若干实验性高血压大鼠模型的介绍_程轶群

2006年5月第16卷　第5期

中国比较医学杂志

CHINESE J OURNAL OF COMPAR ATIVE MEDICINE May ,2006Vol .16　No .5

综述与专论

若干实验性高血压大鼠模型的介绍

程轶群,李晓辉

(第三军医大学基础医学部,重庆　400038)

【摘要】　高血压是我国最常见的心血管疾病,而实验性高血压大鼠模型在高血压研究中扮演着重要的角色.本文对目前若干实验性高血压大鼠模型建立的方法以及它们的主要特点和应用进行了综述。

【关键词】　高血压;大鼠;模型,动物

【中图分类号】R544.1 【文献标识码】A 【文章编号】1671-7856(2006)05-0305-04

Introduction of Some Models of Hypertension in Experimental Rats

C HE NG Yi -Qun ,LI Xiao -Hui

(The Basic Depart ment of The Third Military Medical University ,Chongq ing 400038,China )

【Abstract 】　Hypertension is the most familiar cardiovascular disease in our country ,and the rat hypertens ion model play an important role in these studies .This text summarized the methods and characterics of some rat hypertension models .

【Key words 】　Hypertension ;Rat ;Model ,ani mal

[基金项目]重庆市自然科学基金重点项目及攻关项目(No .20027537、No .20048256)

[作者简介]程轶群(1979-),女,在读药理学硕士生,研究方向:心血管药理。E -mail :chengyiqun269998@sina .com [通讯作者]李晓辉,教授,博导。E -mail :xhl @mail .tmmu .com .cn

高血压是我国最常见的心血管疾病,其发生率在成年人中高达20%,不仅发病因素复杂众多,并且常有许多并发症,如脑卒中、心肌梗死、心力衰竭、

冠心病、糖尿病等。为了更好的研究高血压的发病机制,阐明各种药物的作用机理,并且开发出更多有效的药物,研究人员不断地努力尝试建立和应用各种高血压的动物模型,其中以大鼠模型最多,本文综述了目前若干实验性高血压大鼠模型建立的进展,以及它们的主要特点和应用。1　自发性高血压大鼠模型

国际上常用的原发性高血压的大鼠模型有:自发性高血压大鼠(SHR ,京都)、卒中易感型自发性高血压大鼠(SHR SP ,京都)、新西兰遗传性高血压大鼠(GH ,达尼丁)、以色列高血压大鼠(SBH ,耶路撒冷)、米兰高血压大鼠(MHS ,米兰)、里昂高血压大鼠(L H ,里昂)等。其中SHR 是最广泛应用的模型动物之一

[1]

。SHR 是1963年东京Okamoto 用

Wistar 大鼠培育而成的,其被毛呈白色。此鼠高血

压发生率高,在16周龄时高血压已形成,收缩压>21.28kPa ,无明显原发性肾脏或肾上腺损伤,心血管疾病发生率高。SHR 与人类原发性高血压形成

机制有相似之处,血压的升高均与外周血管阻力的增加有关,且对抗高血压药物有反应,因此,它是人类原发性高血压的研究及高血压药物筛选的较为理想的动物模型

[2]

。

2　转基因高血压大鼠模型

高血压病发病率高且病因复杂。临床研究发现其具有明显的家族倾向性,因而可能与遗传因素有关。从基因水平研究高血压病的发病机制是揭示这一疾病病因的根本途径。现已发现若干基因与发病有关,如肾素基因、血管紧张素转换酶基因、血管紧张素原基因、心房利钠因子基因等。目前,应用高血压相关基因制作转基因小鼠的报道已不胜枚举,而制作转基因大鼠的报道却屈指可数。大鼠是实验高血压学中广泛应用的经典动物,制作转基因大鼠有着更重要的理论和实际意义,但同时也有着较高的技术要求。

1990年,Mullin等[3]用显微注射法,将DB A2J 小鼠含侧翼序列的肾素-2(Ren-2)基因片段转入SD 大鼠的基因组中,培育出转肾素基因的低肾素型高血压大鼠模型(TGR)。TGR是第一个高血压转基因大鼠模型,其高血压的遗传性状是单基因Ren-2所致,血浆活性肾素和血管紧张素水平正常或降低,肾脏的肾素合成明显受抑,但肾上腺等肾外组织的肾素合成却显著增强,它首次提供了局部血管紧张素系统(R AS)在高血压发病中发挥作用的证据,是研究正常或低肾素型高血压以及研究组织RAS的极好模型。TGR的高血压可能是其在肾上腺中大量肾素的局部作用下,由于甾体激素分泌增加所致;也可能是由于小鼠Ren-2所编码的肾素与SD大鼠内源性血管紧张素原之间的酶反应动力学增强所致;也可能与Ren-2在其血管组织中表达增强、血管紧张素首次增加有关[4]。

3　肾血管性高血压大鼠模型

肾血管性高血压大鼠动物模型复制简便、动物来源充足,是高血压机制研究和药物实验的常用动物模型。传统的肾血管性高血压大鼠模型即二肾一夹型动物模型是采用腹正中切口或左侧斜切口术式,在大鼠左肾动脉套一直径相当的U型银夹,复制成功存活率95%[5]。

王立文等[6]行左侧直切口于腹膜后缩窄肾动脉,成功存活率达100%。采用健康3月龄Wistar 大鼠,体重180～220g,在触诊肾脏与脊柱之间沿与脊柱平行方向切开皮肤,切口1.5～2cm。术后2周达到高血压标准后血压可继续升高,4周左右达高峰并保持在稳定水平。相比之下,传统的腹正中切口长3～4c m,需翻转胃肠等腹内脏器显露后腹膜,破坏腹膜后方能暴露肾动脉,创伤大易造成腹腔感染;左侧斜切口与肋弓平行,显露肾脏后自肾蒂逆行分离肾动脉,易造成肾蒂牵拉伤,且肾门处动、静脉被同一血管鞘包被,解剖困难;而选择左侧直切口不入腹、切口小,且与右侧相比解剖关系更为单纯,因此选择左侧直切口更为简便、安全,值得推广。

尹时华等[7]采用丝线缩窄方法代替银夹,直接在左肾用1号丝线缩窄肾动脉形成肾性高血压。其中切口离正中线距离D(c m)=(大鼠体重×0.005)±0.01;银丝外径(mm)=(大鼠重量1000)±0.02,大鼠体质量为180～220g为佳。应用此法制作肾血管性高血压大鼠实验模型简单易行,实验成本低,成功率较高(83%),模型成后SBP于两周后即显著升高,且术后四周伴有左室肥厚的形成,是基础与临床医学科研工作者研究高血压及由高血压引起的心肌肥厚等疾病较理想的试验动物模型。

4　应激性高血压大鼠模型

王秀卿等[8]选用12周雄性Wistar大鼠,体重220～300g,选用刺激脉冲随机变动的足底电击结合噪声的复合刺激。刺激机以PC机为主体,产生控制电击及噪声信号。刺激脉冲电源强度以不造成损伤,但引起强烈反应为准。电流0.1～0.8mA,脉冲间隔为20～150ms,波宽2～20ms,刺激电压输出为75～150V可调,程序采用C语言设计,可满足不同刺激要求。实验组大鼠每天上午、下午各接受1次应激刺激,共15d。应激性高血压的发病率为94%,高于同类型实验性应激源,而且所需应激刺激的时间短。所形成的高血压在应激停止后的4～12d内,绝大多数能恢复正常,属于早期可逆性高血压,未伴有形态病理学变化,适合于早期神经元机制的探讨。

5　高血压病中医证型大鼠模型

5.1　高血压阴虚模型

造模时以银夹令大鼠左肾动脉狭窄,右肾完整,术后4～5周血压达到并稳定在高水平,此即二肾一夹Golblatt型高血压模型(2KIC型)。用滋阴药物对此型血压无明显影响,而用助阳药物则能进一步升高血压,从而认为此类型属“阴虚”模型[9]。

5.2　高血压阳虚模型

实验用大鼠,手术切除一侧肾上腺及肾脏,另一侧肾上腺挖去髓质和大部分皮质,术后饮用10g L 的食盐溶液,术后4～6周血压达到并稳定在较高水平,此即肾上腺皮质再生型高血压。用滋阴药对此型血压无明显影响,而用助阳药则有明显的降压作用,从而认为此类型属“阳虚”模型[9]。

5.3　高血压阴阳两虚模型

1961年日本的Oka motol[10-11]通过挑选血压高的大鼠进行选择交配培育出SHR,被认为是最接近人类高血压病发病情况的动物模型。对SHR大鼠灌服中药桂附八味丸全方,能起到最好的纠正血压作用。由于桂附八味丸属阴、阳双补的中药,因此认为此类模型属高血压阴阳两虚模型。

5.4　高血压实火型

日本学者用Wistar系雄性大鼠为黄连解毒汤专门制作高血压动物模型。通过预实验找出发生反应的热刺激(50℃,20min)和喂服美替拉酮盐水的方法,经15～20d实验鼠均发生了稳定的高血压(称MH型)。随着血压的升高,血浆促肾上腺皮质激素水平升高,脑内多巴胺含量也升高。用黄连解毒汤治疗本型高血压有明显的降压作用,且脑内多巴胺含量及促肾上腺皮质激素水平亦相应减少,从而反证出此类高血压属“实火”型[12]。

5.5　高血压肝阳上亢型

用手术使SD大鼠双侧肾动脉狭窄(双肾双夹法),术后2周灌服附子汤(单味附子20g),6周后大鼠性情变化大,结膜充血及血压升高较明显,血浆去甲肾上腺素、肾上腺素、血管紧张素水平均明显升高。用潜阳方(石决明、钩藤、黄芬、桑寄生、葛根、川牛膝)后以上指标均有明显的改善作用。用附子汤在自发性高血压大鼠(SHR)身上也成功复制出了肝阳上亢模型。在灌服附子汤4周后,实验动物的易激惹程度、结膜充血情况符合肝阳上亢表现。用潜阳方治疗不仅其激惹程度、结膜充血情况明显改善,血压亦有一定程度的下降[13-15]。

6　其他相关高血压大鼠模型

6.1　大鼠高血压血管性痴呆模型

血管性痴呆(vasculardementia,VD)患者多伴有高血压、动脉硬化、心脏病、糖尿病等,其中高血压已证实为VD的独立高危因素。莫飞智等[16]建立了高血压-血管性痴呆(VD)的动物模型,为研究其机理及中医证型提供形态学和行为学依据。先将SD大鼠制成肾性高血压(RHR),于第36～42天进行水迷宫测试。将存活的RHR于第43天阻断双侧颈总脉造成脑反复缺血再灌注损害。于第56天进行水迷宫测试,取假术组游到平台平均时间的95%上限值为标准,将超出上限值的缺血RHR确定为复合痴呆大鼠。结果存活的缺血RHR大鼠痴呆率达87.18%(3439)。至第83天,模型组仍处于痴呆的水平。所建立的VD复合模型,可用于对VD进行较长时期的慢性研究;临床上治疗VD患者时必须动态辨证。

6.2　感觉神经损伤性盐敏感性高血压大鼠模型

给新生大鼠适量的辣椒辣素可选择性和永久性地破坏90%以上的外周无鞘传入神经[17]。韩运峰等[18]将新生Wistar大鼠皮下注射辣椒辣素(50mg kg),哺乳期后高盐(含4%NaCl)饮食4周,结果发现新生大鼠辣椒辣素敏感性感觉神经损伤可使大鼠在盐负荷时血压显著而持久地升高、细胞[Ca2+]i 明显升高及肾排钠和水功能受损。这一模型在国内的成功建立为进一步探讨盐敏感性高血压和感觉神经功能之间的分子机制及深入研究盐敏感性高血压的发病机制、预防和治疗提供一个新的实验模型;为开拓盐敏感性高血压的实验和临床科研工作奠定了基础,并可望进一步揭示环境因素,特别是盐摄入在原发性高血压发病机制中的作用提供依据。

6.3　易卒中肾血管性高血压大鼠模型

曾进胜等[19]用体重量为90～120g鼠龄为2～3月的雄性SD大鼠,以内径为0.30mm的环形银夹,用双肾双夹法复制出高血压形成率达到100%、手术死亡率低,且易发生脑、心血管损害的复制成功一种易卒中型肾血管性高血压(RHR SP)。杨志华等[20]亦用自制的圆形银夹成功复制了R HRSP,并对模型制作的手术方法及术后管理进行探索和总结。RHRSP无遗传局限性,其血管损害纯粹由高血压因素引起,因此在模拟研究高血压性血管损害方面则更为可靠,可用于研究高血压导致血管损害的发病机制及验证各种药物对高血压性血管损害的防治作用。

6.4　胰岛素抵抗伴高血压大鼠模型

近十几年来,胰岛素抵抗(IR)引发的代偿性的高胰岛素血症是导致高血压的病因,同时,IR与高血压的进展及心、脑、肾的合并症密切相关的论点,受到国内外学者的广泛关注[21-22]。李怡等[23]用6周龄的雄性SD大鼠以果糖66%、脂肪12%、蛋白质22%的高果糖饲料喂养4周后体重、血压、胰岛素敏感性指数与正常对照组的差异均有显著性;8周后,除以上差异外,高果糖餐组TG有显著升高,FFA、FINS也有TG一样的趋势,但差异无显著性,而糖耐量试验、每天平均饲料摄入量两组间无显著差异。说明高果糖餐喂养的SD大鼠,具有典型的高血压伴胰岛素抵抗的特点,是研究胰岛素抵抗和高血压理想的动物模型。

6.5　高血压性脑出血大鼠模型

周爽等[24]在采用双肾双夹法复制的易卒中型肾血管性高血压大鼠模型的基础上,运用胶原酶加肝素脑内注射诱发脑出血,建立了高血压性脑出血大鼠模型,该模型大鼠存在着血压升高、神经缺损体

征明显、脑系数与脑组织含水量显著增加,脑组织形态结构异常等方面的病理变化,是一种稳定、可靠、重复性好、更能反映临床脑出血病理生理过程的较为理想的实验性脑出血模型。

小结

总之,目前已经建立一些比较成熟的高血压大鼠模型,同时也初步建立了一些特殊的高血压大鼠模型,给高血压的研究带来了许多方便。但是,动物模型和人类疾病本身还是有许多差异,仍旧需要我们进一步完善和改进,并且仍然有一些高血压相关疾病的动物模型没有建立,需要我们继续探索和尝试。

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〔收稿日期〕2005-07-18