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科研戰(zhàn)神·王鐵蟲 (小有名氣)
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四種腦出血動物造模方法的優(yōu)劣盤點
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四種腦出血動物造模方法的優(yōu)劣盤點 腦出血（intracerebral hemorrhage，ICH）目前占全部腦卒中發(fā)病的10%～20%，依靠目前的循證醫(yī)學方法，對其有用的治療手段較少。ICH患者于30d內(nèi)死亡的可能性高達35%～52%，且有80%的患者在出血后6個月時生活仍不能自理。ICH的致死致殘率很高，且目前治療中能提升患者生存率以及提高出血后生活質(zhì)量的較少。因此，構建能夠模擬疾病發(fā)生發(fā)展的動物模型極為重要。 動物的選擇 大鼠、小鼠、兔、猴、狗、豬。其中，SD大鼠是目前最常用的腦出血實驗動物，其優(yōu)勢是價格低廉、容易飼養(yǎng)，可以選取大樣本實驗，實驗數(shù)據(jù)較可靠，且大鼠相對于大動物而言，形體較小，可控性強。人類腦出血的常見位置為尾狀核，而大鼠的尾狀核是腦內(nèi)最大核團，較易觀察大腦的生理病理變化，所以用大鼠制作腦出血模型能較好地模擬人類腦出血部位。 造模方法 目前開展科學研究的常用腦出血模型包括四種：膠原酶注射腦出血模型，自體血注入腦出血模型，微球囊充盈腦出血模型，高血壓性腦出血模型。 一、腦出血模型 1 膠原酶注射腦出血模型 膠原酶分為多型，目前研究認為Ⅳ型和Ⅶ型用于腦出血建模最恰當。 造模方法：SD 大鼠麻醉消毒后固定，顱骨轉(zhuǎn)孔，使用立體定位儀定位大鼠腦一側尾狀核，將微量注射器針頭插入腦組織尾狀核，分別分組注入0.5μL膠原酶，連續(xù)觀察10 min后即可見發(fā)生出血，且出血后癥狀明顯、持續(xù)時間較長。 優(yōu)點：方法簡單、快捷、成功率較高，出血穩(wěn)定性好，并可多次重復；其能較好地模擬人體腦血管自發(fā)出血的生理生化過程以及出血后血腫持續(xù)擴大的病理變化過程。 缺點：膠原酶并不能造成血管的物理性破裂，實際上是造成了小血管的廣泛慢性滲血，形成的血液滲出灶并不是真正意義上的局限的血腫，急性占位效應不明顯，與人類腦出血的病理過程仍有區(qū)別。另外，膠原酶本身可造成腦組織嚴重的炎癥反應，并且對血管有廣泛的破壞作用，這些不良作用可對腦出血后單純由血腫形成的炎癥反應研究產(chǎn)生干擾。另外，膠原酶對腦組織有細胞毒性作用，可嚴重損傷神經(jīng)功能及血腦屏障，因此并不能完全模擬人類單純腦出血后二次損傷的病理生理狀態(tài)，不能用來研究腦出血后血腫周圍組織血液循環(huán)障礙，有一定的局限性。 應用：適用于評估腦出血后各類指標的長期觀察。 2 自體血局部注入法 ① 單步注射法 該方法是抽取動物自身一定量血液通過定位技術注入該動物腦尾狀核造成該部位血腫的一種建模方法，自體血尾狀核注射腦出血模型是目前較為理想的腦出血模型。 造模方法：麻醉并固定動物后，動物顱骨局部轉(zhuǎn)孔，取選定腦組織局部注射動物非肝素化自體血，注血量與動物腦組織大小相關（鼠腦注血量分別為25 μl、50 μl和100 μl，分別相當于人腦20 ml、40 ml和80 ml的出血量）。 但是自體血注入法存在注血過程中血液逆流現(xiàn)象，影響了血腫大小形成的穩(wěn)定性。由于尾狀核較為致密，注血時局部壓力較高，而新鮮凝固的血塊強度很低，很難抵抗血腫膨脹的壓力，無法從根本上解決血液逆流的難題。 優(yōu)點：由于造模方法操作簡單，特別是應用立體定向儀后，動物的死亡率明顯降低，且血腫位置更加精確，除有不可避免的穿刺針道損傷外無其他異體物質(zhì)和雜質(zhì)，故該模型的病理過程更接近人的自發(fā)性腦出血。 缺點：模型都不能呈現(xiàn)良好的可重復性，且造成的血腫體積不穩(wěn)定，成功率較低，同時有出現(xiàn)腦室及硬膜下間隙之間破裂出血和注射的血液返流等情況。 ② 兩步注射法 由于單步注射法存在較多的缺陷，現(xiàn)在常用的方法是兩步注射法，提高了成功率的同時減少了血液的返流。 造模方法：先注射15 μL自體血，后靜置針頭7 min，使血凝塊形成將針道封堵，再注射余下35 μL。 優(yōu)點：除了一步注射法的優(yōu)點外，還能有效地減少針道反流的血量，較好地控制了血腫的大小、形態(tài)及部位。并且可以觀察血液凝固過程中局部腦組織的病理生理變化，此方法與人腦出血后演進過程基本相似，可用于研究腦水腫機制及臨床藥物作用機制。 缺點：注入腦內(nèi)的血腫并非血管破裂造成的。血液注射過程中不可避免地有反溢現(xiàn)象和血液凝固堵塞針道的問題，血腫形態(tài)和大小重復性差。 注意：自體血常取材于實驗動物的內(nèi)眥、股動脈、心臟等處。內(nèi)眥取血血液標本不易被污染，但取血為靜脈血，與腦動脈出血的血液成分不符。動脈穿刺法血液成分與腦出血成分較一致。但股動脈穿刺法操作較復雜，成功率低。心臟穿刺法同樣可以得到純凈的動脈血，操作較簡便，損傷較小，但對操作人員技術要求較高，需熟練的操作技巧，反復穿刺動物又容易導致動物失血、感染死亡。 3 自發(fā)性腦出血法 此模型是研究成人型腦出血較理想的模型。 目前有實驗采用基因培育方法培育出具有易出血的高血壓基因動物，該動物自出生起數(shù)周開始血壓自發(fā)升高，短時間內(nèi)可發(fā)生自發(fā)性腦出血。這類動物也常用大鼠，是在已有高血壓基因大鼠的基礎上近親繁殖培育，其相對于祖代血壓更高，自發(fā)性腦出血發(fā)生率達80% ，發(fā)生出血的部位主要在大腦前內(nèi)側皮質(zhì)、枕皮質(zhì)和基底節(jié)。 優(yōu)點：此模型將高血壓與腦卒中結合，相似度極高地模擬人腦卒中病理。 缺點：這類動物只代表腦出血的一小部分原因—高血壓，且動物培養(yǎng)成本高昂，繁育時間較長，動物體弱飼養(yǎng)困難，繁育的后代模型容易出現(xiàn)斷種、變種、基因突變的情況，應用受到一定限制。 4 微球囊充脹法 造模方法：先將大鼠顱骨特定部位轉(zhuǎn)孔，然后將固定在針頭部位的微球囊通過該孔插入大腦尾狀核頭部，在20s內(nèi)注入微球囊50mL液體，保留10min，觀察微球囊對腦組織的壓迫作用，然后回抽微球囊內(nèi)液體，通過不斷變化微球囊體積模擬不同大小血腫對腦組織的壓迫作用。 缺點：微球囊并非血液成分，研究者并沒有考慮腦出血后血腫的血液成分對腦組織的細胞毒性作用，血腫的腦細胞毒性作用的研究是人類需要解決的重要問題，因此近年來的腦出血研究基本上已摒棄了此方法。 總結 無論哪種方法建立動物腦出血模型均存在各自的優(yōu)缺點。隨著基礎醫(yī)學及各種新技術的不斷發(fā)展，許多新的腦出血建模方法不斷出現(xiàn)，但仍有缺陷，需要不斷的研究和改進。建立標準化腦出血動物模型已成為研究者共同追求的目標，建模過程的各處理因素和影響因素統(tǒng)一化，減少對實驗結果的影響，盡可能與人類腦出血的發(fā)病過程、病理生理過程趨向一致將是一個長期探索的過程。 |
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