腦卒中(Stroke)是一種由于各種因素誘發腦內動脈狹窄、閉塞或破裂,造成急性腦血液循環障礙的疾 病,臨床上表現為一過性或永久性腦功能障礙的癥狀和體征。調查顯示,腦卒中危害巨大,每12秒就有一 個中國人發生卒中,每21秒就有一個中國人死于卒中。
腦卒中分為缺血性腦卒中和出血性腦卒中。缺血性腦卒中即為廣義的腦梗塞,占腦卒中病人總數的 60%~70%,主要包括短暫性腦缺血發作、腦血栓形成、腦栓塞、腔隙性梗塞、分水嶺梗塞。出血性腦卒 中主要包括腦出血、蛛網膜下腔出血等。
腦卒中動物模型是研究腦卒中的發病機制和藥物治療的必要手段和介質,一個好的腦卒中動物模型必須具備:
⑴能夠控制缺血的時間、部位、程度;
⑵與腦缺血或出血相關的因素如血壓、血氣、體溫、血糖等可被密切監視或控制;
(3)避免其他疾病和腦血管解剖差異性影響。
腦卒中模型大鼠(四動脈阻斷法致全腦缺血)
動物品系:SD大鼠,雌雄不拘,體重250~300g
復制方法
1、SD大鼠,雌雄不拘,體重為250?300g,經腹腔注射水合氯醛(350?400 mg/kg體重的劑或戊B比妥鈉 (50?60 mg/kg體重的劑量)麻醉后,仰臥位固定,剃除頸部毛發,手術區域皮膚常規消毒。
2、頸前正中切口,分離雙側頸總動脈(CCA),套線備用。同時枕部切口,借助手術顯微鏡分離暴露第一頸 椎橫突翼并找左右橫突孔,將灼熱的電烙鐵尖頭接插入翼突孔,深度以2~3 mm為宜,電凝雙側椎動脈 (vertebral artery,VA)造成永久性閉塞,插入時間不宜過長,1?2s即可,避免造成局部產熱過髙而損傷 脊髄和腦干。
3、24 h后用YI醚淺麻醉大鼠,頸部常規消毒,打開頸前正中切口,將套在雙側頸總動脈下的備用線結扎, 根據實驗需要可阻斷血流10?60 min。松開結扎線后可實行再灌注研究。
模型特點
本模型是一個能夠導致嚴重的大腦缺血,具有較可復制性的誘發模型,優點是缺血完全,檢驗缺血是否成 功的指標明確,且可進行缺血再灌注研究,缺點是手術復雜,成功率低,個體差異大,術后存活率為50% ?80%, 在手術過程中翼突孔的區分是完全阻斷VA的關鍵,在翼突孔前上方有一小切口,若肌肉分離不完 全,易將該切口誤認為是翼突孔,若在此處燒灼,不但不能完全阻斷VA,而且易燒傷脊髄,甚至腦干,引 起動物立即死亡。
線栓法局灶性腦缺血模型
1986年,日本學者Koizumi J發明了線栓法制備局灶性腦缺血大鼠模型,制備方法是在頸總動脈(CCA) 分叉部或頸外動脈(ECA)殘端插入線栓,并推進線栓依次經過CCA分叉/ECA殘端—頸內動脈(ICA)頸 段—頸動脈管—ICA腦底段—大腦后動脈(PCA)起始端口—大腦中動脈(MCA)起始端口—大腦前動脈 (ACA)始段。線栓能閉塞ICA血流,進一步阻斷進入MCA的血流,引起MCA供血區缺血、梗死。
其優點為:缺血部位恒定,可進行再灌注,模擬了人類永久性及短暫性局灶性腦缺血的不同狀態,且不需 要開顱,避免了開顱造成的顱內環境改變或感染,其次,線栓法能對缺血和再灌注時間進行準確控制,手 術難度相對較小,大鼠死亡率和并發癥發生率低。目前該動物模型被公認為局灶性腦缺血的標準模型,在 國內外得到廣泛運用。
新生大鼠(乳鼠)腦缺血
(1)復制方法
1、7日齡SD大鼠,雌雄不限,體重>12g。吸入YI醚麻醉,仰臥位。
2、頸部皮膚消毒,行頸部正中新生大鼠缺氧缺血性腦損傷模型切口,分離出左頸總動脈并用7-0滅菌絲線 雙線結扎,并于頸部創面點滴2~3滴2.50×10000U/kg體重的慶大霉素,縫合傷口并再次消毒皮膚。
3、休息30min~2h后,將大鼠置于有機玻璃低氧艙內(30cm×40cm×50cm有機玻璃艙,兩側各有一 1cm×1cm的小孔與外界相通,一側通氮氧混合氣,另一側與測氧儀相通。
4、底層鋪有鈉石灰以吸收CO2及濕氣),輸入氧、氮混合氣體(氧:8%,氮:92%)。艙內溫度控制在 (36±1)℃,濕度為(70±5)%,缺氧時間持續2h。
5、實驗結束后將大鼠放回鼠籠由母鼠行母乳喂養。假手術組分離左頸總動脈后直接縫合皮膚,不予結扎 及入低氧艙。
(2)檢測指標
1)行為學檢查 分別于麻醉前、模型制作結束后0、1、2、3及7d觀察每只大鼠的行為能力,包括:翻身能 力、平衡能力及夾尾尖叫能力,有無自發或夾尾左旋、抽搐等。
2)體重及左右腦重比測定 術后每天上午定時測量每只大鼠體重,觀察其體重增長情況,至處死時計算7d內 體重增長率。實驗動物在相應時間斷頭處死,迅速取出大腦,用濾紙輕吸大腦表面的液體和血跡后,去除 小腦,沿大腦縱裂切開左、右大腦半球,分別稱取濕重。并計算左、右腦重的比值。
3)病理學檢查
大鼠觀察至規定時間,行Yl醚麻醉,打開胸腔,用20ml注射器接穿刺針小心插入左心室,注入滅菌生理鹽水,同時剪斷頸外靜脈直至流出的液體變清為止,再注入4%多聚JIA醛/0.1mol/L PBS的固定液20~30ml。
然后斷頭取腦,并立即將之保存于上述固定液中,固定72h左右。將固定后的鼠腦以視交叉和乳頭體中部 為切面行冠狀切片,常規脫水及石蠟包埋,切片厚度為3~5μm,常規 HE染色,光鏡下觀察。也可進行免 疫組化染色進行相應檢測。
腦缺血再灌注模型 術前準備見左圖,選擇 220-250g 的 SD 大鼠,10% 水合氯醛(300uL/100g)麻醉保定,仰臥位,頸部 正中剃毛消毒備用
剪開頸部皮膚,鈍性分離頸部肌肉,暴露并游離單側頸動脈,穿線備用。
動脈夾暫時夾閉主動脈,并結扎頸外動脈。主動脈用注射器針頭挑開小口,插入自制線栓到頸內動 脈,大約 2.5-3cm。結扎頸內動脈,結扎主動脈近心端,松開動脈夾。
逐層縫合,根據實驗的需要的缺血時間進行拔栓手術(再灌注),拔栓時動物要完全麻醉,把出線栓 的長度約為 0.5cm。
模型成功的評判方法 神經功能缺損(NDS)評分
0 分:活動基本正常,無明顯神經病學癥狀;
1 分:左側前爪無法完全伸展;
2 分:爬行時向左側轉圈;
3 分:行走時向偏癱側傾倒;
4 分:不能自動行走,有意識障礙
5 分:死亡