缺血模型导致脑组织缺血缺氧坏死与人 类脑血栓形成过程相似。
缺点：光敏物质的导入对研究全身血液循环系统的变化，掺 入了复杂因素，所形成的缺血灶多是因毛细血管内皮损伤所 致，与临床脑血栓的病理有一定差异！
该模型适用于研究血栓形成过程中释放的血源性物质对脑 梗死的作用；适用于抗血小板聚集药物及神经保护剂的研究。 适用于长期慢性血栓性脑血管病的研究。
急性血栓法MCAO脑缺血模型(一)
此模型1990年由Benes[2]等首先报道 该实验是把双侧颈总动脉结扎后,将PE-50导管头端放置到大脑中动脉的 起始部,然后将血栓栓子从导管注入. 1997年Zhang[3]等学者用10μl动脉血和牛凝血酶作为血栓栓子建立该模 型 1998年Jiang[4]等学者也复制出该模型 1998年Kilic [5]等学者用2种长度(1.5mm和4mm)且富含纤维素的栓子注入 导管建立该模型 优点:模型建立效率高 缺点:非直视下进行,受栓子大小、数量、大鼠体重、操作熟练程度的影 响,脑血流降低程度、病灶大小、自发性再灌注程度及出血比率难以 控制。 适合：溶栓治疗的研究
急性血栓法MCAO脑缺血模型(二)
2002年Krueger[6]等学者将PE-50导管插至颈总动脉分叉部， 选用12个长约1.5mm的富含纤维素的栓子栓塞大脑中动脉 起始部，且在直视下观察Willis环。 该模型建立后，未观察到自发性再灌注现象，也未发生蛛网 膜下腔和脑实质内出血的现象。足以满足缺血性脑中风的 要求。
内皮素ET-1灌注诱导血管收缩法制备局灶性脑梗死 模型
在中枢神经系统ET-1除通过其强烈持久的缩血管作用使 局部脑血流量减少促进脑梗死形成外，还可直接损伤神经元 及胶质细胞，诱发卒中。 1999年Henshall[14]等学者发现ET-3诱导的MCA梗塞很容 易再通，而且不损伤大脑血管。 该模型提供了一种可以控制再灌流的局灶性脑缺血途径 及研究再灌注神经病理机制的方法，而避免了一些再灌注模 型程序相关的假象。 ET灌注诱导血管收缩法的不足是需要开颅手术。
结扎法制备MCAO模型（二）
1986年Koizumi[8]等学者首次报道了不开颅的大鼠MCA可逆性 阻断模型，它是通过将MCA的所有血供来源阻断实现的。 1989年Zea-Longa[9]等学者改用顶端烫成光滑圆球的4-0尼龙 单丝线也制成相似的模型。 优点：缺血部位恒定，可进行再灌注。模拟了人类永久性及 短暂性局灶性脑缺血的不同状态。对缺血及再通时间能进 行准确控制，便于分析神经元对缺血的敏感性和耐受性， 便于评价再灌注作用以及治疗时间窗的选择。从而形成现 在多数学者采用的经典模型。 缺点：尼龙线太细，无法完全阻断血流，容易导致颅内血管 破裂造成SAH。 常用其他结扎材料：鼠须、5-0真丝线
微血栓栓塞法制备局灶性脑梗死模型
微血栓栓塞法制作局灶性脑缺血模型：通过选择性动脉 插管，从导管注入栓子栓塞供血动脉，造成局灶性脑缺血 模型。栓子包括自体动脉血栓、自体血细胞凝集块、人血 细胞凝集块、人动脉粥样硬化的浓缩物、硅胶、硅酮微球、 碳粒微球及空气等。 2002年，Yang[12]等通过探针将小剂量低黏滞性亲水性聚 乙烯硅氧烷注入MCA分叉部制作局灶性脑缺血模型。 微血栓栓塞法与临床栓塞性卒中的病理过程最为贴切， 操作简单，效果可靠，但由于栓子随机性较大，无法预测 梗死的部位和大小。 我国学者李胜[13]等认为侧支循环的影响使对侧脑组织亦 可能受累，还可能导致外源性物质引起的炎症反应，不利 于神经系统症状观察和组织定量分析。故其使用较为有限， 适用于纤维蛋白原激活系统的血栓效应的研究和溶栓治疗 观察。
光化学诱导局灶性脑梗死模型（三）
（2）MCA梗死模型：光照射强度以及所需能量明显高于微 血管损伤模型，故操作时不能让光照射在血管周围的脑组 织上。 该模型对脑组织的损伤小，血栓形成的机制与人的脑血栓 形成机制相似，但早期就常会有严重而广泛的微血管损伤 和血－脑脊液屏障的破坏。 适用于研究血栓形成过程中释放的血源性物质对脑梗死的 作用，可用于抑制血小板聚集和神经保护等药物的研究。
大鼠局灶性脑缺血 模型的研究进展
综
• 摘要
• 大鼠局灶性脑缺血模型 • 展望 • 参考文献
述
摘 要
据世界卫生组织估计，发展中国家脑血管病的发生率 呈上升趋势。近三十年来，我国脑血管病的发生率、患病 率及其危险因素均呈不断上升趋势。预计到2030年，我国 新发生的脑血管病人，将由现在的每年180万上升到每年 540万。脑血管病的预防和治疗已刻不容缓。神经系统的 结构功能非常复杂，许多脑血管疾病的危险因素、病因和 发病机制尚在研究中，而动物模型是现代生物医学研究中 一个极为重要的实验方法和手段，它有助于人们更方便、 更有效地认识人类疾病的发生和发展规律，从而制定有效 的防治措施。