肺動脈高壓實驗?zāi)Ｐ偷难芯窟M展

謝錦程肖夢媛鄧少東*陳建英*

(1.廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院,廣東 湛江 524001;2.廣東醫(yī)科大學附屬東莞第一醫(yī)院,廣東 東莞 523710;3.廣東醫(yī)科大學第二臨床醫(yī)學院科研平臺,廣東 東莞 523808)

肺動脈高壓(pulmonary arterial hypertension,PAH)是一種嚴重的臨床疾病,其組織病理特征是持續(xù)性的血管收縮、血管重構(gòu)、血管周圍炎癥反應(yīng)和纖維素樣壞死,繼而引發(fā)血管管腔狹窄和閉塞,導致肺血管阻力進行性增高,最終引起右心衰竭。流行病學顯示,特發(fā)性和遺傳性肺動脈高壓發(fā)病率為每百萬居民5 例,患病率為每百萬居民25 例,并且呈現(xiàn)上升的趨勢[1]。肺動脈高壓患者的1 年、3年、5 年和7 年的生存率分別為85%、68%、57%和49%,中位生存期約為7 年[2]。盡管近年來國內(nèi)外學者對肺動脈高壓的發(fā)病機制研究取得了重要進展,但肺動脈高壓仍然無法治愈,患者的2 年和3 年的死亡率仍高達21%[3-5],這主要與其發(fā)病機制的復雜性有關(guān)。同時受臨床標本的來源及倫理學的影響,圍繞肺動脈高壓發(fā)生發(fā)展機制的臨床研究極具挑戰(zhàn)性。而建立動物模型以及細胞模型可以全面了解肺動脈高壓的病因和病理過程,便于進行新型藥物和干預(yù)手段的篩選和研究。因此,選擇合適的實驗?zāi)Ｐ褪翘剿鞣蝿用}高壓發(fā)病機制及其藥物治療研究的基礎(chǔ)。本文旨在總結(jié)近年來肺動脈高壓實驗?zāi)Ｐ偷慕７椒?比較各種模型的優(yōu)缺點,為肺動脈高壓發(fā)病機制的探索和臨床研究提供參考。

1 動物模型

1.1 野百合堿誘導肺血管內(nèi)皮細胞損傷模型

野百合堿(monocrotaline,MCT)是一種具有致突變和致癌功效的吡鉻里西啶生物堿,可從豆類植物和野豬糞便中提取獲得。研究表明,野百合堿在體內(nèi)被肝代謝產(chǎn)生具有肺毒性的野百合堿吡咯(MCTP),進而損傷血管內(nèi)皮細胞,導致肺動脈高壓[6]。在構(gòu)建野百合堿模型時,最常選擇的實驗動物為大鼠,通過單次腹腔或者皮下注射MCT(通常劑量為60~80 mg/kg)來誘發(fā)肺動脈高壓[7-8]。由于腹腔內(nèi)腹膜面積大、吸收快,使用腹腔注射野百合堿可能會使大鼠死亡率升高,因此建模時多采用皮下注射野百合堿。在注射野百合堿后的5~6 周內(nèi),約有一半大鼠會死亡,為了提高模型大鼠的成活率,Zhuang 等[9]對經(jīng)典野百合堿模型進行了改進,采用腹腔注射兩次MCT(劑量為20 mg/kg)的建模方案,兩次注射之間間隔7 d,該建模方案可減輕模型大鼠心臟組織的受損,降低其血管周圍的炎癥反應(yīng)水平以及心肌細胞纖維化的程度,從而顯著提高模型大鼠的存活率[10]。與大鼠相比,單次注射野百合堿并不能在小鼠體內(nèi)引發(fā)肺動脈高壓。即使直接注射足夠劑量的MCTP 也難以重現(xiàn)野百合堿在大鼠體內(nèi)誘導的肺血管肌化以及右心室收縮壓明顯升高的癥狀,這可能與小鼠代謝野百合堿的方式有關(guān)[11]。而建立小鼠肺動脈高壓模型的方法,常采用每周皮下注射MCT(劑量為600 mg/kg),持續(xù)4~8 周[12]。該模型建模周期長且耗費多,因此大鼠是建立野百合堿誘導模型的首選實驗動物。

大鼠注射野百合堿后,通常不會立即出現(xiàn)肺動脈高壓的臨床癥狀,而是在3~4 周后出現(xiàn)呼吸困難、哮鳴音、口鼻腔出血等癥狀。解剖觀察顯示,大鼠的右心室明顯肥大和擴張,右心室游離壁顯著增厚[13-16]。野百合堿引起的病理性改變包括內(nèi)皮功能障礙和平滑肌細胞的增殖,進而導致血管重構(gòu)、血管周圍炎癥以及心肌纖維化[17-19]。研究顯示,野百合堿會損害肺動脈內(nèi)皮細胞,引起內(nèi)皮功能障礙,繼而增加血管收縮劑包括內(nèi)皮縮血管肽1、血管緊張素Ⅱ、血栓素A2 的表達水平。同時NO 和前列環(huán)素等血管擴張素的合成減少,隨后TGF-smad 和BMPR-2 信號通路被激活,導致血管收縮和血管重塑增加[7,20-22]。關(guān)于野百合堿模型的研究顯示,炎癥細胞(巨噬細胞、樹突細胞、淋巴細胞和肥大細胞)和細胞因子在肺血管重塑早期階段起關(guān)鍵作用[23-24]。在大鼠注射野百合堿的第1 周,僅有腫瘤壞死因子-α、白介素-1β 升高,表明此時處于急性炎癥期。隨后,在慢性炎癥期,促炎因子如腫瘤壞死性因子-α、白介素-1β、白介素-6、白介素-12 和抗炎因子精氨酸酶1、白介素-10、腫瘤壞死因子-β水平升高。隨著肺動脈高壓的發(fā)展,PI3K/Akt 信號通路表達上調(diào),并與促炎蛋白相關(guān)。此外,NF-κB 信號通路也被激活,這也在一定程度上揭示了野百合堿誘導肺動脈高壓的炎癥特征[25]。

野百合堿模型具有價格低廉、技術(shù)要求低的特點,可幫助我們?nèi)媪私夥窝苤厮艿倪^程以及其病理生理的機制。根據(jù)最近研究顯示,中藥化合物(木犀草素、柚皮苷、黃芩素)、磷酸二酯酶5 抑制劑(西地那非)、Rho 激酶抑劑(Y-27632、法舒地爾)、鈉葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白2 抑制劑(達格列凈)、內(nèi)皮素受體拮抗劑(波生坦、哌拉西坦)、選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑(氟西汀)、靶向小分子抑制劑(Seralutinib),均能改善野百合堿誘導的肺動脈高壓癥狀[26-34]。同時,野百合堿還具有廣泛毒性,常引起肝損傷、腎功能不全、肺部纖維化等癥狀[35-37]。綜上所述,野百合堿模型常用作肺動脈高壓藥物篩選研究的首選動物模型。

1.2 經(jīng)典缺氧模型

采用慢性缺氧誘導肺動脈高壓動物模型,常用的實驗動物為大鼠和小鼠。造模時,將動物置于10% O2低氧艙中,持續(xù)3~4 周,即可建立缺氧性肺動脈高壓模型[38-39]。研究顯示,將Sprague-Dawley大鼠和C57BL/6 小鼠同時暴露于低壓缺氧中1~3周后,兩種動物都表現(xiàn)出肺動脈高壓的相關(guān)癥狀,但C57BL/6 小鼠的肺血管重塑程度和肺動脈的壓力均低于Sprague-Dawley 大鼠[40]。另外,將3 月齡的雄性大鼠和12~14 月齡的雄性大鼠暴露于慢性缺氧環(huán)境(置于海拔5486 m),持續(xù)時間為1~42 d。結(jié)果顯示,在缺氧期間,3 月齡大鼠表現(xiàn)出血管肌化的特征,而12~14 月齡大鼠的血管形態(tài)幾乎未發(fā)生變化[41]。提示慢性缺氧引起肺血管結(jié)構(gòu)改變的過程與物種或動物的發(fā)育階段顯著相關(guān)[42]。

慢性缺氧引起的結(jié)構(gòu)改變包括肺泡壁非肌化血管中平滑肌樣細胞和成纖維細胞的聚集和分化、單核細胞/祖細胞的募集以及內(nèi)皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化[42-44]。此外,肺動脈平滑肌細胞在缺氧條件下會顯著肥大,并參與內(nèi)膜增厚的發(fā)展[45]。動物在急性和慢性的缺氧環(huán)境中會增加肺部的炎癥細胞因子、趨化因子和粘附分子的表達,并導致白細胞在肺和肺血管內(nèi)及周圍集聚。白介素-1、白介素-6 和腫瘤壞死因子-α 等炎性因子的上調(diào)介導肺動脈平滑肌細胞的增殖,促進肺動脈高壓中血管重塑[46-49]。一旦動物離開缺氧環(huán)境并恢復至常壓氧條件,上述變化中的大部分可以逆轉(zhuǎn)。因此,缺氧模型僅適用于研究非嚴重程度的肺動脈高壓類型。為了進一步改進模型,Coste 等[50]將慢性缺氧與野百合堿相結(jié)合,即將大鼠腹腔注射MCT(劑量為60 mg/kg)后置于380 mmHg 的低壓艙中3 周。研究結(jié)果顯示,大鼠出現(xiàn)了嚴重動脈病變,包括血管的炎癥、血管重塑和血栓性、嚴重的內(nèi)膜病變和早期的叢狀病變,這些組織學特征與肺動脈高壓患者肺部的組織學特征相似。

1.3 Sugen 5416/缺氧模型

Sugen 5416 是一種3-吲哚-2-酮化合物,其主要作用是拮抗血管內(nèi)皮生長因子受體酪氨酸激酶1/2(VEGFR1、VEGFR2)、抑制血管生成,可使實驗動物產(chǎn)生肺動脈高壓。通過給大鼠單次皮下注射Sugen 5416(劑量為20 mg/kg),隨后置于常壓常氧條件下飼養(yǎng)5 周,即可觀察到肺動脈高壓癥狀[51]。當將Sugen 5416 與慢性缺氧暴露聯(lián)合應(yīng)用,即單次注射Sugen 5416 后繼續(xù)進行慢性缺氧暴露3 周,可誘導出現(xiàn)更為嚴重的肺動脈高壓癥狀[52]。小鼠需要持續(xù)暴露于10% O2的環(huán)境下,并每周腹腔注射1次Sugen 5416(劑量為20 mg/kg),給藥持續(xù)3 周,才可建立Sugen 5416/缺氧模型[53]。Sugen 5416/缺氧誘導的肺動脈高壓主要的組織學特征為肺動脈內(nèi)皮細胞和肺血管平滑肌細胞的過度肥大/增殖。Sugen 5416 可直接抑制血管內(nèi)皮生長因子介導的內(nèi)皮細胞增殖,從而形成閉塞性叢狀病變[54]。與單純慢性缺氧模型不同,Sugen 5416/缺氧模型的病變是不可逆轉(zhuǎn)的[55]。

在Sugen 5416/缺氧模型的基礎(chǔ)上,進一步改進得到了Sugen 5416/缺氧/常氧模型。該模型動物在單次注射Sugen 5416 后經(jīng)過低壓缺氧3 周,然后恢復到常壓氧環(huán)境下飼養(yǎng)10 周[56-57]。Sugen 5416/缺氧/常氧模型組動物的右心室游離壁/左心室+隔膜重量比在第1 周即顯著升高,小動脈開始出現(xiàn)不同程度的阻塞,隨后經(jīng)過10 周的復氧,形成了嚴重復雜閉塞性叢狀病變形成[56]。該模型誘導的肺動脈高壓與人類肺動脈高壓的特征十分相似。

Sugen 5416 具有特異性結(jié)合內(nèi)皮細胞的能力,并通過在持續(xù)抑制血管內(nèi)皮生長因子受體發(fā)揮作用。Sugen 5416 可抑制VEGFR、TGF-β1/Smad2/Smad3、MAPK、BMPR2、HIF-1α、Rho 激酶,同時激活右心室巨噬細胞募集以及炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)因子NF-κB的表達。這導致內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞的無序增殖,并引起肺內(nèi)血管周圍炎癥細胞的聚集,這些因素共同促成嚴重的血管阻塞性和叢狀病變的發(fā)生[58-63]。然而,這些癥狀與物種和性別存在密切關(guān)聯(lián)。研究顯示,雌性大鼠的雌激素和孕激素能夠減少Sugen 5416 引起的內(nèi)皮細胞凋亡,從而降低發(fā)生肺動脈高壓的風險[64]。另外,在建立Sugen 5416/缺氧/常氧小鼠模型時采用了類似Sugen 5416/缺氧/常氧大鼠肺動脈高壓模型的方案。小鼠在模型中表現(xiàn)出肺動脈壓升高和肺小動脈內(nèi)側(cè)壁增厚等肺動脈高壓的癥狀,但沒有明顯的肺血管閉塞性病變,也缺乏與大鼠模型和晚期肺動脈高壓患者相似的右心室衰竭和血管重塑[65]。相比之下,Sugen 5416/缺氧/常氧大鼠模型更具有與人類肺動脈高壓相似的嚴重肺動脈高壓癥狀。因此該模型被廣泛應(yīng)用于研究肺動脈高壓,并被認為是最常用的嚙齒動物模型之一。

近年來,與Sugen 5416 相關(guān)的雙擊模型不斷出現(xiàn)。其中,無胸腺(T 細胞缺陷)的大鼠只需單劑量Sugen 5416 即可誘發(fā)嚴重的肺動脈高壓,并且其炎癥程度更為嚴重[66]。另一種模型是使用Sugen 5416 聯(lián)合左肺切除術(shù),在大鼠體內(nèi)誘導血管閉塞性肺動脈高壓。該模型表現(xiàn)出的癥狀與細胞增殖和促凋亡信號通路的激活相關(guān)[67-68]。此外,單次皮下注射Sugen 5416(劑量為20 mg/kg)聯(lián)合腹腔持續(xù)注射嗎啡(劑量為10 mg/kg)35 d,也能誘發(fā)大鼠出現(xiàn)肺動脈高壓。嗎啡的使用會加重Sugen 5416 引起的肺動脈高壓癥狀,包括近端血管平滑肌的肥大、內(nèi)膜病變以及右心室肥大[69]。

1.4 血吸蟲模型

與肺動脈高壓相關(guān)的寄生蟲病中,最常見為血吸蟲病。血吸蟲病可由曼氏血吸蟲和日本血吸蟲引起,并可導致血吸蟲性肺動脈高壓(chistosomiasisinduced pulmonary arterial hypertension,SchPAH)[70]。相對于雄性小鼠,雌性小鼠對血吸蟲的感染更為敏感,因此常使用雌性C57/BL6 成年小鼠作為模型動物。建立SchPAH 模型的方法是使用含有曼氏血吸蟲75~100 個尾蚴(用于亞急性研究)或30 個尾蚴(用于慢性研究)的混懸液經(jīng)皮感染。在亞急性研究中,小鼠的肺部幾乎沒有蟲卵以及肺血管重塑的出現(xiàn)。但在慢性感染的研究中,建模12周后小鼠出現(xiàn)明顯的肺血管重塑,并伴有血管周圍炎癥以及叢狀病變。然而,亞急性感染和慢性感染研究中,右心室收縮壓或右心室游離壁/左心室+隔膜比率并未升高[71]。

Graham 等[72]對血吸蟲模型進行了改進,首先,將小鼠的尾巴放入含有30~35 個尾蚴的燒瓶中,經(jīng)皮感染持續(xù)30 min。55 d 后,將懸浮在0.5 mL 無菌鹽水的5000 個活卵通過尾靜脈注射進入小鼠體內(nèi),以此對小鼠進行靜脈內(nèi)攻擊。蟲卵的靜脈攻擊模擬慢性感染中小鼠形成側(cè)支分流,并使蟲卵通過側(cè)支分流沉積在肺部這一過程。Kumar 等[73]在此基礎(chǔ)上對模型進一步改進,首先使用血吸蟲卵(每克體重240 個蟲卵)進行腹膜內(nèi)致敏,以引發(fā)小鼠的免疫細胞應(yīng)答。隨后,經(jīng)過兩周的時間,經(jīng)小鼠尾靜脈注射血吸蟲卵(每克體重175 個蟲卵)進行靜脈內(nèi)攻擊,致使卵團栓塞至肺部,從而驅(qū)動Ⅱ型免疫反應(yīng)。這種新方法制備的血吸蟲模型能夠模擬人類血吸蟲性肺動脈高壓的關(guān)鍵病理特征,包括Th2 炎癥、血管重塑和右心室收縮壓升高。此外,這種建模方法實驗周期較短和死亡率較低[74]。

除了曼氏血吸蟲外,日本血吸蟲也被證實可引起實驗性肺動脈高壓。Kassa 等[75]使用與Kumar等[73]相同的方案建立日本血吸蟲誘導模型。研究結(jié)果顯示,日本血吸蟲感染引起了小鼠的血管重塑和血管炎癥。然而,與曼氏血吸蟲模型相比,日本血吸蟲感染引起的癥狀較為輕微。

1.5 肺切除術(shù)聯(lián)合野百合堿或者Sugen 5416 模型

大鼠實施左肺切除手術(shù)1 周后,通過單次皮下注射MCT 60 mg/kg 或Sugen 5416 25 mg/kg,可在4周內(nèi)引發(fā)嚴重肺動脈高壓和進行性右心衰竭[67,76]。該模型成功模擬了肺血流量增加導致的肺血管重塑,在模型組大鼠中觀察到叢狀血管損傷、內(nèi)膜增厚、遠端小動脈血管栓塞、血管炎癥以及肺動脈和右心室壓力顯著增高等癥狀[77]。將左肺切除術(shù)與野百合堿或Sugen 5416 相結(jié)合可建立比單獨使用野百合堿、缺氧或其他方法更為可靠的嚴重肺動脈高壓模型。然而,該模型要求技術(shù)人員熟知大鼠的解剖結(jié)構(gòu),并具備熟練的外科技能。術(shù)中需要嚴格遵守無菌操作,而術(shù)后恢復同樣是模型制備成功的關(guān)鍵步驟。由于該模型需要特殊的手術(shù)技巧以及嚴格的環(huán)境要求,其使用受到一定限制。

1.6 其他動物

由于價格低廉和技術(shù)簡單,并且易于進行大規(guī)模的獨立實驗,使得嚙齒類動物成為許多實驗研究中應(yīng)用最多的肺動脈高壓模型。除此之外,還有其他的動物用于制備肺動脈高壓模型,Zeng 等[78]使用西藏小型豬單次腹腔注射MCT(劑量為12 mg/kg)成功制備肺動脈高壓模型。Cao 等[79]通過在家兔胸部做正中切口行開胸術(shù),將左頸動脈與肺動脈主干吻合以產(chǎn)生慢性左向右分流,3 個月后成功建立了高流量肺動脈高壓模型。然而,上述這些動物模型應(yīng)用并不常見,可能與動物的來源以及模型的制備難度有關(guān)。

上述肺動脈高壓動物模型均有各自的特點,現(xiàn)歸納各模型的制備過程以及涉及到的病理特征等如下(見表1、表2)。

表1 肺動脈高壓動物實驗?zāi)Ｐ蜕婕暗牟±磉^程以及信號分子通路Table 1 Pathological process and signaling molecular pathways of PAH animal model

表2 肺動脈高壓動物模型制備Table 2 Preparation of PAH animal models

2 細胞模型

建立合適且可靠的肺動脈高壓體外模型對于研究疾病的病理機制以及探索分子機制具有重要意義,同時也有助于使用簡單且可重復的技術(shù)來發(fā)現(xiàn)以及測試新的治療方法。體外細胞模型具有易于獲得、可重復利用、可再現(xiàn)心臟和血管的細胞和細胞外生態(tài)環(huán)境的特點,并能顯示出細胞正常的生理特征。目前,用于構(gòu)建肺動脈高壓體外模型的細胞主要包括肺動脈內(nèi)皮細胞和肺動脈平滑肌細胞。

2.1 物理損傷

肺動脈高壓的標志性特征包括內(nèi)皮功能障礙、內(nèi)皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化以及肺動脈平滑肌細胞的異常增殖、凋亡和遷移。通過將肺動脈內(nèi)皮細胞或者肺動脈平滑肌細胞置于低氧室(通常是2%~10% O2)培養(yǎng)24 h,可誘導內(nèi)皮細胞功能障礙以及平滑肌細胞的過度增殖、凋亡和遷移。Hua 等[80]將肺動脈平滑肌細胞和肺動脈內(nèi)皮細胞置于10% O2低氧箱培養(yǎng)24 h,發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細胞凋亡增加,NO 水平降低,細胞失去了其典型的鵝卵石形態(tài)和特征基因,從而確認內(nèi)皮損傷模型建模成功[81-82]。Wang 等[83]將肺動脈平滑肌細胞置于低氧箱(5% O2、90% N2)中培養(yǎng)48 h,觀察發(fā)現(xiàn)平滑肌細胞增殖增加以及凋亡抑制,可判斷細胞模型建造成功。而Hu 等[84]研究顯示,缺氧損傷會激活A(yù)KT/mTORC1 通路,從而誘導肺動脈平滑肌細胞的過度增殖和遷移。

物理缺氧損傷細胞模型因其操作簡便、損傷效果明顯且可避免造模劑帶來的額外影響等優(yōu)點,目前被廣泛應(yīng)用于制備研究內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞功能損傷相關(guān)模型。缺氧損傷誘導的細胞損傷機制與人類肺動脈高壓所表現(xiàn)的病理損傷相似。

2.2 化學損傷

野百合堿吡咯是野百合堿的活性代謝物,Liu等[85]使用MCTP(劑量為50 μg/mL)與肺動脈內(nèi)皮細胞共培養(yǎng)12~48 h,模擬野百合堿誘導的肺動脈高壓大鼠的肺動脈內(nèi)皮細胞損傷。研究顯示,MCTP 可降低NO 的水平、減少內(nèi)皮細胞的遷移以及增加細胞凋亡[7]。引發(fā)內(nèi)皮細胞損傷的因子還包括轉(zhuǎn)化生長因子-β1、白介素-1β 以及腫瘤壞死因子-α 等,這些因子可刺激內(nèi)皮細胞發(fā)生內(nèi)皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化,而內(nèi)皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化是炎癥應(yīng)激與內(nèi)皮功能障礙之間復雜相互作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[86-87]。

血小板衍生生長因子(PDGF)能夠促進肺動脈平滑肌細胞和成纖維細胞增殖和遷移。因此,Wu等[1]在研究胰高血糖素樣肽-1 受體激動劑線粒預(yù)防肺動脈高壓的分子機制過程中,使用PDGF-BB(20 ng/mL)與肺動脈平滑肌細胞共培養(yǎng)24 h,模擬肺動脈高壓中肺動脈平滑肌細胞發(fā)展進程,并利用該模型揭示肺動脈高壓患者的潛在治療靶點。

常見用于構(gòu)建體外模型的其他因子包括腫瘤壞死因子-α 以及轉(zhuǎn)化生長因子-β1。Cheng 等[88]對Claudin-1 是否參與了肺動脈高壓的發(fā)生發(fā)展進行了研究。他們通過將肺動脈平滑肌細胞與腫瘤壞死因子-α(劑量為10 ng/mL)共同培養(yǎng)24 h,模擬肺動脈高壓中炎性因子引起平滑肌細胞過度增殖和遷移增強的病理過程,并揭示了這些過程可能與ERK1/2 和NF-κB 信號通路相關(guān)。而Feng 等[89]則使用轉(zhuǎn)化生長因子-β1 與肺動脈平滑肌細胞共培養(yǎng)24 h,誘導平滑肌細胞遷移增加,并揭示該病理過程與PI3K/Akt 和ERK 信號通路的相關(guān)性。

綜上所述,目前常用于制備內(nèi)皮細胞以及平滑肌細胞損傷模型的損傷因素均被證實與肺動脈高壓的發(fā)生、發(fā)展有密切的聯(lián)系,可較好地模擬與肺動脈高壓相關(guān)的病理過程。這些模型在細胞損傷機制方面具有相似性,例如抑制肺血管內(nèi)皮細胞中一氧化氮的生成,誘導肺動脈內(nèi)皮細胞和肺動脈平滑肌細胞的炎癥損傷等,但又具有不同的特點和優(yōu)勢。因此根據(jù)實驗需求可以選擇適宜的細胞模型,以獲得期望中的結(jié)果。細胞模型易于培養(yǎng)、產(chǎn)量可觀,并且實驗結(jié)果具有可重復性,可為進一步的研究奠定基礎(chǔ)。然而,要注意上述的模型僅僅是以血管內(nèi)皮細胞或血管平滑肌細胞為研究對象,不能全面地反映肺動脈高壓的病變過程,因此,體外細胞模型的研究結(jié)果仍需得到動物實驗研究的支持。

現(xiàn)將各個細胞模型的具體制備方式以及模型涉及的病理機制歸納總結(jié)如下(見表3)。

表3 肺動脈高壓細胞模型的制備以及模型涉及的病理機制Table 3 Preparation of PAH cell models and related pathological mechanisms

3 總結(jié)

為了深入研究肺動脈高壓的發(fā)病機制,探索有效的治療方法,研究人員開發(fā)了多種動物模型和細胞模型,并不斷地進行改進。其中,缺氧誘導的肺動脈高壓模型和野百合堿誘導的肺動脈高壓模型被廣泛應(yīng)用。但這些模型僅展現(xiàn)了疾病的早期階段,導致使用這些模型進行相關(guān)藥物篩選研究時,僅針對改善血管的收縮過程,而忽略了肺動脈高壓產(chǎn)生的血管進行性重塑。為了克服這一局限性,肺切除模型、Sugen 5416/缺氧等復合模型被相繼建立,這些復合模型展現(xiàn)出了肺動脈高壓的中期階段,即血管叢狀病變的癥狀。與動物模型相比,細胞模型在研究分子機制方面具有明顯的優(yōu)勢,有利于預(yù)測和驗證基因功能,并能微觀地展現(xiàn)細胞間的代謝情況,同時節(jié)省構(gòu)建模型的時間。細胞模型的不足之處在于缺乏全面性。而動物模型能夠直觀地展示肺動脈高壓的病理過程,并更貼近人類肺動脈高壓的病理特征。

如今隨著分子生物學、基因技術(shù)的發(fā)展,越來越多與肺動脈高壓病癥相符合的實驗?zāi)Ｐ捅粯?gòu)建,并且隨著實驗動物學的不斷進步,未來將會出現(xiàn)更加貼近于臨床以及更具穩(wěn)定性、經(jīng)濟性的實驗?zāi)Ｐ?從而推動人類對肺動脈高壓的研究。