肝性脑病动物模型研究及其进展罗松

综 述肝性脑病动物模型研究及其进展罗　松综述，张龙江，卢光明审校 ［摘要］　肝性脑病是肝功能严重障碍和（或）门体分流术后发生的以代谢紊乱为基础，神经、精神症状为主要表现的综合征。

其基础和临床研究一直是国内外研究的热点。

动物模型的建立在其发病机制、诊断和治疗的研究中发挥了非常重要的作用。

随着生物技术的发展，检测、治疗技术的提高，肝性脑病动物模型的制作也有了很大的发展和改进。

文中就肝性脑病动物模型制作方法、动物和方法的选择及其研究进展等作一综述。

［关键词］　肝功能障碍；肝性脑病；动物模型；肝硬化 ［中图分类号］　Ｒ７４２ ［文献标志码］　Ａ ［文章编号］　１００８－８１９９（２０１３）１１－１１９９－０４基金项目：国家自然科学基金（８１１７１３１３；８１２３００３２）作者单位：２２１００４徐州，徐州医学院影像学院［罗　松（医学硕士研究生）］；２１０００２南京，南京军区南京总医院医学影像科（张龙江、卢光明）通讯作者：卢光明，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｊｒ．ｌｕｇｕａｎｇｍｉｎｇ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇａｎｉｍａｌｍｏｄｅｌｓｏｆｈｅｐａｔｉｃｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙＬＵＯＳｏｎｇ１ｒｅｖｉｅｗｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｏｎｇ－ｊｉａｎｇ２，ＬＵＧｕａｎｇ－ｍｉｎｇ２ｃｈｅｃｋｉｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｄｉｃａｌＩｍａｇｉｎｇ，ＸｕｚｈｏｕＭｅｄｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１００４，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｄｉ－ｃａｌＩｍａｇｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＧｅｎｅｒａｌＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＭｉｌｉｔａｒｙＲｅｇｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００２，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］　Ｈｅｐａｔｉｃｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙｉｓｎｅｕｒｏｐｓｙｃｈｉａｔｒｉｃｓｙｎｄｒｏｍｅｔｈａｔｄｅｖｅｌｏｐｓｉｎｐａｔｉｅｎｔｓｗｉｔｈｓｅｖｅｒｅｌｉｖｅｒｄｉｓｅａｓｅｓａｎｄ／ｏｒｐｏｒｔｏｓｙｓｔｅｍｉｃｓｈｕｎｔｓｕｒｇｅｒｙｒｅｓｕｌｔｉｎｇｆｒｏｍａｓｅｒｉｏｕｓｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｃｕｔｅａｎｄｃｈｒｏｎｉｃｌｉｖｅｒｆａｉｌｕｒｅ．Ｔｈｅｂａｓｉｃａｎｄｃｌｉｎｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｈａｖｅｂｅｅｎａｈｏｔｆｉｅｌｄａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．Ｔｈｅａｎｉｍａｌｍｏｄｅｌｓｐｌａｙａｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ，ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｈｅｐａｔｉｃｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ．Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅａｎｉｍａｌｍｏｄｅｌｓｏｆｈｅｐａｔｉｃｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙｈａｖｅｂｅｅｎｇｒｅａｔｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｍａｋｉｎｇａｎｉｍａｌｍｏｄｅｌｓｏｆｈｅｐａｔｉｃｅｎｃｅｐｈ－ａｌｏｐａｔｈｙ，ｔｈｅｃｈｏｉｃｅｏｆａｎｉｍａｌｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｉｔｓｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ． ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］　Ｌｉｖｅｒｆａｉｌｕｒｅ；Ｈｅｐａｔｉｃｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ；Ａｎｉｍａｌｍｏｄｅｌ；Ｈｅｐａｔｉｃｃｉｒｒｈｏｓｉｓ０　引 言 肝性脑病（ｈｅｐａｔｉｃｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｙ）是在急、慢性肝病基础上发生的脑的神经功能紊乱［１］。

世界消化病学会将肝性脑病分为３种类型：Ａ型为与急性肝衰竭相关肝性脑病，不包括慢性肝病伴发的急性肝性脑病；Ｂ型为不伴内在肝细胞疾病的门－体分流，肝组织学正常；Ｃ型为慢性肝病、肝硬化基础上发生的肝性脑病，常常伴门静脉高压和（或）门－体分流。

肝性脑病发病机制尚未完全阐明，也无有效的防治手段，且严重影响患者的生活质量和生存期，是国内外研究的热点［２－３］。

肝性脑病动物模型的建立是其发病机制、诊断和治疗研究中非常重要的一部分，可制备肝性脑病动物模型的动物种类较多，包括小鼠、大鼠、猫、兔、犬、猪等。

段志军和张春乐［４］对大鼠肝性脑病模型的研究进展进行过综述，但其他种类动物模型的制作方法与大鼠有所异同，本文就肝性脑病动物模型制作方法［５］、动物和方法的选择进行较为全面的综述。

１　外科手术法 包括部分或全肝切除、肝血流阻断、门腔静脉吻合术（ｐｏｒｔａｃａｖａｌａｎａｓｔｏｍｏｓｉｓ）、胆管结扎术（ｂｉｌｅｄｕｃｔｌｉｇａｔｉｏｎ）及联合法等。

１．１　部分或全肝切除　切除部分或全部肝来造成急性肝损伤［６］，以Ａ型肝性脑病模型为主。

部分肝切除对损伤的程度一致性较难控制，全肝切除２４ｈ死亡率较高，不利于疗效的观察，从而限制了这些模型的应用。

保持动物的体温和静脉注入葡萄糖有利于动物模型的生存及到肝性脑病的病程的发展［７］。

近来有学者提出先使用药物诱导损伤，然后部分肝叶切除，既避免了创伤过大造成实验动物大量出血而死亡，又符合肝细胞大量坏死导致肝衰竭，继而发展为肝性脑病的过程，其肝性脑病症状和病理变化是渐进性的，适合疗效的观察［８］。

此类模型中氨大量聚集于脑内，使谷氨酰胺合成过多，导致脑水肿，从而引起一系列大脑血流和内稳态的变化。

目前・９９１１・医学研究生学报２０１３年１１月第２６卷第１１期　ＪＭｅｄＰｏｓｔｇｒａ，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．１１，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０１３万方数据此类模型也正被广泛推广和使用，实验动物以大鼠、猪较多。

另外有学者在腹腔镜辅助技术下造成较小的肝损伤，能较好地制作此模型，但此方法需要腹腔镜辅助，对实验设备要求较高［８］。

１．２　肝血流阻断　包括部分或全部阻断门静脉、肝动脉来制备肝性脑病模型［９］。

主要用来制作Ａ型肝性脑病。

完全的肝动脉闭塞可以导致门腔静脉分流形成。

这种方法的优点是可通过控制阻断的时间控制模型肝功能损伤的可逆性。

Ｍｅｒｉｎｏ等［１０］通过３个等间距部分结扎大鼠门静脉来增加门静脉狭窄的长度，能更有效的阻断血流，形成更多的侧枝血管，此肝性脑病模型表现出内脏及中枢神经系统炎症反应，肠脑趋化因子的表达可能是原因之一。

在大鼠、兔、猪较多应用此种方法。

１．３　门腔静脉吻合术　包括端侧门腔静脉吻合术或侧侧门腔静脉吻合术［１１］。

端侧门腔静脉吻合术主要结扎门静脉近端，将门静脉和下腔静脉之间进行端侧吻合；侧侧门腔静脉吻合术是将门静脉和下腔静脉之间进行侧侧吻合，其中端侧门腔静脉吻合术在Ｂ型肝性脑病中应用较广泛。

门腔静脉吻合术普遍应用于研究门腔静脉分流的效果，门腔分流引起脑组织中氨和谷氨酰胺增高，改变昼夜生物节律，多种神经功能减退，降低脑的葡萄糖利用率，改变多种神经介质功能，与肝硬化患者出现轻微型肝性脑病相似。

有研究报道门腔静脉分流肝性脑病模型的大鼠睡眠时间较少和睡眠质量下降［１２］。

Ｍéｎｄｅｚ等［１３］发现此大鼠模型有学习损害及前额叶功能区障碍。

此种方法在大鼠、狗、猪的模型中较常见。

近来有学者在狗的门腔静脉分流模型发现了大脑的磁共振成像Ｔ２加权成像上双侧皮质广泛高信号改变［１１］，推测是因为肝性脑病脑水肿所致。

１．４　胆管结扎术　结扎胆总管，继而引起胆汁淤积、肝细胞损伤［１４－１５］。

其机制可能与结扎肝管后继发胆管上皮细胞增生有关，后者作为胆汁性肝损伤的启动因素和中心病理环节，通过继发一系列脂质过氧化反应来实现。

胆管结扎后的动物出现黄疸、肝衰竭、门静脉高压、门静脉分流、败血症和免疫系统功能障碍；血氨水平高，却只有轻度的脑病改变。

有研究通过胆总管结扎制作大鼠慢性肝纤维化肝性脑病模型，并在其食物中添加含锰及氨离子的含量，证实其大鼠模型中大脑锰及胺的含量增高，与食物中含有锰及氨离子的量有关，推断在肝硬化患者中，应降低血氨水平，减少含锰物质的摄入［１６］。

此种方法在大鼠、猫的模型中应用较多，常联合其他方法。

通过对比胆管结扎术和门腔静脉吻合术２种方法，Ｈｓｉｎ等［１７］认为门静脉侧枝并非肝性脑病必要条件，肿瘤坏死因子－α可能在肝性脑病的发展中扮演重要的角色。

庄卓男等［１８］研究表明，胆汁淤积性肝细胞损伤等与Ｅｇｒ１诱导的一系列损伤性炎性因子释放有关。

２　肝毒性药物法 肝毒性药物主要包括对乙酰氨基酚（ａｃｅｔａｍｉｎｏ－ｐｈｅｎ）、硫代乙酰胺（ｔｈｉｏａｃｅｔａｍｉｄｅ）、Ｄ－氨基半乳糖（Ｄ－ｇａｌａｃｔｏｓａｍｉｎｅ）、四氯化碳（ｃａｒｂｏｎｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｅ）、乙醇（ａｌｃｏｈｏｌ）、氧化偶氮甲烷（ａｚｏｘｙｍｅｔｈａｎｅ）、鹅膏蕈碱（ａｍａｎｉｔｉｎ）等。

２．１　对乙酰氨基酚　商品名为扑热息痛，是一种临床常用的解热镇痛药，过量可导致肝损伤。

有研究表明ｃ－ｊｕｎ氨基端粒酶在其致病机制有重要的作用，过量的对乙酰氨基酚能使凋亡信号调节蛋白激酶的活化也是导致肝损伤的原因之一［１９］。

Ｐａｎａｔｔｏ等［２０］发现脑细胞线粒体呼吸链的抑制可能与肝性脑病发病机制有关。

此种方法与临床因服药过量急性肝衰竭引起的肝性脑病相似，且较容易控制，应用较广［２１］，主要在大鼠、猪等动物模型中应用，大鼠通过一次性腹腔注射来造模，剂量为３００～６００ｍｇ／ｋｇ；猪一般通过静脉持续注射的方法，也可通过空肠内注射的方式［２２］。

２．２　硫代乙酰胺　通过加单氧酶的生物转化来导致肝细胞坏死，并通过氧化应激和线粒体的渗透性改变等方式致星形胶质细胞水肿，进而影响神经调节功能。

此外，硫代乙酰胺能引起脑代谢异常，其通过改变脑组织对精氨酸、鸟氨酸、赖氨酸等氨基酸的摄取指数。

此模型较多用于研究谷氨酰胺、氧化应激、谷氨酸能神经元、γ－氨基丁酸能神经元等在肝性脑病发病机制中的作用［２３］。

有研究通过大鼠的硫代乙酰胺模型证明水通道蛋白－４的表达与急性肝衰竭肝性脑病脑水肿密切相关［２４］。

Ｒｕｓｚｋ－ｉｅｗｉｃｚ等［２５］发现线粒体谷胱甘肽含量的降低可能是肝性脑病线粒体障碍的重要因素，可能为肝性脑病的发病机制之一，通过Ｌ－组氨酸治疗肝性脑病成为可能。

硫代乙酰胺制备的Ａ型肝性脑病具有良好的可重复性、制模时间短、成功率高；其肝损伤与人类肝损伤具有相似的特点，已被广泛接受［２６］。

主要在大鼠模型中应用，有多种给药方式：３００～３５０ｍｇ／ｋｇ连续３ｄ腹腔注射、２００ｍｇ／ｋｇ皮下注射１次、３００ｍｇ／ｋｇ连续２ｄ灌胃等。

Ｍｌａｄｅｎｏｖｉｃ等［２７］通过对照３００ｍｇ／ｋｇ连续用药１ｄ、２ｄ和３ｄ，得出连续３ｄ总量９００ｍｇ／ｋｇ的肝性脑病模型能很好显示肝性脑病发病过程中各个时期，其脑电图改变与人肝性脑病有相似的结果，是比较理想的模型。