高血壓病動物模型的研究進展及評價＊

吳兵兵，吳帆，何易曉，馮強綜述，劉紅，鄭倩審校（.川北醫學院臨床醫學院，四川南充 637000；.川北醫學院機能實驗中心，四川南充 637000）

高血壓病是全世界人民面臨的健康威脅，也是心腦血管疾病最主要的危險因素，腦卒中、心肌梗死、心力衰竭及慢性腎病是其主要并發癥。全球范圍內的高血壓患病率高達10%～20%。相關調查數據顯示，國內18歲以上成年人高血壓患病率為18.8%，目前國內有2億以上的高血壓病患者，約占全球高血壓病總例數的20%，且每年新增患者約1000萬例［1－2］。國內外學者一致認為高血壓病發病與遺傳因素、后天環境因素均密切相關，由多種因素導致正常血壓調節機制失代償所造成。由于詳細病因與病理機制尚未闡明，因此，高血壓病及其并發癥的相關研究仍是醫學領域研究的熱點，而動物實驗模型的建立為相關科學研究提供了很好的途徑。本研究通過分析、綜合國內外近10年來有關高血壓病動物模型研究的主要文獻資料，對各類高血壓病動物模型的特點、機制進行綜述及評價。

1 高血壓病動物模型概述

高血壓病動物模型通常分為急性實驗模型和慢性實驗模型，常用實驗動物為大鼠、狗、貓和家兔，少數研究使用猴復制模型。急性動物模型可以通過直接影響動物的神經和體液因素使血壓快速升高，但此類模型不適宜做長期研究。慢性動物模型可以通過改變遺傳性狀而獲得，也可以通過一定手術和其他干預措施建立如腎型、內分泌型、神經源型和飲食型等高血壓病動物模型。

2 遺傳性高血壓模型

2.1 自發性高血壓大鼠（SHR）及其亞型 SHR 以其在鈣代謝方面存在多種缺陷為特征，在發病機制、對鹽敏感性、外周血管阻力變化、高血壓并發癥等方面與人類原發性高血壓極其相似，是目前國際公認的高血壓病研究理想模型。相關研究表明，SHR 在病程中也會出現心肌肥大、外周阻力增高、腎素－血管緊張素（RAS）系統激活、血壓升高等變化，晚期也會發展成更為嚴重的心肌肥大和充血性心力衰竭［3］。SHR 并發癥主要累及心、腦、腎等器官，如心力衰竭、腦梗死、腎功能衰竭等。SHR 在研究高血壓病理、生理、藥理等方面具有重要的價值，是目前應用最廣泛的高血壓病動物模型［4］。

SHR 以Okamoto培育的突變系－SHR 應用最廣泛，該種大鼠不但高血壓病病理、病程變化與人類相似，且無明顯原發性腎臟或腎上腺損傷。腦卒中SHR 病理改變與人類相似，出生不久便產生嚴重高血壓，10～15周時血壓超過200mm Hg，卒中率達90%以上，該品種大鼠是用死于卒中的SHR 子代交配產生。心肌缺血性大鼠可以自發產生缺血性心臟病，導致心肌梗死［5］。SHR 用于科研和實驗研究方便，且影響因素少，可作為高血壓病動物模型的首選。但該大鼠的培育條件要求高，所需時間長，故造價成本高，并不是所有實驗室都有條件使用。而且在研究高血壓這一單一因素引起全身器官改變方面時，存在局限性。

2.2 轉基因高血壓動物模型自1980年Gorden首次獲得轉基因小鼠以來，轉基因技術得到迅速發展，這一技術對生命科學的發展具有全局性的影響。轉基因動物模型是將外源基因轉入受體動物，選育出能表達與人類疾病相似癥狀的動物。此種動物只產生單一癥狀，更接近患者癥狀，且均為外源基因所致，可為遺傳病研究提供理想的動物模型，便于對疾病的機制進行深入研究。

Mullins于上世紀九十年代采用顯微注射法將小鼠DBA／2JR－2腎素基因（Ren－2）轉入大鼠體內，成功地建立了一種新的高血壓大鼠模型：該模型1月齡時血壓顯著升高，2月齡時平均動脈壓達健康對照組大鼠血壓的2倍。且該模型常伴有心臟、血管和腎臟等器官的并發癥，適用于高血壓并發癥的相關研究。

3 腎性高血壓動物模型

高血壓患者中，腎源性高血壓所占比例較大。通過復制腎性高血壓動物模型，能夠為臨床腎性高血壓的研究建立理論依據。

3.1 腎血管性高血壓動物模型單側或雙側腎動脈的主干或其分支狹窄，使腎血流量減少，導致腎缺血，進一步激活RAS系統，為繼發性高血壓最常見的病因［6－7］。手術方式主要有兩腎一夾法、一腎一夾法和雙腎雙夾法。楊志華等［8］采用雙腎雙夾法研究結果表明，術后1月腎血管性高血壓的發病率為100%。國內研究者一般采用手術方法，使兩側腎動脈狹窄1／4～1／3，因為過度狹窄會造成惡性高血壓，極易導致動物死亡。降壓藥對該模型與臨床腎性高血壓病的效果相同，也能彌補SHR模型某些方面的不足，且該模型動物容易獲得、成本較低。

3.2 腎外包扎性高血壓動物模型奇錦峰等［9］行腎動脈結扎術，建立腎動脈狹窄性模型猴，結果均顯示4周后血壓升高達峰值（收縮壓、舒張壓均升高50%以上），隨后稍有下降（幅度約為10%），用腎血流量直接檢測法發現輕度或中度腎動脈縮窄引起的高血壓，腎血流量的減少僅為暫時性的。隨著側支循環的建立，腎血流量即可恢復到正常范圍，因此，灌注減少只是促進因素，還有其他機制引起腎動脈縮窄性高血壓，該方法還有很多可改進之處。

4 神經源性高血壓動物模型

通過改變動物的神經系統功能與結構，如直接刺激中樞神經系統使血壓升高，稱為神經源性高血壓動物模型。此類動物模型為高血壓的病因研究提供了接近生理狀態的動物模型。Reis將中樞神經系統功能紊亂導致的高血壓稱之為“神經源性高血壓”。有關神經源性高血壓的發病機制，目前以Jannetta提出的延髓左側（RVLM）受血管壓迫所致最為人們接受。沈加林等［10］利用影像單成像技術，壓迫狗的神經血管，建立了神經源性高血壓犬的模型；張曉華等建立犬神經源性高血壓動物模型，研究結果證明延髓左側第Ⅸ、Ⅹ顱神經根入腦干區動脈壓迫可能是原發性高血壓發生的原因。1979年Segal利用自身設計的神經血管壓迫模擬儀壓迫貓的延髓左側腹外側喙端，引起了貓的心排出量的顯著增加。張榮偉等采用自身股靜脈植入中樞神經系統內，可使平均動脈血壓最大升高90%以上；盧明等利用犬成功制作了適用于長期觀察和研究的慢性神經源性高血壓動物模型，該模型手術后1～2周內血壓升高，也能通過再次手術使血壓逐漸恢復到正常水平。楊興凱［11］通過血管搏動性壓迫頸動脈鞘內脫髓鞘迷走神經建立了神經源性高血壓家兔動物模型。

雖然神經源性高血壓動物模型為研究神經源性高血壓的形成和進展提供了實驗學基礎和新的實驗方法，對了解高血壓的發病機制及危險因素有一定的價值，但是此類動物模型所需手術的操作過程復雜，技術難度大，動物病死率高，成功率低，所以并不適宜做大面積的推廣。

5 飲食誘導性動物模型

高血壓是基因遺傳和環境因素相互作用的結果，長期飲食不當也可能導致人類血壓升高。動物長期飲食不當誘導形成的高血壓動物模型，以高鹽飲食誘導為主。

5.1 高鹽致高血壓動物模型鹽的攝入在高血壓的形成中起著關鍵的作用。鹽敏感性高血壓大鼠模型可用感覺神經損傷、Dahl種、醋酸脫氧皮質酮和部分腎切除等方法建立。（1）辣椒辣素是茄科植物辣椒中的主要成分之一，是一種未飽和的酰胺衍生物。其生物效應是可刺激感覺神經，引起降鈣素基因相關肽（CGRP）和P物質的釋放。將乳鼠用辣椒辣素處理后再給予高鹽飲食，可使動物血壓升高。（2）鹽敏感性高血壓大鼠的實驗表明攝鹽量的確與高血壓發病相關，而決定遺傳性鹽敏感性的病變可能在腎臟，該模型無需進行手術和專門給藥，只需在其生長過程中給鹽即可。（3）Selye等實驗證明醋酸脫氧皮質酮能夠使大鼠產生高血壓癥狀。如果只給予醋酸脫氧皮質酮或腎組織部分切除而不給鹽，不會產生高血壓。（4）Carlstrom 等［12］報道單側腎臟切除大鼠結合長期高鹽飲食能誘導出鹽敏感性高血壓大鼠模型。Supowit等［13］和Katki等［14］發現CGRP和P物質在部分腎切除鹽敏感性高血壓模型中有反向調節的作用。目前，多以鹽敏感性高血壓大鼠作為鹽與高血壓相關性研究的動物模型，該模型缺點是手術可能影響動物的正常生理功能。

5.2 高嘌呤或高糖致高血壓動物模型嘌呤在人體內最終分解代謝產生尿酸。相關文獻報道顯示，給大鼠喂食添加有高嘌呤食物的飼料，會導致大鼠血尿酸顯著升高［15］。張奇等［16］用清潔級SD 大鼠建立了高嘌呤高血壓動物模型，通過模擬人類不良生活方式，能夠使大鼠血壓輕、中度升高，研究結果表明，長期食用高嘌呤食物，將會造成大鼠代謝紊亂，大鼠不但血壓升高，其肝功和腎臟功能也將受到明顯影響。提示高血壓患者合理飲食是必要的。血糖長時間升高，可誘導大鼠產生胰島素抵抗和高胰島素血癥，繼而導致血壓升高，這在許多2型糖尿病模型大鼠復制中都得到證實［17］。高血糖導致高血壓的機制十分復雜，可能原因包括胞內鈣離子濃度升高、血管平滑肌張力改變、交感神經活性增高等。該類模型可廣泛應用于高血壓合并胰島素抵抗的研究。

6 應激性高血壓動物模型

應激性高血壓大鼠的造模過程接近于人類應激性高血壓過程，且造模容易、可重復性高。

6.1 電脈沖結合噪音刺激研究者采用一定頻率的電脈沖或聲波長期刺激動物機體，引起實驗動物情緒緊張，中樞神經活動加強，最終導致血壓升高。王秀清等［18］采用足底隨機電脈沖結合噪聲的復合刺激，誘導出慢性應激性高血壓動物模型，但是該模型穩定性較差，而且成模率低。在此基礎上，汪大偉等［19］進一步改進了該實驗方法，通過電腦控制電、聲波刺激大鼠，使模型穩定性、模型質量和成模率都顯著提高。韓運峰等［20］采用了固定懸吊法，每天固定懸吊9h連續2d，該方法在建立急性高血壓動物模型時效果顯著。李漫松和趙華［21］選取wistar雄性大鼠，給予頻率不定、持續時間有異的電擊足底結合噪聲刺激，1h后大鼠股動脈插管法測得大鼠血壓與實驗前比較差異無統計學意義（P＜0.05）；15d后大鼠血壓均達150 mm Hg以上，與實驗前比較差異有統計學意義（P＜0.05），表明應激性高血壓大鼠模型制備需要時間較長。

6.2 冷刺激石紅梅等［22］選用雄性SD 大鼠，每天將動物置于（4±1）℃的暴露箱中4h；用RBF－1型大鼠血壓測量儀測量大鼠心率及血壓，結果顯示，2周后應激組大鼠血壓開始明顯升高，且隨著暴露時間延長持續升高，6周達最高。

總之，應激性高血壓大鼠的造模以電擊足底復合噪聲刺激的方法成功率高，使用廣泛。此法所引起的高血壓屬早期可逆性高血壓，絕大多數大鼠的血壓在應激停止后4～12d都恢復正常［23］。

7 總結與展望

以上各類動物模型的制作，主要從遺傳性、環境性、手術性、藥物性等方面著手。在已成功建立的各種模型中，遺傳性模型與原發性高血壓患者病理機制最為接近，可以較好地模擬臨床，但不易取得成功。環境性高血壓動物模型，簡便易行，容易獲得，但其模型的建立需要較長的時間，且受外來因素影響較大。手術性高血壓動物模型的建立簡便、需要時間較短，但屬于有創實驗且受外在因素影響較大，與人類原發性高血壓有一定差異。藥物性高血壓動物模型的建立簡便易行，但受藥物的濃度、劑量的不同而對結果產生不同的影響，所以，此種動物模型對于藥物劑量、濃度，以及藥物的選擇較為嚴格，是實驗成功的關鍵。

綜上所述，高血壓病動物模型的研究仍處于發展階段，以SHR為典型的實驗模型，在高血壓病發病機制及防治的研究中起到了重要作用，其他如神經源性、腎性和飲食型等慢性高血壓動物模型，雖然與人類原發性高血壓存在明顯的臨床差異，但對其他各型高血壓和降壓藥物的療效研究具有十分重要的意義。

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