腦缺血嚙齒類動物模型的制備方法

一、嚙齒類動物全腦缺血模型

研究表明，人類約50％心跳驟停的幸存者會的運動或認知功能障礙。嚙齒類動物急性全腦缺血模型可以模擬心跳驟停造成的選擇性腦損害。目前多采用沙鼠制備這種模型，沙鼠缺少完整的Willis動脈環(huán)，結(jié)扎或者夾閉雙側(cè)頸內(nèi)動脈即可制作急性全腦缺血模型，移除動脈夾可以實現(xiàn)再灌注。沙鼠全腦缺血模型制作方法簡單，造模后沙鼠的海馬區(qū)神經(jīng)元改變與人類心跳驟停后海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的改變具有相似性，24h后的病理生理過程也非常近似，現(xiàn)廣泛用于神經(jīng)元遲發(fā)性死亡研究和神經(jīng)保護劑的篩選。電凝或結(jié)扎雙側(cè)椎動脈，24h后阻斷雙側(cè)頸總動脈可建立四血管阻斷法的嚙齒類動物全腦缺血模型。四血管阻斷法建立模型過程是將動物麻醉后24h，在動物清醒狀態(tài)下通過癥狀、體征判斷模型動物的腦梗死程度。模型穩(wěn)定性高，病理改變充分，海馬、丘腦、尾狀核、皮質(zhì)記憶區(qū)受損嚴重，可以模擬血管性癡呆的發(fā)病機制，主要用于神經(jīng)保護藥的評價研究。慢性全腦缺血模型的腦白質(zhì)損害與影像學(xué)所見人類腦白質(zhì)病變相似，廣泛應(yīng)用于腦白質(zhì)損害的相關(guān)研究。主要采用大鼠雙側(cè)頸內(nèi)動脈阻斷方法，雖然存在基底動脈的代償機制和Willis環(huán)側(cè)支循環(huán)開放，但是仍會逐漸形成慢性全腦低灌注的狀態(tài)。該模型的腦白質(zhì)損害與人腦白質(zhì)疏松相似，模型動物的癡呆發(fā)生率達83％，主要用于癡呆的病理生理學(xué)研究。Shibata等對此模型進行了改進。建立了雙側(cè)頸總動脈狹窄模型。通過旋轉(zhuǎn)使內(nèi)徑0.18mm、長2.5mm的彈簧圈纏繞在頸總動脈外部，成功造成頸總動脈狹窄。與雙側(cè)頸動脈結(jié)扎相比，改進模型的腦血流下降緩慢，不造成視覺通路損害。

二、嚙齒類動物局灶性腦缺血模型

與全腦缺血模型相比，局灶性腦缺模型可形成特定部位的腦梗死，對全身影響較小，自發(fā)性高血壓與人類腦梗死發(fā)病情況更為相似。目前應(yīng)用也更廣泛。目前應(yīng)用較多的有開顱閉塞法、線栓法和血栓栓塞法。

(一)開顱閉塞法

開顱閉塞法造模效果可靠，重復(fù)性好，曾被認為是標準的腦缺血模型，但作為一種有創(chuàng)的模型制作方法，容易破壞腦組織，需要較高的手術(shù)技巧。多位學(xué)者采用多種方式結(jié)扎大腦中動脈后制備嚙齒類動物腦缺血模型。Ma等改進電凝制備模型的方法，選擇電凝大腦中動脈近心端，建立了重復(fù)性良好的小鼠腦缺血模型，獲得了更大的腦梗死體積和穩(wěn)定的神經(jīng)功能缺損。Kuraoka等證實，堵塞小鼠大腦中動脈遠端造模較頸內(nèi)動脈結(jié)扎造模穩(wěn)定性更好，實驗動物死亡率低，是一種理想的小鼠腦缺血造模方法。

(二)線栓法

線栓法無需開顱手術(shù)，操作簡單，成功率高，缺血部位恒定，可以準確控制缺血-再灌注時間，已取代開顱法成為應(yīng)用為廣泛的大腦中動脈閉塞方法。目前，多數(shù)研究均采用 Longa等提出的大腦中動脈阻塞模型的制作方法?；蛟诖朔椒ɑA(chǔ)上稍作改進后制作模型。阻塞大腦中動脈、后交通動脈、頸內(nèi)動脈分支。Woitzik等研究表明，選擇性阻斷大腦中動脈、后交通動脈、頸內(nèi)動脈均具有良好的重復(fù)性，但選擇性大腦中動脈阻塞模型在24h內(nèi)梗死體積增加明顯，適合進行神經(jīng)保護藥物的研究。線栓法模型的重復(fù)性好，但仍要嚴格控制混雜因素，操作上微小的差異便會造成造模效果上的不同。線栓法改進研究表明，不分離翼腭動脈，減少對迷走神經(jīng)的牽拉，及時補充能量能降低動物死亡率。線栓的直徑、表面涂層，特別是末端平滑度對栓塞效果有決定性影響。以往的研究中采用硅涂層線栓、膠涂層線栓、末端熔化圓鈍線栓等類型。近一項報道顯示，石蠟涂層線栓的建模成功率達100％，與裸露尼龍線栓相比，梗死體積更大，模型動物死亡率更低，是一種新型可靠的大腦中動脈缺血模型的制作方法。

(三)血栓栓塞法

多數(shù)的人類腦缺血來源于血栓栓塞，血栓栓塞模型接近人類腦缺血的實際情況，并且可以用來探索溶栓機制、進行溶栓藥物研究，具有其他模型不能比擬的優(yōu)勢。由于大鼠纖維蛋白溶解系統(tǒng)的敏感性較人類差。以往的溶栓實驗均使用高于人類溶栓劑量的重組人組織型纖溶酶原激活劑(rt-PA)劑量。近的研究表明，血栓栓塞45min后給予低劑量(0.9mg/kg) rt-PA的溶栓一樣會使血管再通，減少梗死體積和減輕腦水腫。另一項研究證實，制備模型后4h，rt-PA(10mg/kg)溶栓會增加梗死體積和出血轉(zhuǎn)化風險。以往血栓栓塞，溶栓模型主要使用大鼠，近一項研究使用小鼠。經(jīng)顳葉開顱，向大腦中動脈注射凝血酶，造成原位血栓并成功溶栓。方法在梗死形成、血流阻斷和神經(jīng)功能缺損方面重復(fù)性高，并且成功溶栓，開辟了小鼠血栓栓塞-溶栓模型這一新領(lǐng)域。