脑血管疾病,又称为“脑卒中”,是世界上严重危害人类健康的三大疾病之一,死亡率高达56.6%重危害人。患者即使存活,也会留下严重的后遗症,一年或数年会复发,并加重病情,严重影响患者生活质量。脑卒中主要以突然昏仆、半身不遂、肢体麻木、舌蹇不语,口舌歪斜,偏身麻木等为主要表现。
从发病机制,脑卒中分为出血性中风(脑溢血)和缺血性中风(脑梗死)两大类,其中缺血性血管病占多数。由于极少患者能在发病后4医院进行溶栓治疗,因此目前在临床上主要以扩血管和保护神经为主,常用的一些药物包括中药、血管扩张药(如潘生丁等)、改善微循环、扩充血容量的药物(如低分子右旋糖酐等)、溶解血栓的药物(如尿激酶等)、抗凝治疗(如肝素等)、防止血小板凝聚的药(如阿司匹林等)。
缺血性中风大部分由大脑中动脉梗塞(middlecerebralarteryocclusion)引起,简称MCAO。因此,小鼠MCAO模型这种局灶型脑缺血模型也是目前应用最广泛的脑缺血模型。目前常用的一些造模方法包括开颅机械闭塞法、光化学诱导血栓形成法、微栓子栓塞阻断法、化学刺激诱导血栓性闭塞法以及血管内线栓阻断法等,这些模型各有其优缺点。
线栓法脑缺血模型优点:
缺血部位恒定;不需开颅,避免了颅内环境的改变和感染;能准确控制缺血和再通的时间;并发症少,死亡率低。
缺点:
对实验动物体重有要求;手术操作有一定难度;与人类脑卒中存在一定差异。
开颅电凝法脑缺血模型优点:
实验条件较恒定;缺血效果可靠;手术中出血量少。
缺点:
需开颅,创伤性大;可引起脑积液漏,损伤脑组织,感染几率高;闭塞血管后无法进行再灌注性研究。
光化学法脑缺血模型优点:
造模成功率高;无需开颅,死亡率低;可通过控制实验参数,任意改变梗死灶的大小、位置、程度;适用于慢性脑缺血研究。
缺点:
与人类脑卒中存在差异;属于终末动脉永久性闭塞,妨碍扩血管药的治疗观察。
微栓子栓塞法脑缺血模型优点:
非侵入,易操作;栓子的选择多样性;与临床的栓塞性卒中相似。
缺点:
栓子的制作复杂;缺少对血凝块分布的控制;缺乏梗死位置、大小的一致性。
建立理想的脑缺血动物模型对脑缺血病的发病机理研究及其治疗药物的研究至关重要,而线栓法制备模型无需开颅,可控制缺血时间窗,对动物打击小,术后死亡率低,因此集萃药康建立了稳定成熟的线栓法MCAO小鼠模型,为神经保护和血管保护药物的开发提供了稳定的评估模型。
1动物模型构建
A、仪器与材料:
异氟烷气体麻醉系统、动物恒温手术垫,针对不同体重的不同型号线栓。
a)吸入式麻醉系统安全性高。麻醉效果迅速,2分钟动物进入深度麻醉状态,撤去麻醉面罩后,动物2分钟可清醒。
b)动物恒温手术垫能更好的控制动物体温,维持生理体征,提高成活率,更稳定了温度依赖的再灌损伤程度。
c)目前市场上主要有硅胶和多聚赖氨酸两种材质的线栓。目前我们采用硅胶栓。因为多聚赖氨酸对血管内皮细胞损伤严重,血小板聚集导致血栓形成,拔线后每只动物血流恢复的程度差异增大。
B、试剂:
碘伏、酒精、生理盐水、异氟烷
2手术
大脑主要动脉结构图(栓线入口为ECA,终点为MCA)
手术解剖分离小鼠左侧颈总动脉(CommonCarotidArtery,CCA)后结扎,阻断左脑近心端供血;电凝甲状腺上动脉(SuperiorThyroidArtery,STA),充分分离颈外动脉(ExternalCarotidArtery,ECA)后电凝ECA,保留ECA与颈内动脉(internalcarotidartery,ICA)分叉端口,结扎ICA防止远心段溢血后,用血管剪在ECA上剪一个小口后将栓线插入,经过ICA结扎线时松开结扎线,并根据血管走向继续前行至栓线堵至大脑中动脉(middlecerebralarteryocclusion,MCA)端口。
结扎ICA结扎线,固定栓线在血管中的位置。用带生理盐水的纱布给手术窗口保湿,阻断MCA供血1h或1.5h后,将栓线轻轻取出,防止硅胶黏连血管而扯破血管壁。电凝ECA进线端口后,轻松ICA和CCA结扎线,观察电凝口是否渗血,确认无误后完全解开两根结扎线,缝合手术窗口,腹腔注射生理盐水。待动物麻醉清醒后,送回饲养笼。
3造模判定
再灌24小时后,可对小鼠进行如下造模判定。
A.运动功能分析
小鼠醒后参照Longa的五级4分评分法对模型进行脑损评分。
0分:正常,无神经功能缺失症状
1分:轻度局灶性神经功能缺失,不能完全伸展左侧前肢
2分:中度局灶性神经功能缺失,提尾悬空时左前肢屈曲、内收,行走时向左侧转圈
3分:重度局灶性神经功能缺失,独立不稳,行走时向左侧倾倒
4分:不能自发行走,意识水平降低
B.神经行为分析判定
可完成旷场实验、抓力检测、步态分析等运动能力检测;水迷宫,八臂(辐射)迷宫等判断小鼠空间记忆是否受损;高架十字迷宫,,明暗箱实验,条件性位置偏爱实验,三箱社交等判断小鼠是否焦虑抑郁。
C.TTC染色病理组织学验证:
根据MCA供血情况,TTC染色效果图
TTC染色结果
TTC(2,3,5—氯化三苯基四氮唑)是脂溶性光敏感复合物,年首次合成用来检测种子的生存能力,年开始用来染色检测哺乳动物组织的缺血梗塞。
它是呼吸链中吡啶—核苷结构酶系统的质子受体,与正常组织中的脱氢酶反应而呈红色,而缺血组织内脱氢酶活性下降,不能有效反应,故组织不会产生变化,仍呈现苍白色。MCA主要针对纹状体和部分大脑皮层供血,因此轻度脑缺血观察到仅纹状体脑区缺血,重度脑缺血会观察到纹状体和皮层均缺血。
“集萃药康致力于开发满足多种人类重大疾病相关药物研发所需的动物模型,包括在脑缺血中风在内的小鼠MACO模型,为脑卒中药效评价提供稳定的小鼠模型。集萃药康同时提供一系列行为检测,包括运动行为指标,辅助脑卒中动物模型评判。集萃药康为新药研发助力!
参考文献:
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3、Systemichypoxiaandthedepressionofsynaptictransmissioninrathippocampusaftercarotidarteryocclusion.FowlerJC,GervitzLM,HamiltonME,WalkerJA.JPhysiol.,-72.
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6、MouseModelofMiddleCerebralArteryOcclusion.TerranceC,MessingRO,Wen-HaiC.JournalofVisualizedExperiments,,19-19.
撰写:诸彩蝶
编辑:王莲
审核:王晶晶
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