甘 雨,馬 進(jìn),袁 媛,喬 敏,包玉龍,王 菲
遼寧省中醫(yī)藥研究院,遼寧 沈陽 110034
近年來,缺血性腦血管疾病發(fā)生率、致殘率和死亡率逐年攀升,探究其發(fā)病機(jī)制,尋找有效的治療藥物具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,而制備理想、穩(wěn)定的動(dòng)物模型是研究該類疾病的重要途徑。目前,制備局灶性腦缺血?jiǎng)游锬P偷姆椒ㄓ卸喾N,包括開顱機(jī)械閉塞法、微栓子栓塞法、氣囊栓塞法、光化學(xué)誘導(dǎo)血栓形成法、線栓法等[1]。其中線栓法因具有不開顱、創(chuàng)傷小、梗塞部位明確、缺血及再灌注時(shí)間可控等優(yōu)點(diǎn)[2],而成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用的良好載體,現(xiàn)將線栓法模型效果及制作經(jīng)驗(yàn)報(bào)告如下:
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物SPF級(jí)SD大鼠,雄性,體質(zhì)量260~280 g,由遼寧長(zhǎng)生生物技術(shù)有限公司提供,許可證號(hào):SCXK(遼)2015-0001。飼養(yǎng)于遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào):SYXK(遼)2012-0003,溫度 20~23℃,相對(duì)濕度 50%~60%。
1.2主要試劑與儀器水合氯醛(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,批號(hào):20150508);2,3,5- 氯化三苯基四氮唑(TTC,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,批號(hào):20150310);4%多聚甲醛(北京索萊寶科技有限公司,批號(hào):20151214);栓線(北京西濃科技有限公司,產(chǎn)品貨號(hào):2838-4A);JKDP-2型電熱培養(yǎng)恒溫箱(廈門醫(yī)療電子儀器廠)。
1.3實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 分組 將SD大鼠44只隨機(jī)分為假手術(shù)組18只和模型組26只。
1.3.2 模型制備 參照Longa等[3]及文獻(xiàn)[4]方法,采用線栓法制備大鼠局灶性腦缺血再灌注模型。3%水合氯醛[300 mg/kg(體質(zhì)量)]腹腔注射麻醉大鼠,將大鼠仰臥位固定于操作臺(tái)上,頸前區(qū)消毒,采用頸部正中縱行切口,鈍性分離肌肉及筋膜,充分暴露右側(cè)頸總動(dòng)脈(CCA),仔細(xì)分離迷走神經(jīng)。再依次剝離頸外動(dòng)脈(ECA)和頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA)。結(jié)扎ECA,夾閉ICA,再結(jié)扎CCA,于CCA分叉部下方約10 mm處剪一小口,插入線栓,松開夾閉ICA的微動(dòng)脈夾,將線栓緩慢送入ICA,直至遇有輕微阻力為止,此時(shí)線栓插入深度(18.0±0.5)mm。外留線栓涂黑(便于再灌注時(shí)拔線),縫合切口。2小時(shí)后行再灌注,即將線栓抽至CCA內(nèi),大腦中動(dòng)脈恢復(fù)血供。假手術(shù)組不插入線栓,頸部手術(shù)及血管處理同模型組。
1.4評(píng)價(jià)指標(biāo)
1.4.1 神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分 分別于術(shù)后2小時(shí)及3、7、14天觀察大鼠行為和神經(jīng)功能狀況,并參照文獻(xiàn)[5]方法對(duì)大鼠神經(jīng)功能障礙進(jìn)行評(píng)分。0分:活動(dòng)正常,無神經(jīng)功能缺陷;1分:提尾懸空時(shí),左側(cè)前肢內(nèi)收,不能完全伸展;2分:爬行時(shí)身體向左側(cè)旋轉(zhuǎn)(追尾征);3分:爬行時(shí)身體向左側(cè)傾倒;4分:無法自發(fā)行走并伴有意識(shí)水平下降。模型組評(píng)分1~3分者納入研究,同時(shí)排除蛛網(wǎng)膜下腔出血和未到觀察時(shí)間點(diǎn)死亡大鼠。
1.4.2 腦梗死面積比測(cè)定 分別于術(shù)后3、7、14天2組各取3只大鼠,麻醉后斷頭取腦,腦組織置于-20℃冰箱中冷凍20分鐘,去除嗅球、小腦和低位腦干。自額極每間隔2 mm連續(xù)做5個(gè)腦組織冠狀切片,分別為 A、B、C、D、E 片,迅速置于2%TTC溶液中,37℃恒溫避光孵育30分鐘,期間每5分鐘翻動(dòng)1次。染色后拍照,置4%多聚甲醛溶液中固定。以最大缺血斷面C片計(jì)算腦梗死面積百分比,用Image J 1.47圖像分析軟件計(jì)算C片梗死區(qū)面積和非梗死區(qū)面積,為避免右側(cè)大腦因缺血性水腫帶來的誤差,采用Swanson法計(jì)算梗死面積百分比。腦梗死面積百分比=(S1-Sr)/2S1×100%(S1:C片健側(cè)總面積;Sr:C片患側(cè)非梗死區(qū)面積)。
1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù),計(jì)量資料以(±s)表示,采用t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分與死亡率假手術(shù)組大鼠全部存活。模型組大鼠術(shù)中死亡3只,術(shù)后1~3天死亡3只,術(shù)后4~7天死亡2只,總死亡率為29.6%(8只死亡動(dòng)物未列入神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分的統(tǒng)計(jì)分析)。假手術(shù)組大鼠死亡率低于模型組(χ2=4.86,P<0.05)。假手術(shù)組大鼠各時(shí)間點(diǎn)神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分均為0分。模型組大鼠不同時(shí)間點(diǎn)神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分均高于假手術(shù)組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見表1。
表1 2組大鼠術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分比較(±s) 分
表1 2組大鼠術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分比較(±s) 分
組別 只數(shù) 術(shù)后2小時(shí) 術(shù)后3天 術(shù)后7天 術(shù)后14天假手術(shù)組 18 0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00模型組 18 1.94±0.80 1.61±0.78 1.50±0.67 1.33±0.52 t 10.29 8.76 7.76 6.27 P<0.01 <0.01 <0.01 <0.01
2.2 TTC染色觀察與腦梗死面積比測(cè)定經(jīng)TTC染色后,假手術(shù)組大鼠腦組織左右半球均紅染,未見明顯梗死灶(圖1-A);模型組大鼠右側(cè)大腦半球有局限的缺血梗死灶(蒼白區(qū)域),主要分布在額葉、頂葉、部分顳葉皮層。模型組大鼠術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)腦梗死面積百分比與假手術(shù)組同期比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見表2、圖1。
表2 2組大鼠術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)腦梗死面積百分比(±s) %
表2 2組大鼠術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)腦梗死面積百分比(±s) %
組別 只數(shù) 術(shù)后3天 術(shù)后7天 術(shù)后14天假手術(shù)組 18 0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00模型組 18 32.61±0.76 29.50±4.03 13.32±3.24 t 74.32 12.68 7.12 P<0.01 <0.01 <0.01
圖1 2組大鼠術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)腦梗死面積(TTC染色)
自上世紀(jì)八十年代,Koizumi J等[6]首創(chuàng)不開顱經(jīng)CCA插入線栓制備大腦中動(dòng)脈閉塞缺血模型以來,經(jīng)30余載不斷改進(jìn),目前已成為實(shí)驗(yàn)性腦缺血研究最常用的造模方法。但該法仍不盡完善,如:制備過程復(fù)雜,手術(shù)難度大;動(dòng)物品系及體質(zhì)量要求嚴(yán)格;穩(wěn)定性欠佳,易受栓線種類、規(guī)格、頭端處理等諸多因素影響,想制備穩(wěn)定性好、可靠性高的模型尚存在一定困難[7]。本研究選用SD大鼠,采用經(jīng)頸總動(dòng)脈遠(yuǎn)端插線的方法制備大鼠腦缺血再灌注模型。結(jié)果顯示用此法制備腦缺血再灌注模型具有缺血部位恒定、可靠性高等特點(diǎn)。
3.1 線栓的選擇線栓是決定模型制備成功與否的關(guān)鍵,線栓的直徑、硬度、弧度及頭端處理是重要影響因素[8]。本研究選用北京西濃科技有限公司生產(chǎn)的2838-4A型線栓,該線栓為單絲尼龍線,頭端燒熔為半球形,前端包被多聚賴氨酸,直徑(0.38±0.02)mm,由于其直徑均一,弧度及硬度適中,大大提高了模型制備的成功率和腦缺血范圍的穩(wěn)定性,同時(shí)也節(jié)約了線栓制作及精選的時(shí)間,為快速、優(yōu)質(zhì)完成研究提供了保障。
3.2 大鼠的選擇大鼠的品系和體質(zhì)量是影響模型成功與否的重要指標(biāo)[9]。SD大鼠腦血管解剖特點(diǎn)與人類相似,生理機(jī)能變異較小,梗死灶恒定,重復(fù)性好。大鼠體質(zhì)量偏小(250 g以下),頸動(dòng)脈較細(xì),插線困難,且易損傷血管;體質(zhì)量偏大(300 g以上),顱內(nèi)動(dòng)脈較粗,不能完全阻塞大腦中動(dòng)脈[10]。因此,體質(zhì)量260~280 g的SD大鼠血管變異小,生命耐受力強(qiáng),實(shí)驗(yàn)易于控制。
3.3插線的技巧ECA和ICA要充分暴露,結(jié)扎ECA盡量靠近分叉處,而夾閉ICA盡量靠近遠(yuǎn)端,當(dāng)打開微血管夾時(shí),在ICA的栓線足夠長(zhǎng)可避免血流將栓線從血管內(nèi)沖出。插線時(shí)鼠頭部歪向左側(cè),使栓線的弧面朝向內(nèi)上方,大概與水平面呈45°,有利于進(jìn)線。
3.4插線的深度在術(shù)前準(zhǔn)備時(shí)用細(xì)標(biāo)記筆在18 mm處作標(biāo)記,進(jìn)線時(shí)遇到阻力,倘若已達(dá)到18 mm,立即停止進(jìn)線,以免造成蛛網(wǎng)膜下腔出血;倘若不足18 mm,應(yīng)緩慢退出2~3 mm,調(diào)整栓線的角度再進(jìn)線。
3.5線栓外留殘端處置殘端最好涂上黑色,拔線時(shí)更容易分辨,殘端要盡量保留長(zhǎng)一些,因?yàn)榇笫笄逍驯汩_始活動(dòng),易使殘端縮進(jìn)肌肉內(nèi)。另外拔出線栓動(dòng)作要輕柔,防止拉斷血管而無法再灌注或全部拔出造成大出血。
總之,要建立理想、穩(wěn)定和可靠的標(biāo)準(zhǔn)化腦缺血再灌注模型,必須注重細(xì)節(jié),不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。本研究對(duì)Longa法制作的大鼠局灶性腦缺血模型作了一些改進(jìn),并通過神經(jīng)行為學(xué)、TTC染色觀察進(jìn)行驗(yàn)證,獲得了滿意的效果,可為研究缺血性腦血管疾病的發(fā)病過程及治療藥物評(píng)價(jià)提供保障。