建立急性腎功能衰竭實驗動物模型的研究進展

梁自豪，徐　強,2，陳臻毅，饒軍華,2

(1.廣東藍島生物技術有限公司，廣東 廣州　510555；2.廣東省昆蟲研究所 廣東省野生動物保護與利用公共實驗室，廣東 廣州　510260)

建立急性腎功能衰竭實驗動物模型的研究進展

梁自豪1，徐強1,2，陳臻毅1，饒軍華1,2

(1.廣東藍島生物技術有限公司，廣東 廣州510555；2.廣東省昆蟲研究所 廣東省野生動物保護與利用公共實驗室，廣東 廣州510260)

摘要：對近年國內外通過使用實驗動物制備急性腎功能衰竭疾病模型，及進行的病理學及臨床前藥理學等的相關研究進行總結和歸納，以期為急性腎功能衰竭的實驗研究提供一定的思路和參考。

關鍵詞：急性腎損傷；模型,動物

急性腎功能衰竭(acuterenalfailure，ARF或acutekidneyinjury，AKI)是由多種因素引起，并使雙側腎臟的正常泌尿功能在較短時間內發生障礙，導致泌尿系統乃至機體內環境出現嚴重紊亂的病理過程[1-3]。ARF臨床可表現為腎小球濾過率突然或持續下降，并使含氮內物質在體內滯留，水、電解質和酸堿失衡，同時出現相關并發癥[2,4-6]。ARF多種因素可引發急性腎衰，常見的有血容量減少、心排血量降低、腎血流動力學改變、腎動脈機械性阻塞等[7-8]。

近年來國內外的基礎實驗研究中，常用小鼠、大鼠、兔、豬等實驗動物制備ARF模型，以下對各種制備方法進行分類歸納。

1缺血性ARF模型

1.1手術方法手術方法主要指通過機械方法使腎臟缺血，最終引起腎小管上皮細胞損傷，從而使動物發生急性腎衰竭臨床癥狀。主要有擠壓腎臟、阻斷腎血流、切除腎組織等方法。

劉付捷等[9]用無損傷微動脈夾夾閉雄性昆明小鼠雙側腎蒂45min后，移動動脈夾后雙側可見腎臟血流由紫黑色轉為鮮紅色。于術后24h處死小鼠，眼球取血，摘除腎臟并進行病理學分析。結果顯示，ARF模型組血清肌酐和尿素氮均高于假手術組，免疫組化結果顯示ARF模型組Caspase-1表達的強度與廣度均高于假手術組。

鄒飛等[10]切除Wistar大鼠右腎后夾閉左腎動脈，45min后移除動脈夾恢復血流灌注，分別于術后24、48h處死大鼠，處死后立即從下腔靜脈采血3mL用于檢測腎功能指標，繼而分離大鼠左腎，制成病理切片并進行HE染色和PASM染色。腎功能指標檢測結果表明，與對照組相比，兩時間點的ARF模型組血清肌酐和尿素氮濃度均得以升高。HE染色和PASM染色顯示，對比對照組，模型組腎組織可見大量腎小管上皮細胞腫脹、空泡變性、部分上皮細胞呈刷狀緣扁皮、皺縮、脫落、核深染、裸露，嚴重可見細胞大片壞死、脫落、基底膜不完整。這種方法制備的腎衰模型具有較高的成功率，手術難度處于可控范圍內，可以較穩定地制備大鼠缺血再灌注腎衰模型。

王恒進等[11]對健康雜交家豬行盲腸結扎加穿孔和腎動脈夾閉術，具體為游離右腎并結扎切除，在左腎蒂加一無創傷性血管夾，夾閉60min后移去血管夾恢復血供，術后在股動、靜脈置管以檢測平均動脈壓及采集血液。結果發現與對照組相比，ARF模型生命體重出現明顯下降，血清肌酐、尿素氮、丙氨酸轉氨酶、天冬氨酸轉氨酶等指標均有明顯的升高，且部分指標甚至達到致死水平，心功能出現障礙，此外，胃腸系統、血液系統、呼吸功能等皆出現紊亂。本模型制作簡易，易于復制，各功能損傷情況顯著，可以很好地模擬ARF的臨床特征。

1.2藥物方法藥物方法是指通過使用去甲腎上腺素、甘油等可使腎臟血流量快速減少的常規藥物，從而得到急性腎衰竭動物模型。

劉久波等[12]對家兔雙側后肢肌內加壓注射50%甘油10mL·kg-1，注射后恢復攝食飲水。術后約2h后，ARF模型組尿液呈葡萄紅色，血肌酐有升高趨勢，24h后，血肌酐、尿素氮明顯高于對照組，對腎臟進行病理學觀察發現腎小球出血，腎小管壞死并有紅色管型阻塞，間質水腫。從而可見以此種方法可以較簡易地制備ARF模型。

Kusaba等[13]使用7周齡的大Wistar大鼠制備ARF模型，術前12h禁水不禁食，在雙側大腿肌內注射濃度50%甘油10mL·kg-1，于術后24h恢復正常飲食。對血清肌酐濃度進行分析可發現其濃度可從正常水平(0.70±0.02)mg·dL-1升高至(2.90±0.50)mg·dL-1，以此作為成功建立大鼠ARF模型的標準。

2中毒性ARF模型

2.1順鉑中毒ARF董小君等[14]麻醉貴州小型豬后，腹腔一次性注射4mg·kg-1順鉑，并收集術后采集各時間點的尿液，測定不同時間段的尿量、肌酐、尿素氮濃度，計算肌酐和尿素氮的排出量，并于實驗末麻醉狀態下心臟血處死，取出腎臟進行組織病理學觀察。結果發現與照組相比，ARF模型各時間段尿量、肌酐和尿素氮排出量均減少，病理組織學觀察顯示模型組中腎小管上皮細胞出現腫脹現象，并可見蛋白管型。此方法能制備典型的貴州小型豬急性腎衰模型，并且模型耐受性強，穩定性高。

2.2內毒素介導的ARFSchramm等[15]麻醉SD大鼠后，在其左股靜脈插管，緩慢恒速注射生理鹽水2mL·h-1，以補充后續體液和電解質損失，隨后，在其左股動脈插管以獲得血樣和監測血壓，在其膀胱置管以獲得尿樣和監測尿量。然后，在左股靜脈加注濃度為2.5%菊粉，以制備內脂多糖內毒素誘導的ARF模型。結果顯示，大鼠術后腎小球濾過率明顯下降，尿量、Na+排出量增加、亞硝酸鹽及硝酸鹽排出量下降，動脈壓降低。Wang等[16]對小鼠腹腔內先后注射己酮可可堿和酯多糖，即可見腎小球濾過率出現顯著的下降，術后采血并進行相應指標檢測發現，對比對照組，模型組血清TNF-α、IL-1β、iNOS、ICAM-1等指標均出現明顯升高。結果表明應用這種方法可以成功地制備ARF模型。

2.3氨基糖苷類抗生素導致ARFGuo等[17]對SD大鼠術前禁食12h，然后對其腹腔注射慶大霉素 80mg·kg-1·d-1，連續注射7d以制備ARF大鼠模型，并于第8天即術后12h收集血樣及尿樣，以測定肌酐、尿素氮、血清總蛋白等指標，結果發現，模型組血清肌酐、尿素氮、吲哚酚分別上升97.6%、35.2%、185.1%，血清總蛋白下降至對照組的71.2%，另外，尿液肌酐、喲哚酚分別下降至對照組的45.2%、68.8%。結果均表明慶大霉素可以成功地誘導大鼠ARF模型。

2.4氯化汞導致的ARFMarques等[18]對雌性大鼠皮下注射氯化汞16mg·kg-1，隨后分別于術后24、48、72h檢測血清中尿氮素、肌酐等指標，結果顯示尿氮素與肌酐在24h和48h兩個時間點濃度均有大幅度升高，而與48h相比，72h時尿氮素持平，肌酐降低。結果表明，氯化汞可成功誘導大鼠ARF模型并能在一定時間內保持穩定。

2.5阿霉素誘導ARF樊瑞芬等[19]于大鼠尾靜脈一次性注射濃度為0.2%的阿霉素溶液7.5mg·kg-1，術后單獨喂養，檢測到尿量減少，尿蛋白增多，肌酐及尿素氮升高，結果顯示阿霉素誘導大鼠ARF模型成功。

上述為各種建立急性腎功能衰竭動物模型常用的方法，各法在可行性、手術難易程度、模型可靠性等方面各有所長，均可為ARF疾病基礎和藥物干預的研究提供有效的支持。然而，一方面，每一種模型都不可能與實際臨床上急性腎功能衰竭的特點完全吻合，各種方法均有其優勢和不足；另一方面，動物模型與人體有一定的差異性，因而得出的實驗結果也不能等同于人體，因此，在建立急性腎功能衰竭的實驗動物模型時，務必要根據實際需要，有所取舍。隨著醫學科技的進一步發展，新的動物模型將會不斷地出現并更好地為ARF的臨床治療提供更加有力的幫助。

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通信作者：饒軍華，男，高級工程師，研究方向：靈長類實驗動物微生物學，E-mail:junhuar919@163.com

doi:10.3969/j.issn.1009-6469.2016.05.060

(收稿日期：2015-12-11，修回日期：2016-02-12)