改良二血管阻斷加低血壓法制作大鼠全腦缺血再灌注模型

武釗 黃偉青 文銳玲 黃瑞嬌 郭蘭英 洪妙玲 劉佩儀

改良二血管阻斷加低血壓法制作大鼠全腦缺血再灌注模型

武釗 黃偉青 文銳玲 黃瑞嬌 郭蘭英 洪妙玲 劉佩儀

目的探討二血管阻斷加低血壓法建立大鼠全腦缺血再灌注模型制作方法的改良，以增加鑄模的成功率。方法21只SD大鼠隨機分為實驗組16只，對照組5只。實驗組采用改良二血管加低血壓法制模，對照組不做任何處理;對實驗結果進行統計，計算出存活例數和死亡例數之后開顱取大腦組織進行形態學檢查，再根據檢查結果統計出造模成功率。結果16只大鼠中均無死亡現象，2只缺血效果不佳，造模成功率87.5%。經HE染色后可觀察到實驗組與對照組相比腦組織出現大量神經元壞死，胞漿濃縮，核固縮現象。結論改良的二血管阻斷加低血壓法可以有效的降低造模的死亡率，能夠較好的建立大鼠全腦缺血再灌注模型，對腦復蘇的進一步研究提供良好實驗基礎。

二血管阻斷加低壓法;全腦缺血再灌注模型;有創血壓

目前針對心肺腦復蘇的保護機制及其方法的研究越來越得到重視，通過全腦缺血再灌注模型模擬心跳驟停，而建立有效的、穩定的全腦缺血再灌注模型是實驗研究的基礎。目前國內廣泛采用的是Pulsinelli四血管閉塞法制模［1］，但是其制模過程復雜、成模效果差及死亡率高。為提高制模的成功率本實驗參照國外推薦的二血管阻斷法加低血壓法［2］建立缺血模型，并在原有基礎上融入靜脈留置針插管技術［3］進行改良，制模的成功率有了較大的提高，為進一步的深入研究提供良好實驗基礎。

1 材料與方法

1.1 分組與材料

1.1.1 實驗動物與分組 健康的成年SPF級SD大鼠21只，雌雄不限，體質量230～280g，隨機分為實驗組16只與對照組5只。

1.1.2 材料 BL-420生物機能試驗系統由四川泰盟科技有限公司生產、一次性靜脈留置針(規格24G×3/4，0.7×19mm)由貝朗醫療上海國際貿易有限公司生產、微型鋼絲止血夾由廣州祥鴻醫療設備有限公司提供;三通管、連接器等。

1.2 實驗方法

1.2.12 %戊巴比妥鈉(40mg/kg)腹腔注射麻醉，取仰臥位固定。用手術刀切開右側股動脈處皮膚，在切口處可看見神經與股動、靜脈伴行，白色為神經、鮮紅色為股動脈、暗紅色為股靜脈。準確分離股動脈后以絲線結扎遠心端，再穿2根線備用。待股動脈充盈10～15min。滴加生理鹽水以保持組織濕潤。

1.2.2 頸正中切口，分離雙側頸總動脈后穿線備用。

1.2.3 待股動脈充盈后，用微型動脈夾夾閉股動脈近心端，采用靜脈留置針行動脈插管，后以絲線固定，將留置針和已充滿肝素的三通管、連接管與BL-420F生物機能記錄系統連接。撤下動脈夾，通過三通管注射肝素150IU/kg達到全身肝素化。

1.2.4 保證股動脈到壓力傳感器的接頭相通連，通過生物機能記錄系統監測動脈血壓。通過三通管回抽血液至平均動脈壓達30～40mm Hg，然后用微型動脈夾夾閉雙側頸總動脈，進入缺血期，并觀察眼球顏色變化及呼吸狀況。

1.2.5 缺血15～25min后移去微型動脈夾去除雙側頸總動脈的夾閉，回輸血液，此為再灌注期，本實驗再灌注期時間為120min。

1.2.6 斷頭后開顱取大腦組織置于4%多聚甲醛液中固定。將大腦頭頂前后按1∶3∶1的比例沿冠狀面切為三分，取中間的3/5用來制作石蠟切片;用蘇木素-伊紅(HE)染色，光鏡觀察實驗組與對照組頂葉皮層和海馬區的形態學變化。

2 結果

2.1 實驗組16只大鼠無一死亡，14只鑄模成功，2例成模效果不佳，成功率為87.5%。

2.2 大腦組織外管病理變化 對照組大鼠腦組織無腫脹，腦溝腦回清晰，皮層顏色較紅潤;淺表血管豐富，充盈好，鮮紅，實驗組大鼠腦組織有明顯腫脹，腦溝腦回表淺，皮層顏色蒼白。表面血管塌陷，血流少。其中部分出現血液無復流的現象。如圖1-2。

圖1 對照組大鼠腦組織

圖2 實驗組大鼠腦組織

2.3 大腦組織顯微鏡下的病理變化 經HE染色后在光學顯微鏡下觀察海馬組織及神經元細胞。對照組大鼠神經元細胞排列規則、整齊，胞漿豐富，核呈圓形，核仁清楚;而實驗組大鼠腦組織病理改變明顯，可見大量神經元變性壞死，排列紊亂，神經元胞漿濃縮，胞核固縮，核仁不清。

圖6 實驗組大鼠神經元細胞(HE染色，400×)

圖5 對照組大鼠神經元細胞(HE染色，400×)

3 討論

由于心臟驟停而引起的腦組織缺血缺氧損傷嚴重的威脅人類健康，因此相關研究也引起了專家學者的重視。目前文獻報道大多以腦的急性缺血再灌注為實驗研究基礎［4］，如何建立有效、可行的動物實驗模型是進行后續實驗的關鍵。

本實驗選用由Smith等［5］提出的二血管阻斷加低血壓法制模，并在原有的基礎上進行創新改進，融入靜脈留置術與三通管，解決了傳統方法的以下問題:1.由于需要監測血壓，所以必須行動脈插管術，但由于大鼠血管細小、管壁薄等特點，傳統方法使用頭皮針時，在進針過程中針尖過于鋒利，很容易出現血管穿破、斷裂的現象;而本實驗選用靜脈留置針，由于其特殊的構造(針套、外套管、針芯和肝素帽四個組成部分)可有效的避免類似意外的發生。在進針后4～5mm處即可把內針芯拔掉，進行結扎固定。2.在成功建立動脈插管后，對頸靜脈進行血液回抽以及頸動脈夾閉時，大鼠麻醉如果不是非常完全，很可能出現由于大鼠掙扎而導致插管與動脈結扎處的結扎線松動致動脈插管滑出或插破血管等意外;而采用靜脈留置針，其插入血管內的部分為橡膠套，質地柔軟、圓鈍，不易松動或插穿血管。3.傳統的方法是做頸靜脈的插管抽放血液，這樣增加一條血管的損傷無疑會加大對大鼠自身的傷害，在加上大鼠血管插管本身就具有相當的難度，如此就進一步增添了實驗的復雜性;本實驗則選擇引入三通管，由三通管連接生物換能器、留置針、注射器，通過三通管實現血液的抽放、回輸以及血壓的監測。

近年來，出現了多種針對建立全腦缺血再灌注模型的實驗方法，包括:四血管阻斷法、頸動脈負壓分流法、三血管阻斷法、二血管阻斷加低血壓法、改良的Pulsinelli四血管閉塞法等，每種方法都具有各自的優勢與不足，根據不同實驗需要選擇合適的方法尤為重要。本實驗選用的二血管阻斷加低壓法具有手術過程簡單、成模效率高、易于建立再灌注、更符合血液流變學的要求等特點，除此外各鼠出現腦梗死范圍也較一致，故常用于模擬臨床上休克、心功能不全、腦血管嚴重狹窄或阻塞合并血液低灌注引起的腦循環障礙造成不同程度的腦組織缺血損傷。對探討缺血性腦損傷的發病機理，評價抗腦缺血藥物的療效有較高的價值［6］。

本研究實驗組16只大鼠無一例死亡，僅2例制模效果不佳，造模成功率達87.5%。觀察其結果可較好地模擬臨床上因心臟驟停造成的全腦缺血損傷和循環抑制導致的大腦低灌注狀態。

以上研究結果表明，改良的二血管阻斷加低壓法建立全腦缺血再灌注模型有較高的成功率，并且操作簡單、重復性性好，可為腦缺血的深入研究提供良好實驗基礎。

［1］PulsinelliWA，JamesB，BrierlyM.A newmodelofbilateral ischemia ln the unanesthetized rat.Stroke，1979，10(3):267-272.

［2］周光新，高誠，徐平.人類疾病動物模型復制方法學.上海:上海科技文獻技術出版社，2008:160.

［3］梁成結，朱志榮，謝文鋒，等.用靜脈留置針插大鼠股動脈建立有創監測血壓模型.熱帶醫學雜志，2010，10(7):794-796.

［4］Hidenori Endo，Hiroshi Kamada，Chikako Nito，et al.Mitochondrial Translocation of p53Mediates Release of Cytochrome c and Hippocampal CA1Neuronal Death after Transient Global Cerebral Ischemia in Rats.J Neurosci，2006，26(30):7974-7983.

［5］Smith M L，Bendek G，Dahlgren N，et al.Models for studyinglongterm recovery following forebrain ischemia in the rat.2.A 2-vessel occlusion model.Acta Neurol Scand，1984，69(6):385.

［6］張綦慧，張允嶺，陳志剛，等.腦缺血動物模型研究進展.遼寧中醫雜志，2001，37(8):1618-1619.

Improvement of two vessel occlusion plus hypotension method in global brain ischemia model of rats

WU Zhao，HUANG Wei-qing，WEN Rui-ling，et al.The First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University，Guangzhou 510288，China

ObjectiveTo establish the global cerebral ischemia/reperfusion model by the means of two vessel occlusion add hypotension，study changes of the global cerebral structure in rats.To provide conditions for the research of further nerve protection in the recovery of brain.MethodsEstablish the global cerebral ischemia-reperfusion model in 16SD rats by two-vessel occlusion plus hypotension.Calculate the number of alive cases and death cases，and make a craniotomy for cerebral tissue from morphological observation at the end of the experiment.Results14rats modeling success of the 16rats，whose success rate was 87.5%.Obvious pathological lesions of nerve cells including neuronal necrosis，concentrated neuronal cytoplasma and karyopycnosis are observed in global cerebral ischemia-reperfusion rats.ConclusionThe two vessel occlusion plus hypotension method has a steady effect and a lower mortality of modeling.It can better establish global cerebral ischemia/reperfusion model of in rats，which can provide a good experimental basis for the recovery of the brain research.

Two vascular occlusion;The global cerebral ischemia/reperfusion;Invasive blood pressure monitoring

廣州市大學生科技創新實踐項目基金與廣州市大學生特色項目基金(項目編號:2011-06)

510120廣州醫學院第一附屬醫院

黃偉青