动物模型构建平台

主动脉狭窄动物模型

一、主动脉狭窄动物模型的临床概述
人类主动脉缩窄可以见于胸主动脉或腹主动脉的任何部位，如升主动脉、主动脉弓、降主动脉、腹主动脉。主动脉缩窄可引起继发性高血压。一方面，不同部位的主动脉缩窄都会引起不同程度的左心室后负荷增加，并同时出现主动脉缩窄近端的血压升高。另一方面，腹主动脉缩窄，尤其是双肾动脉上腹主动脉缩窄会引起肾血流减少，从而激活肾素-血管紧张素系统，引起高血压。与此类似的机制在各种常用实验动物中同样存在，因此，通过手术造成实验动物主动脉缩窄，不仅可以引起缩窄近端血压升高，而且可以造成高血压引起的左心室后负荷增加，或形成类似。肾动脉狭窄高血压的动物模型。

二、主动脉狭窄动物模型的制备
(一)常用的制模方法
1．腹主动脉缩窄  在实验动物左右肾动脉上方(约0.5cm或根据需要)小心分离腹主动脉，将7号针头(直径约0.3mm)(或根据需要选择其他直径针头)穿线后平行放置于分离后的腹主动脉并结扎，然后抽出钢针，致使腹主动脉狭窄，从而建立腹主动脉缩窄性高血压大鼠模型。另一方法是，于双肾动脉上方分离腹主动脉，用内径为0.7mm的银夹造成腹主动脉狭窄。此模型亦可采用左侧纵行切口，于腹膜后狭窄腹主动脉，不入腹腔，切口小，优化了大鼠腹主动脉狭窄高血压模型的复制方法，重复性好，成功率高。姜平等人应用Wistar健康雄性大鼠，在其肾动脉的上方将一个0.8mm探针放置在腹主动脉左侧，用10号手术线绕过腹主动脉和探针一圈，将其扎紧再抽出探针，从而造成腹主动脉狭窄程度约64％～68％，动物术后成活率可达90％。
该方法由于使肾上腹主动脉处于部分结扎状态，造成双侧肾脏缺血，激活肾素-血管紧张素系统，不仅直接收缩血管，而且增加交感神经递质释放及醛固酮和内皮素等活性物质的释放最终导致血压的升高。
另外，通过在两侧肾动脉之间的腹主动脉制造腹主动脉缩窄可以同样获得肾血管性高血压。而肾下主动脉缩窄(INAC)模型的建立方法是，打开腹腔，游离肾下腹主动脉，用直径0.35mm的银夹缩窄或用7号针头结扎，结扎后迅速移去针头，其余操作基本同前。
2．主动脉弓缩窄  动物麻醉后经口腔气管插管，采用压力控制动物呼吸机(Kent
Scientific)维持呼吸，胸部正中切口开胸，暴露主动脉弓，于无名动脉和左侧颈总动脉之间分离主动脉，予以银夹环(预先以注射器针头为模捏成内径约0.8mm的开环)缩窄，闭合胸腔。待大鼠恢复自主呼吸后撤去呼吸机。主动脉缩窄术后1周时收缩压、舒张压明显高于假手术组，在两周时进一步增加。
3．降主动脉缩窄  根据豚鼠的生物学特征，采用腹主动脉缩窄方式弊端较多且需时太长(20个月)，因此，可采用降主动脉缩窄法建立豚鼠高血压及其相关疾病模型。常规麻醉后，在无菌条件下，在胸部左侧第3、4肋间隙纵行剪开皮肤，打开胸腔。用开胸器充分暴露胸腔后，用一块湿纱布(先以生理盐水浸湿)挡开肺叶，找到并仔细分离出降主动脉。经降主动脉穿一根2-0号丝线备用，与降主动脉平行放置一外径1mm，长约8mm的10号针头，一同结扎后，抽出针头，使降主动脉狭窄。用一根无菌细塑料管抽吸胸腔使其成负压后，荷包缝合胸腔，拔除气管插管。
4．升主动脉缩窄  小鼠腹腔麻醉，气管插管后行清洁手术，取胸前正中切口开胸至第2肋，分离胸腺暴露主动脉弓。根据主动脉弓直径选择针头垫扎(27G直径0.4mm)，用5号丝线在右颈总动脉分出后0.3cm处，对主动脉进行缩窄，结扎确实后抽出垫扎针，逐层关胸，待小鼠自主呼吸恢复后，拔出气管插管，装笼常规饲养。
(二)主动脉缩窄模型建立成功的判断  以上各种方法建立的高血压模型成功率较高，一般可在术后1周观察到动物血压升高，可以此作为判断模型建立成功的依据。另外，可以采用多普勒超声的方法与对照组比较后确定狭窄程度；或在研究结束后进行主动脉标本的检查以明确。
但是，需要注意的是，主动脉缩窄模型由于产生了压力负荷增加，因此，还是慢性心力衰竭动物模型制备的重要方法。在主动脉缩窄动物模型建立一段时间后，由于心衰的出现，可能出现血压下降。如刘芬等人进行主动脉弓缩窄模型建立时发现，模型建立8周后实验组血压明显低于对照组。因此，对于主动脉缩窄动物模型的血压检测不宜过晚，一般建议在2周内进行。
 
三、主动脉狭窄制备过程的关键之处和注意事项
(一)狭窄程度及狭窄时间  主动脉狭窄程度是建立模型的关键一步。狭窄太小难以导致术后负荷增加，而不能造成近端血压升高及心肌肥厚；狭窄程度太大，则动物易发生心衰而死亡。另一重要因素是狭窄的时间。时间太短，血压升高、心肌肥厚等尚未充分建立；时间太长，动物术后死亡率高。胡咏梅等对Wistar大鼠腹主动脉进行不同时限的缩窄，发现8号针头缩窄腹主动脉8周心衰率达73.68％，4周心衰成功率为16.67％，提示腹主动脉缩窄心衰模型与缩窄时间密切相关。而缩窄4周后大鼠已处于高血压心室肥厚阶段，心功能尚代偿。亦有报道用直径0.5mm针头缩窄腹主动脉，术后1周和2周达高血压心室肥厚模型。马力等人对Wistar大鼠行腹主动脉缩窄术(方法：在左肾动脉上方钝性分离腹主动脉，将8号注射针头平行置于动脉外壁，用4号手术丝线扎紧后将针头移去)术后第4周出现心肌肥厚表现，第8周左心室舒张功能减退，术后12周出现左心室收缩功能减退。由此可见，相似的模型建立方法获得所需血流动力学变化的时间可能是不同的。
(二)不同种类实验动物的应用  不同物种对主动脉缩窄的反应是不同的，基于此，目前用于心衰研究的动物模型主要有大鼠、猪、羊的主动脉缩窄；用于心肌肥厚研究的动物模型主要有小鼠、大鼠、兔、犬、羊、猪的主动脉缩窄。
(三)其他影响因素  其他影响因素包括饮食等，尤其是钠、钾摄入量影响较大。

相关文章：动物模型构建平台  脑缺血再灌注模型