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摘要：急性缺血性腦梗死(acuteischemiccerebralinfarct)是指腦供血動脈狹窄或閉塞引起的缺血性腦卒中，占腦卒中的60%～80%，病情嚴重可致患者死亡，亦可發(fā)生在頸內(nèi)動脈和椎動脈。為更好模擬人腦缺血梗死的發(fā)生及損傷機制，科研工作者們發(fā)明并改良了各種動物模型。本文就急性缺血腦梗死動物模型研究進展進行綜述。

關(guān)鍵詞：腦梗死實驗動物模型

急性腦梗死是最常見的腦卒中類型，急性期的時間劃分目前未形成統(tǒng)一意見，常指起病2周以內(nèi)，患者年病死/致殘率為33．4%～44．6%［1］，而隨著社會的高速發(fā)展物質(zhì)的極大化，以及中國老齡化社會的到來，發(fā)生腦梗死的危險因素和危險人群的增多，相信這一數(shù)據(jù)還會有所升高。我們也將面臨嚴峻的醫(yī)療考驗。建立穩(wěn)定、接近疾病發(fā)生的生理病理過程及實驗重復性好的動物模型對急性缺血性腦梗死的研究尤為重要。本文對急性缺血性腦梗死動物模型的選擇動物、各模型的制作方法、模型之間的比較及展望進行綜述。

一、選擇實驗動物

腦梗死動物模型多選擇嚙齒類動物，因其個體小易飼養(yǎng)，方便管理及生長周期短，主要優(yōu)勢是飼養(yǎng)成本很低，亦大量前人的實驗研究積累了許多權(quán)威可借鑒的實驗資料，對嚙齒類動物的生理、藥理、病理、行為學及遺傳學等有較深入的認識。其中大鼠腦血管與人腦血管解剖結(jié)構(gòu)相近且基因與人基因同源性較高，以及小腦容量很適合固定手術(shù)。兔的腦供血主要來源于頸內(nèi)動脈，顱內(nèi)外血管間沒有吻合網(wǎng)，其大腦中動脈主干梗死后，側(cè)支循環(huán)對大腦中動脈供血區(qū)的代償作用小，腦內(nèi)血管間的端端吻合發(fā)達程度與人腦類似。貓犬類神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)達，豬、羊灰白質(zhì)分布，以及形態(tài)學、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的演變和人腦相似，并具有良好的手術(shù)耐受性，靈長類動物模型它們腦血管解剖生理學更符合人類的實際臨床情況，同時可模擬的因素包括年齡、高血壓、糖尿病、高血脂癥、吸煙、喝酒等。但因其倫理負擔大、繁殖能力低、來源受限、成本高而受到限制。單從動物選擇方面看，沒有統(tǒng)一標準，也說明要模擬人腦和臨床實際的復雜程度，科研工作者可根據(jù)自身實驗要求選擇相應的動物來完成模型的制造。

二、模型制作

腦梗死動物模型相關(guān)的文獻研究有很多，其極大地促進了我們理解關(guān)于腦梗死的危險因素和病理生理學，但基本上是在已有的研究方式上進行改良，腦梗死模型主要分為3大類:①機械阻斷法;②栓子栓塞法;③全腦梗死動物模型。其各自制作方法及特點如下。1．機械阻斷法:包括開顱直視下血管血管夾夾閉、縫線結(jié)扎、套管結(jié)扎、電凝燒灼，開顱法因其對手術(shù)操作、器械要求和動物高感染率、致死率，不斷有學者進行改進［2，3］。不開顱血管內(nèi)線栓梗死。實驗動物涉及靈長類動物、豬、羊、狗、貓、兔子、嚙齒類動物。20世紀90年代大腦中動脈線栓梗死模型在嚙齒類動物身上被提出，該模型會產(chǎn)生腦缺血和再灌注位置主要包括額葉皮質(zhì)和前額葉皮質(zhì)的損傷［4］。線栓材料從一開始的外科縫線慢慢演變到釣魚線，再到有專門的生產(chǎn)商生產(chǎn)。線栓選用要求柔軟但足以讓它沿血管前進，從頸外動脈插入，大鼠模型線栓直徑為17～20mm，插入深度約2cm，小鼠模型線栓直徑為10～11mm，插入深度約1cm［5，6］。此模型由于線栓可拔出，梗死相關(guān)區(qū)域血流可再通，便于研究缺血再灌注損傷。最常見的中動脈梗死持續(xù)時間為60、90、120min或永久閉塞，但至少需要60～90min老鼠才能獲得較為穩(wěn)定的梗死體積［7］。該模型促進人們不斷認識鈣過量興奮中毒、鈣調(diào)節(jié)異常、血管新生、白質(zhì)重構(gòu)、炎性反應等缺血性損傷的機制，恢復治療和神經(jīng)保護。隨著梗死時間的延長，動物死亡率也逐漸升高，可能與大腦皮質(zhì)和紋狀體的梗死有關(guān)［8］。其缺點也很明確不能復制腦卒中患者的血流動力學特征，此外還有相關(guān)術(shù)后并發(fā)癥如蛛網(wǎng)膜下腔出血、病變體積的變化、下丘腦損傷。但由于線栓模型動物消除了顱骨切除術(shù)相關(guān)問題其低死亡率以及模型成功率高逐漸成熟并推廣，并隨著材料的不斷發(fā)展而發(fā)展［9］。2．栓子栓塞法:文獻報道大部分腦梗死患者是因為血栓掉落梗死大腦相應的供血血管發(fā)病的。所以研究血栓梗死動物模型意義重大。該方法使用的栓子包括異種異體血栓、同種異體血栓、自體血栓、膠原蛋白、黏性硅酮、聚乙氧基硅氧烷、異源動脈粥樣斑塊，實驗常用的動物有嚙齒類動物、兔子、犬類動物、靈長類動物。栓子直接注射到頸總動脈或頸內(nèi)動脈。當栓子(＜50μm)可引起較小面積的梗死，類似于腦小血管多發(fā)梗死病灶［10］。所以栓子大小、數(shù)量、分布可能會決定腦梗死的體積，該模型更多依賴栓子材料的選擇，可用于小面積梗死相關(guān)神經(jīng)保護與治療。大部分微栓子栓塞造模與血栓栓塞法造模制作方法類似，在大鼠身上血栓法使用EP－50管(外徑0.96mm，內(nèi)徑0．58mm)吸滿無菌生理鹽水，然后吸取已制好的血栓長約25mm，從頸外動脈插入然后再進入頸內(nèi)動脈約2～3mm，緩慢注入血栓。有文獻報道模型成功后同側(cè)的大腦中動脈供血區(qū)域腦血流量會減少43%，進一步核磁共振成像顯示梗死時間24～48h的老鼠腦組織的自溶速率和時間類似于臨床患者的情況［11］。光化學誘導動物模型，該方法通過血管內(nèi)注射光感染料RoseBengal后透過顱骨光照目標血管，其形成機制可能是光照的目標血管臭氧形成，血管內(nèi)皮損傷，血小板聚集，栓子形成引起微血管梗死輻射區(qū)次級缺血［12～14］。該模型優(yōu)點是動物有長期的感覺運動缺陷便于長期觀察且有較長的生存期。模型的光照過程是非侵入性的，半透明的頭骨透過的光照量是足夠的。該模型可用于梗死后行為學的研究和了解大腦皮質(zhì)某些特定解剖功能區(qū)域。且適合研究影響血小板的治療藥物和內(nèi)皮損傷相關(guān)反應。但由于光照涉及大量血管無法集中于單個血管，而臨床患者多為單一終末端動脈被阻塞。另外光照直接對腦實質(zhì)細胞的損傷不能被忽視。Kurz1990年首次報道了氯化鐵可誘發(fā)血栓形成。一種新的動物腦梗死模型被發(fā)明，該模型需開顱直視下將浸泡過氯化鐵的濾紙片覆蓋在目標血管上約30min左右，現(xiàn)有的報道認為此模型可重復且穩(wěn)定，另外沒有與手術(shù)相關(guān)的死亡，改良型鉆孔氯化鐵法報道其成功率、腦梗死體積、腦水腫程度優(yōu)于經(jīng)典線栓模型［15，16］。3．全腦梗死動物模型:該模型制作方法包括:4－VO模型，3－VO模型，2－VO模型，心室顫動法模型，頸部止血帶法模型［7～25］。其中4－VO模型，3－VO模型，2－VO模型是在同一種制作方法的基礎(chǔ)上針對不同血管進行結(jié)扎操作，同時也使各個模型具有了不同的意義和研究價值。4－VO模型被開發(fā)出來是為了研究可逆性雙側(cè)前腦和腦干缺血，該模型包括雙側(cè)椎動脈的永久閉塞和在手術(shù)第1天里第2天里實施兩次雙側(cè)頸總動脈的短暫閉塞。該模型腦血流量的變化與神經(jīng)損傷的位置和程度有關(guān)，但因模型制作的創(chuàng)口出血和創(chuàng)傷大小導致動物的高死亡率。3－VO模型是閉塞基底動脈加臨時雙側(cè)頸總動脈閉塞，該模型特點是腦組織供血量和神經(jīng)細胞死亡量人為可控性高;可能是由于腦組織梗死面積可能是由腦供血血流量決定的，文獻報道模型成功后實驗動物腦供血量至少減少15%。2－VO模型是在4－VO模型的基礎(chǔ)上加上降低實驗動物的基礎(chǔ)血壓(降低平均動脈壓50mmHg)，該模型使前腦中易梗死的海馬體的錐體神經(jīng)元、尾狀體、大腦皮質(zhì)等梗死，其腦損傷模仿心臟停搏的幸存者。此模型制作成功后操作性更高，侵入性更低，后續(xù)康復實驗的價值范圍更大。心室顫動法模型用于研究心臟停搏后神經(jīng)元死亡的機制和神經(jīng)保護藥物的療效，模型制作通過實驗動物頸靜脈內(nèi)注射KCl，及時測量捕捉到平均動脈血壓急劇下降，由于其實驗過程復雜實驗動物低生存率未被推廣。頸部止血帶法模型大鼠麻醉后高壓袖帶加壓(600～700mmHg)，使腦血供減少1%，通過輸液和抽血動脈血壓保持在60mmHg。但不知什么原因一直未被廣泛應用。另外還有內(nèi)皮素－1灌注誘導血管收縮法、負電流電解損傷法及其他。

三、模型之間的比較

到目前為止，模型還在繼續(xù)發(fā)展改進，幾乎沒有哪一種模型可以完全如意的模擬真實的自然腦梗死，但所有的動物模型對研究腦梗死的病理生理學機制都意義重大，然而它們又不能完全取代臨床相關(guān)模型。且至今對于腦梗死動物模型沒有明確的統(tǒng)一的標準，所有動物模型都存在這樣或那樣的問題;體溫是被公認可影響腦損傷預后的一個重要因素之一［26］。所以實驗過程動物體溫的控制也應考慮進去，另外動物基本上都是健康年輕統(tǒng)一性別的動物， 實驗研究表明年輕雌性動物誘導缺血梗死后腦梗死面積比年輕雄性動物更小。此外一些基礎(chǔ)疾病像高血壓、糖尿病、高膽固醇血癥、心房纖維性顫動等高危險因素都對腦梗死的發(fā)生、發(fā)展及預后有著重要影響，所以沒有把年齡、性別、基礎(chǔ)疾病、并發(fā)癥等有可能對實驗結(jié)果產(chǎn)生重大影響的因素考慮進去的實驗也是不夠嚴謹?shù)?當然也有學者開始在患有某些疾病的老鼠身上研究缺血性腦梗死。有些實驗設(shè)計都存在缺陷如沒有使用隨機性分組、缺乏隨機對照等;還有一些統(tǒng)計學上的錯誤，所以現(xiàn)如今應該建立一個更為嚴格的腦梗死模型評價體系。各模型比較見表1。

四、展望

現(xiàn)有的動物模型還有許多值得改正或改進的地方，學者們也在不斷完善動物模型，臨床上患者長期臥床合并肺部感染較為常見，一些帶有基礎(chǔ)疾病的動物模型逐漸被研究，如腦梗死合并肺部感染動物模型［27］。同時隨著一些臨床輔助檢查技術(shù)和計算機軟件的發(fā)展，相應也推動了動物實驗的進展，一些后處理工具允許同時訪問多個變量，如PET/MRI混合掃描儀強大的計算能力前所未有的展示出腦缺血后組織和神經(jīng)元細胞之間錯綜復雜的動態(tài)的變化，科技技術(shù)很大程度上推進科學實驗研究的發(fā)展。科學實驗不斷發(fā)展過程中的需求和未知也觸發(fā)了科學技術(shù)的創(chuàng)造，如材料學與影像技術(shù)的進步，動物實驗研究不能單單局限在動物本身，實驗本身就是一項系統(tǒng)工程，我們應該開闊視野，發(fā)散思維。在過去，有許多動物實驗的研究幾乎都是專門分析梗死體積作為缺血性腦損傷的重要指標，但事實上梗死體積不能可靠的反應功能障礙，因為神經(jīng)功能可能受非梗死腦組織的影響，另外治療后功能恢復忽視了大腦可塑性的潛力，未來的實驗當中應該納入功能方面的疾病研究。有些實驗對疾病動物模型有效，而應用臨床則無效，怎么把基礎(chǔ)實驗與臨床連起來，分析其影響因素，有學者也做了相關(guān)研究分析，每一種動物模型的制作以及相關(guān)實驗展開其最終目的都是服務臨床，對現(xiàn)有的疾病提提供新的治療思路、研發(fā)新的治療藥物，而從動物實驗運用到臨床還有很長的距離。綜上所述，腦梗死動物的選擇各有優(yōu)缺點，造模方法各有各的特點，但尚無一種動物模型可以真正意義上的完全模擬人腦梗死發(fā)生、發(fā)展及其損傷機制，只有科研工作者不斷探索，積極創(chuàng)新，努力尋找到一種更加完美的模擬人腦梗死機制的動物模型，并轉(zhuǎn)化于臨床，最終造福臨床患者。

參考文獻

1中華醫(yī)學會神經(jīng)病學分會，中華醫(yī)學會神經(jīng)病學分會腦血管病學組．中國急性缺血性腦卒中診治指南2014［J］．中華神經(jīng)科雜志，2015，48(4):246－257

13管興志，匡培根．光化學法誘導的腦梗死動物模型［J］．國外醫(yī)學•腦血管疾病分冊，2000，1085:278－280

14楊峰，趙雅寧，李建民．光化學法誘導建立大鼠局灶性腦梗死模型的效果評價［J］．河北聯(lián)合大學大學:醫(yī)學版，2012;14(3):301－302

16包玉龍．線栓法與改良三氯化鐵法致大鼠大腦中動脈閉塞模型的對比研究［J］．動物醫(yī)學進展，2014，35(5):68－71

19嚴智文，董河，馮偉，等．改良血管阻塞方法建立大鼠全腦缺血模型［J］．中國醫(yī)學創(chuàng)新，2013，10(1):1－3

21張穎，高金環(huán)，韓松，等．一種改良的三血管閉塞小鼠缺血性腦卒中模型的建立［J］．基礎(chǔ)醫(yī)學與臨床，2017，1(37):38－42

23武釗，黃偉青，文銳玲，等．改良二血管阻斷加低血壓法制作大鼠全腦缺血再灌注模型［J］．中國現(xiàn)代藥物應用，2012，6(19):4－5

27黃亞平，胡克，雷琳，等．腦梗死合并肺部感染臨床動物模型的制作［J］．中華醫(yī)院感染學雜志，2013，6(23):1256－1258

作者：司馬林源 李丹東 張弩 單位：溫州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院神經(jīng)外科