王 青,劉鳳嵐,徐仕晗,劉艷飛,劉 玥,徐鳳芹
1. 中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院老年二科(北京 100091)
2. 中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院國家中醫(yī)心血管病臨床醫(yī)學(xué)研究中心(北京 100091)
3. 廣東藥科大學(xué)研究生院(廣州 510006)
冠心病和認(rèn)知障礙是老年人多發(fā)病、常見病,隨著人口老齡化的加劇,其患病率呈持續(xù)增長趨勢,對(duì)社會(huì)和公共衛(wèi)生產(chǎn)生重大影響。認(rèn)知功能障礙指患者的記憶、語言、視空間、執(zhí)行、計(jì)算、理解判斷等方面出現(xiàn)一項(xiàng)或多項(xiàng)受損。冠心病與認(rèn)知障礙的發(fā)生密切相關(guān)[1],冠心病患者認(rèn)知損害或癡呆發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)平均可增加45%[2]。Greaves等研究顯示,約40%接受心臟搭橋手術(shù)的冠心病患者在術(shù)后1至5年內(nèi)被診斷為認(rèn)知障礙[3]。穩(wěn)定性冠心病患者隨訪4年后,認(rèn)知障礙發(fā)生率為42.4%[4]。
冠心病患者認(rèn)知功能障礙發(fā)病機(jī)制可能類似于血管認(rèn)知功能障礙,主要有腦小血管病[5]、動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)[6]、血小板高度激活[7]、慢性炎癥[8]等假說。冠心病繼發(fā)認(rèn)知障礙的潛在生物學(xué)機(jī)制尚不清楚,而構(gòu)建合適的動(dòng)物模型是揭示其發(fā)病機(jī)制的基礎(chǔ)。本文對(duì)當(dāng)前各類冠心病繼發(fā)認(rèn)知障礙實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的制備方法、相關(guān)評(píng)判指標(biāo)作一總結(jié),以期為深入研究冠心病繼發(fā)認(rèn)知障礙發(fā)病機(jī)制和評(píng)價(jià)相關(guān)治療藥物的作用提供動(dòng)物模型參考。
疾病動(dòng)物模型可在病理學(xué)研究、發(fā)病機(jī)制探討、藥效學(xué)及生物標(biāo)志物的驗(yàn)證等方面發(fā)揮作用[9]。冠心病常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有大鼠、小鼠、兔、小型豬、豚鼠、犬等,認(rèn)知損傷建模目前涉及的動(dòng)物有大鼠、小鼠、沙土鼠、斑馬魚、果蠅以及羊類、犬類、靈長類動(dòng)物(狒狒、食蟹猴、恒河猴)等[10]。在眾多動(dòng)物中,嚙齒類動(dòng)物最為常用,其具有與人類基因水平高度同源、免疫力及對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)力強(qiáng)、存活率高、繁殖快、易獲得等特點(diǎn)[11],故被更多研究者所選用。鑒于此,目前在冠心病繼發(fā)認(rèn)知障礙的動(dòng)物模型制備時(shí),最常選用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是大鼠和小鼠。
應(yīng)用大鼠進(jìn)行冠脈疾病動(dòng)物模型制備和研究的歷史悠久,尤其是在建立心肌梗死模型方面,原因是大鼠冠脈系統(tǒng)穩(wěn)定且側(cè)支循環(huán)缺乏,發(fā)生心梗時(shí)心肌壞死出現(xiàn)早,且與人類臨床心肌梗死和充血性心力衰竭的病理生理過程較為相似[12]。Wistar和SD大鼠是現(xiàn)今國內(nèi)外應(yīng)用最多的大鼠品系,其中Wistar大鼠被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)-內(nèi)分泌實(shí)驗(yàn)研究;SD 大鼠的神經(jīng)系統(tǒng)與人類相似,常被用于如獎(jiǎng)勵(lì)懲罰實(shí)驗(yàn)、迷宮實(shí)驗(yàn)等反映高級(jí)神經(jīng)功能和學(xué)習(xí)記憶的研究中[13]。臨床上由心腦血管疾病引起慢性缺血性腦灌注不足所致血管性認(rèn)知障礙動(dòng)物模型的建立常用手術(shù)結(jié)扎或阻塞損傷腦部供血的主要血管制備,選擇大鼠模型更易操作,且術(shù)后出現(xiàn)的認(rèn)知功能障礙比小鼠更加明顯[14]。同樣,在阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病中也常用大鼠制備動(dòng)物模型,此外,大鼠有更強(qiáng)的快速學(xué)習(xí)能力,能夠更好地執(zhí)行學(xué)習(xí)與認(rèn)知研究相關(guān)任務(wù),與人類疾病表現(xiàn)更為相似[15]。
小鼠與人類的血脂成分不同,具有心血管保護(hù)作用的高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-Ch)在其體內(nèi)含量較高,而致冠狀動(dòng)脈粥樣硬化作用的低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-Ch)含量偏低,因此不易形成AS斑塊[16]。但隨著基因敲除技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)基因小鼠模型被越來越多的研究者使用。如目前最常見的載脂蛋白E基因敲除小鼠(ApoE-/-小鼠),它是以近交系鼠C57BL/6小鼠為背景的基因敲除鼠,相較于普通小鼠,其發(fā)生AS、冠心病的可能性更高,經(jīng)高脂喂養(yǎng)后更易成模[17]。載脂蛋白 E(ApoE)屬于可交換載脂蛋白家族,具有基因多態(tài)性,可能通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)與冠心病相關(guān),有研究表明攜帶APOEε4等位基因的急性冠脈綜合征患者在出院后半年隨訪時(shí)有著較高的心血管終點(diǎn)事件發(fā)生率[18]。另外,APOE也是主觀認(rèn)知功能下降、輕度認(rèn)知障礙和阿爾茨海默病的易感基因,攜帶APOEε4等位基因、主觀認(rèn)知下降的患者腦淀粉樣變性病變患病率是非攜帶者的2~3倍[19]。Tam等研究了人類和APOE靶向替換轉(zhuǎn)基因小鼠APOE基因與腸道微生物組成間的關(guān)系,研究發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)腸道微生物群或許能夠減輕APOEε4等位基因?qū)φJ(rèn)知功能下降的有害影響[20]。因此ApoE-/-小鼠不僅是目前冠心病、AS研究的經(jīng)典模型,在認(rèn)知功能障礙等神經(jīng)退化性疾病領(lǐng)域中也有所應(yīng)用。Goodarzi等對(duì)阿爾茨海默病再生醫(yī)學(xué)動(dòng)物模型的研究認(rèn)為小鼠具有體積小、成本低、適合大樣本研究的優(yōu)勢,并指出轉(zhuǎn)基因小鼠模型有助于研究與阿爾茨海默病相關(guān)基因的功能機(jī)制[15]。
目前,對(duì)于冠心病動(dòng)物模型的制備方法較為成熟,但冠心病繼發(fā)認(rèn)知障礙的制模方法仍在探索中,對(duì)現(xiàn)有相關(guān)模型的制備方法進(jìn)行歸納梳理后發(fā)現(xiàn)多是在成功復(fù)制冠心病模型的基礎(chǔ)上再進(jìn)行認(rèn)知功能的評(píng)價(jià),現(xiàn)將常用模型制備方法介紹如下。
AS的發(fā)生發(fā)展與冠心病密切相關(guān)。有研究顯示在AS狀態(tài)下,體內(nèi)存在微栓塞、腦心輸出量減少、炎癥因子釋放等現(xiàn)象,它們可能與認(rèn)知損傷有關(guān)[21]。通過高脂飼料誘導(dǎo)是目前復(fù)制冠狀動(dòng)脈粥樣硬化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的基礎(chǔ)制備方法。高脂飼料通常是在常規(guī)飼料的基礎(chǔ)上加入適量的膽固醇、豬油、豆油、蛋黃粉等,具體依據(jù)所選動(dòng)物、造模方法及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)而定。研究表明單純高脂飲食很難誘導(dǎo)出AS病變[17],鑒于大鼠本身無膽囊且具有抗AS特性,故選用大鼠建模時(shí),高脂飼料中需添加膽酸鈉(促進(jìn)膽固醇吸收)和丙基硫氧嘧啶(減少對(duì)膽固醇的代謝)[22]。
雖然高脂飼料誘導(dǎo)基本符合人類AS形成過程,但是其用時(shí)長,且難以造出晚期AS病變,因此更多以高脂喂養(yǎng)為基礎(chǔ),聯(lián)合腹腔注射維生素D3、基因改造、冠脈結(jié)扎、機(jī)械損傷、免疫炎癥誘導(dǎo)等方法構(gòu)建冠心病動(dòng)物模型[23]。有研究顯示,給予Wistar大鼠腹腔注射維生素D3(2 mL/kg,連續(xù)3 d,分3次)后,聯(lián)合高脂飼料喂養(yǎng)12周可成功建立冠狀動(dòng)脈粥樣硬化大鼠模型[24]。因人類血管壁中鈣含量與冠心病嚴(yán)重程度呈正相關(guān),維生素D3可增加血鈣濃度致使動(dòng)脈血管壁被破壞,從而加速AS的發(fā)生[25]。盧令慧等研究采用左冠狀動(dòng)脈前降支結(jié)扎術(shù)結(jié)合高脂飲食喂養(yǎng)SD大鼠28 d,通過檢測心電圖、血脂水平、超聲心動(dòng)圖等成功復(fù)制了冠心病氣虛血瘀痰濁的病證結(jié)合動(dòng)物模型,成模率為66.7%[26]。
目前大部分的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物為不同品系小鼠,用其建模可以更好地理解疾病的生物學(xué)基本特性。ApoE-/-小鼠是冠心病基礎(chǔ)研究中最為經(jīng)典的一種轉(zhuǎn)基因小鼠模型,由于其體內(nèi)缺乏ApoE,導(dǎo)致LDL代謝障礙,使得血漿膽固醇濃度顯著升高,是非基因敲除鼠的8倍之多[27]。人和小鼠ApoE的同源性達(dá)70%,即使是給予普通飲食也能誘發(fā)AS,并易致易損斑塊形成,而高脂飲食可加速上述進(jìn)程[28-29]。Li等對(duì)經(jīng)高脂飼料喂養(yǎng)12周的ApoE-/-小鼠取頭臂動(dòng)脈和冠狀動(dòng)脈行病理檢測發(fā)現(xiàn)管腔內(nèi)均有斑塊形成,血清總膽固醇(total cholesterol,TC)、LDL-C水平顯著升高,表明成功復(fù)制了冠心病模型[30]。microRNA的主要功能是通過與其mRNA識(shí)別序列結(jié)合來調(diào)節(jié)靶蛋白轉(zhuǎn)錄后表達(dá),有報(bào)道稱microRNA-1在心臟中過度表達(dá)可導(dǎo)致神經(jīng)元微管損傷[31]。Duan等采用心臟特異性高表達(dá)的microRNA-1轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)小鼠心臟和海馬中的microRNA-1水平均升高,且伴隨著突觸小泡的重新分布和胞吐相關(guān)蛋白表達(dá)的降低[32],這是對(duì)心血管疾病導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙在分子機(jī)制方面作出的探索。
目前經(jīng)冠狀動(dòng)脈結(jié)扎法制作心肌缺血、心肌梗死模型已較為成熟[33]。通過結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支阻斷冠脈供血,造成管腔狹窄或閉塞,進(jìn)而致心肌缺血缺氧甚至壞死,該過程在血流動(dòng)力學(xué)及心肌代謝方面的改變與臨床上冠心病患者心肌缺血及心梗時(shí)的發(fā)病過程較為相似[34]。具體操作為:在呼吸機(jī)支持下將雄性成年SD大鼠麻醉后,于左側(cè)第3、4脅間切口,打開胸腔并撕開心包,輕壓兩側(cè)胸壁,將心臟擠出于胸腔外,用6-0號(hào)線于左心耳下2 mm處結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支,建立心肌梗死模型,造模成功率為83%,術(shù)后24 h存活率為77%[35]。結(jié)扎一段時(shí)間,使冠狀動(dòng)脈再通,即為心肌缺血再灌注模型。既往研究報(bào)道,C57BL/6J小鼠結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈3個(gè)月后(成活率84%)出現(xiàn)了顯著的認(rèn)知障礙,并伴有β-淀粉樣蛋白代謝、凋亡和炎癥的改變,表明心肌梗死后癡呆的可能性增加[36]。
冠脈供血不足會(huì)導(dǎo)致心肌缺血,是冠心病的主要病變基礎(chǔ),短暫缺血會(huì)引起心絞痛,嚴(yán)重缺血可致心肌梗死[37]。心肌功能受損可通過缺氧或代謝底物耗竭引起的改變對(duì)腦、腎、肝等其他灌流器官產(chǎn)生不良影響,認(rèn)知功能減退是心臟功能受損引起神經(jīng)元組織低灌流所致的主要臨床表現(xiàn)之一[38]。異丙腎上腺素(isoprenaline,ISO)是一種人工合成的β受體激動(dòng)劑,可引起心肌過強(qiáng)過快收縮,冠脈發(fā)生痙攣,增加心肌耗氧,出現(xiàn)心肌缺血、壞死等現(xiàn)象,可用于心肌缺血、藥物性心肌損傷、心肌梗死等疾病的模擬,更符合臨床冠心病的病理過程[39]。常用10~120 mg·kg-1·bw-1劑量的ISO連續(xù)兩次或多次對(duì)嚙齒類動(dòng)物進(jìn)行皮下注射制備心肌梗死模型[40]。據(jù)報(bào)道,給予Wistar或SD大鼠連續(xù)2 d(間隔24 h)皮下注射ISO 85 mg·kg-1·bw-1[41]或 100 mg·kg-1·bw-1[42]后,均可見心功能顯著下降、血清心肌損傷標(biāo)志物升高、心肌組織水腫伴炎癥及壞死,表示成功構(gòu)建了心肌梗死模型。有研究者通過對(duì)SD大鼠皮下注射 85 mg/kg ISO和慢性輕度應(yīng)激刺激模擬了心肌梗死后抑郁狀態(tài)的動(dòng)物模型[43]。Tóth等利用ISO成功誘導(dǎo)了Wistar大鼠急性交感神經(jīng)應(yīng)激狀態(tài),并對(duì)大鼠的心臟損傷、神經(jīng)炎癥、腦功能和認(rèn)知行為進(jìn)行了觀察與評(píng)估[44]。幾種常用冠心病繼發(fā)認(rèn)知障礙動(dòng)物模型的比較見表1。
表1 幾種常用冠心病繼發(fā)認(rèn)知障礙動(dòng)物模型的比較Table 1. Comparison of several commonly used animal models of cognitive impairment secondary to coronary heart disease
對(duì)冠心病動(dòng)物模型制備的評(píng)價(jià)方法已基本達(dá)成共識(shí),如高脂飼料誘導(dǎo)所致的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的評(píng)估主要集中在血脂水平和主動(dòng)脈、心肌組織的病理染色上,也有對(duì)心肌損傷標(biāo)志物及炎性因子的血清學(xué)檢測。冠狀動(dòng)脈結(jié)扎法或ISO誘導(dǎo)法所致的心肌缺血、心肌梗死模型評(píng)價(jià)方法主要是心電圖、定量組織學(xué)和血清酶學(xué)等綜合指標(biāo)的測定。
目前對(duì)動(dòng)物認(rèn)知功能的評(píng)估多采用行為學(xué)評(píng)價(jià)方法,也有研究根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕Y(jié)合組織病理學(xué)、影像學(xué)等進(jìn)行判斷。有報(bào)道指出,目前探究動(dòng)物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法以Morris水迷宮為主,Y迷宮、八臂迷宮、主動(dòng)/被動(dòng)回避、跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)等為輔,并且各種新型改良版放射迷宮也在不斷出現(xiàn),研究者可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行合理選用[45]。
3.2.1 Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)
Morris水迷宮是一種研究嚙齒類動(dòng)物空間學(xué)習(xí)和記憶能力的測試裝置,目前被廣泛用于學(xué)習(xí)記憶能力、認(rèn)知障礙、衰老等方面的研究,主要包括定位航行實(shí)驗(yàn)和空間探索實(shí)驗(yàn)兩部分[46]。
王玉選取8周齡ApoE-/-小鼠予高脂飼料喂養(yǎng)12周后,檢測血脂發(fā)現(xiàn)TC、TG、LDL含量明顯增加、HDL明顯減少,HE染色示主動(dòng)脈有明顯的斑塊形成,說明AS建模成功;模型組小鼠的Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)逃避潛伏期與游泳總路程明顯增加、穿越平臺(tái)次數(shù)顯著減少,提示其出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙,且乙酰膽堿酯酶、β-淀粉樣蛋白及相關(guān)炎性因子的表達(dá)顯著增加,成功建立了因AS繼發(fā)的輕度認(rèn)知障礙小鼠模型[47]。Ravindran等以ISO溶液80 mg/kg連續(xù)兩次對(duì)Wistar大鼠行皮下注射,給藥第2 d見心電圖ST段抬高,血漿中乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)和缺血修飾白蛋白(IMA)水平顯著升高,第8 d取心組織行心梗面積測定及HE染色觀察發(fā)現(xiàn)肌原纖維排列嚴(yán)重紊亂、中性粒細(xì)胞大量浸潤,并伴有水腫,說明心肌梗死建模成功;在此期間采用Morris水迷宮和放射臂迷宮測試評(píng)估ISO誘導(dǎo)的心肌損傷對(duì)大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的影響,結(jié)果顯示與假手術(shù)組相比,模型組大鼠需要更多的時(shí)間到達(dá)平臺(tái)且參考記憶錯(cuò)誤數(shù)量顯著增加,表明模型小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力逐漸下降,建立了心梗后的認(rèn)知障礙大鼠模型[48]。
3.2.2 Y迷宮實(shí)驗(yàn)
Y迷宮主要是利用嚙齒類動(dòng)物對(duì)新環(huán)境探索的天性來實(shí)施,以測定它們的空間工作記憶能力,被廣泛用于認(rèn)知功能減退、趨向性、空間學(xué)習(xí)記憶等領(lǐng)域[49]。
有研究對(duì)SD大鼠連續(xù)高脂飼料喂養(yǎng)10周,期間分3次給予維生素D3腹腔注射(第1周60萬 IU/kg、第3周10萬 IU/kg、第6周10萬IU/kg),第10周末取材檢測發(fā)現(xiàn)大鼠血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、LDL升高,油紅O和HE染色可見斑塊形成、主動(dòng)脈管壁增厚、平滑肌細(xì)胞排列紊亂、數(shù)量增加,說明AS造模成功;持續(xù)4周的有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后行Y迷宮實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示模型組大鼠空間識(shí)別能力和工作記憶能力受損,與對(duì)照組相比,在空間識(shí)別實(shí)驗(yàn)中進(jìn)入新異臂次數(shù)減少、停留時(shí)間縮短,同時(shí)取腦海馬組織檢測顯示海馬代謝異常以及突觸可塑蛋白表達(dá)受損[50]。Koji Ito等通過對(duì)10周齡的ICR小鼠行左冠狀動(dòng)脈結(jié)扎制備心肌梗死模型,術(shù)后1周和4周行超聲心動(dòng)圖示心肌梗死組小鼠的左心室內(nèi)徑明顯小于假手術(shù)組,并通過行Y迷宮測試評(píng)價(jià)其認(rèn)知功能,發(fā)現(xiàn)心肌梗死組小鼠的自發(fā)交替次數(shù)顯著低于假手術(shù)組小鼠,表明心肌梗死模型小鼠的空間工作記憶能力下降,出現(xiàn)認(rèn)知障礙,并且下丘腦和海馬區(qū)的腦Sigma-1受體(S1R)表達(dá)降低,而S1R的減少在精神障礙的發(fā)病機(jī)制中起重要作用[51]。
3.2.3 主動(dòng)/被動(dòng)回避實(shí)驗(yàn)
回避實(shí)驗(yàn)是利用動(dòng)物的喜暗惡光(明暗穿梭)、對(duì)厭惡刺激(如足電擊)的恐懼和記憶而建立起來的,用來評(píng)估嚙齒類動(dòng)物的空間學(xué)習(xí)記憶能力,主要是反應(yīng)皮質(zhì)功能[52]。主動(dòng)位置回避是指動(dòng)物在一個(gè)緩慢旋轉(zhuǎn)的圓形舞臺(tái)中有某一固定的電擊區(qū)域,若動(dòng)物進(jìn)入該區(qū)域則會(huì)受到輕微電擊,動(dòng)物通過學(xué)習(xí)避免進(jìn)入該區(qū)域,研究者通過對(duì)電擊次數(shù)、回避所需時(shí)間及運(yùn)動(dòng)路徑等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄以評(píng)估認(rèn)知功能情況[53]。被動(dòng)回避測試中的避光實(shí)驗(yàn)是利用嚙齒類動(dòng)物喜暗特性,實(shí)驗(yàn)時(shí)將動(dòng)物放入一個(gè)由明、暗兩室組成的裝置中,當(dāng)其由明室進(jìn)入暗室時(shí)即會(huì)遭受一次電刺激令其返回明處,從而獲得記憶的訓(xùn)練,之后間隔24或48 h記錄動(dòng)物從明室進(jìn)入暗室的間隔時(shí)間(即潛伏期)和電擊次數(shù),潛伏期越長、受電擊次數(shù)越少表示學(xué)習(xí)和記憶力越好[54]。
有研究為了探究心肌梗死與認(rèn)知功能減退及血管性癡呆的關(guān)系,對(duì)5~6月齡的雄性C57BL/6小鼠進(jìn)行左冠狀動(dòng)脈結(jié)扎成功建立心肌梗死小鼠模型,4周后通過主/被動(dòng)回避實(shí)驗(yàn)對(duì)小鼠進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶能力評(píng)估,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與假手術(shù)組相比,心肌梗死小鼠的被動(dòng)回避潛伏期顯著減少,主動(dòng)回避潛伏期增加,說明心肌梗死后C57BL/6小鼠的記憶明顯受損、認(rèn)知功能減退[55]。
3.2.4 新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)
新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)是根據(jù)動(dòng)物對(duì)熟悉物體和新異物體探索時(shí)間的長短來檢測其識(shí)別記憶能力的方法。實(shí)驗(yàn)主要分為適應(yīng)期、 熟悉期和測試期三個(gè)階段。適應(yīng)期時(shí)將動(dòng)物放入沒有任何物體的實(shí)驗(yàn)裝置中,使其自由探索并適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境;熟悉期是將兩個(gè)完全相同的物體放入,記錄動(dòng)物與其接觸的情況;測試期是將其中一個(gè)熟悉物體換成新物體,觀察并記錄動(dòng)物對(duì)它們的探索時(shí)間,把探索新物體和熟悉物體所用的時(shí)間分別記為TN和TF,并計(jì)算識(shí)別指數(shù)(recognition index,RI),即RI= TN/(TN+TF)×100%,最后通過上述指標(biāo)評(píng)估動(dòng)物的認(rèn)知記憶能力[56],當(dāng)被測試動(dòng)物未遺忘環(huán)境中見過的熟悉物體,便會(huì)用更多的時(shí)間探究未見過的新物體,在熟悉物體上的探索時(shí)間就越短。
Hovens等用冠脈前降支結(jié)扎法制備心肌缺血再灌注模型,術(shù)后2周(成活率72%)對(duì)Wistar大鼠進(jìn)行認(rèn)知行為測試,新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)及Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)皆表明大鼠的空間記憶、學(xué)習(xí)能力下降[57]。
3.2.5 其它評(píng)估方法
認(rèn)知障礙的病因相當(dāng)復(fù)雜,其涵蓋了認(rèn)知功能下降、輕度認(rèn)知功能障礙到癡呆的整個(gè)疾病過程,在動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)上,除上述認(rèn)知行為學(xué)的測評(píng)外,部分病理學(xué)及影像學(xué)的改變亦可作為提示。阿爾茨海默病的病理表現(xiàn)主要有細(xì)胞外淀粉樣蛋白沉積、神經(jīng)纖維纏結(jié)以及神經(jīng)元數(shù)目減少等[58]。Bereczki等實(shí)驗(yàn)研究顯示ApoB-100轉(zhuǎn)基因小鼠在高脂飲食喂養(yǎng)18周后主動(dòng)脈血流量減少了25%,并在其海馬、大腦皮層和下丘腦中發(fā)現(xiàn)了廣泛的神經(jīng)元死亡和淀粉樣斑塊,磁共振成像顯示小鼠第三腦室和側(cè)腦室增大,提示ApoB-100的過表達(dá)與神經(jīng)退行性病變有關(guān)[59]。Yuan等制備SD大鼠急性心肌缺血再灌注模型,術(shù)后3 d HE病理染色可見大鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元損傷嚴(yán)重、排列紊亂,表明神經(jīng)細(xì)胞凋亡,免疫組化示小膠質(zhì)細(xì)胞活化,八臂迷宮實(shí)驗(yàn)示工作記憶錯(cuò)誤次數(shù)增加,說明心肌缺血再灌注大鼠存在認(rèn)知功能障礙[60]。
目前冠心病的模型制備方法較為成熟,如AS、心肌缺血、心肌梗死等疾病狀態(tài)的動(dòng)物模型制備均有多種方法可供選擇,但檢索文獻(xiàn)并歸納整理后發(fā)現(xiàn)冠心病繼發(fā)認(rèn)知障礙的動(dòng)物模型尚無穩(wěn)定或較為公認(rèn)的制備方法。如今常用的構(gòu)建方法是首先按照常用的、可靠的模型建立方法成功制作出冠心病的動(dòng)物模型,然后通過嚙齒類動(dòng)物行為學(xué)檢測方法篩選出所需的認(rèn)知障礙模型,但這可能存在成功率偏低、評(píng)估方法不統(tǒng)一的問題。
在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇上,從冠心病和認(rèn)知障礙疾病領(lǐng)域來看,雖然非人靈長類動(dòng)物是理想的動(dòng)物來源,但是由于價(jià)格高昂、獲取來源不便、實(shí)驗(yàn)條件較高,在實(shí)際操作中可行性并不高;而嚙齒類動(dòng)物因其操作方便、來源可靠、可大規(guī)模復(fù)制,故被廣泛使用。在模型的制備上多根據(jù)研究目的及研究疾病的病理特征來選用,如由心肌梗死引起的認(rèn)知障礙中,用冠狀動(dòng)脈結(jié)扎法在大鼠上建立模型已較為成熟,且可供使用的評(píng)估方法可行性強(qiáng)。
需要指出的是,目前對(duì)認(rèn)知障礙的評(píng)判方法還多集中在動(dòng)物行為學(xué)的測評(píng)方面,因此存在一定的局限性。因人類的認(rèn)知功能本就復(fù)雜,單純的行為學(xué)測試不足以完全表達(dá),必要時(shí)應(yīng)結(jié)合先進(jìn)的神經(jīng)電生理技術(shù)、影像學(xué)、組織病理學(xué)等方法綜合評(píng)估。此外,由于研究者關(guān)注的重點(diǎn)是冠心病繼發(fā)認(rèn)知障礙,因此并不能使用冠心病模型疊加認(rèn)知障礙模型,即所謂的復(fù)合模型,這種先制備出冠心病模型,再用其他措施誘導(dǎo)出認(rèn)知障礙的方法不符合研究目的,也無法展示疾病本身的病理過程。理想的動(dòng)物模型應(yīng)是與臨床發(fā)病機(jī)制切合,且來源易獲取、可操作性強(qiáng)、成本適宜的。因此探索開發(fā)穩(wěn)定可靠、重復(fù)性好、成模率高的冠心病繼發(fā)認(rèn)知障礙的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛯?duì)該病的研究具有重要的意義。未來應(yīng)加強(qiáng)基于臨床特征的并病動(dòng)物模型的研發(fā),對(duì)于新藥研發(fā)及深入認(rèn)識(shí)疾病的病理生理機(jī)制非常重要。