脑缺血动物模型研究.ppt

脑缺血动物模型脑缺血动物模型 的制备和评价的制备和评价 急性期脑梗塞治疗理念的演变急性期脑梗塞治疗理念的演变 改善或增加缺血区的供血:稀释血液，降低血粘度，改善循环 “时间窗”治疗 溶解血栓、恢复血供、挽救半暗带区脑组织:3-6h内溶栓治疗 抗血小板聚集治疗卒中单元（stroke unit）神经保护剂急性期脑梗塞治疗理念的演变急性期脑梗塞治疗理念的演变神经保护剂：神经保护剂：（1 1）钙离子拮抗剂）钙离子拮抗剂:具有选择性扩张脑血管作用，具有选择性扩张脑血管作用，改善脑缺血区的低代改善脑缺血区的低代 谢状态，抑制缺血谢状态，抑制缺血“瀑布效应瀑布效应”启动，改善再灌注损伤。启动，改善再灌注损伤。（3 3）细胞稳定剂）细胞稳定剂:常用胞二磷胆碱，有神经元保护作用常用胞二磷胆碱，有神经元保护作用 （4 4）兴奋型氨基酸拮抗剂）兴奋型氨基酸拮抗剂:迄今综合评价最好的氨基酸受体损坏拮抗剂迄今综合评价最好的氨基酸受体损坏拮抗剂Mg Mg 2+2+是其中之一。硫酸镁是其中之一。硫酸镁1.0-2.5g1.0-2.5g稀释成稀释成1%1%浓度静滴浓度静滴1 1次次/日，连用日，连用3 3日，应尽日，应尽 早应用。早应用。（5 5）阿片受体拮抗剂）阿片受体拮抗剂:阿片受体拮抗剂纳洛酮能改善脑缺血后的神经损伤症阿片受体拮抗剂纳洛酮能改善脑缺血后的神经损伤症 状，促进神经功能恢复，降低死亡率。状，促进神经功能恢复，降低死亡率。（6 6）神经节苷脂制剂（）神经节苷脂制剂（GMGM）：改善预后）：改善预后 （7 7）GABAGABA增强剂：吡拉西坦增强剂：吡拉西坦 ，结果不一，结果不一 （8 8）其它）其它:神经生长因子（神经生长因子（NGFNGF）脑梗塞治疗理念的演变历程脑梗塞治疗理念的演变历程 在过去的在过去的1515年中被世界所公认：年中被世界所公认：3 3小时内静脉溶栓小时内静脉溶栓 卒中单元卒中单元 阿斯匹林阿斯匹林 开颅减压术开颅减压术 动物试验动物试验 临床随机对照试验临床随机对照试验 概概 述述 缺血性脑血管病缺血性脑血管病(I CVD)(I CVD)约占全部脑血约占全部脑血管病的管病的 80%,80%,具有发病率、致残率、病死率具有发病率、致残率、病死率高的特点高的特点,已成为严重危害人类健康的疾病已成为严重危害人类健康的疾病之一。由于临床研究的种种限制之一。由于临床研究的种种限制,脑缺血动脑缺血动物模型已成为研究脑血管病损伤机制和防治物模型已成为研究脑血管病损伤机制和防治措施不可缺少的工具。因此措施不可缺少的工具。因此,建立最接近人建立最接近人类脑缺血的理想动物模型类脑缺血的理想动物模型,具有重要意义。具有重要意义。脑血流供应脑血流供应 模式生物模式生物 1.1.研究生命现象研究生命现象过程中长期和反复作为研究材料的过程中长期和反复作为研究材料的物种物种 2.2.细胞生命在发育的基本模式方面具有相当大的细胞生命在发育的基本模式方面具有相当大的同一性同一性 3.3.用较用较低级低级位置上的物种来研究发育位置上的物种来研究发育共同规律共同规律是可能的是可能的 4.4.在有不同发育特点的生物中发现共同形态形成和变化在有不同发育特点的生物中发现共同形态形成和变化 特征时，发育的普遍原理也就得以建立。特征时，发育的普遍原理也就得以建立。5.5.这些生物帮助我们理解生命一般规律的生物被称为这些生物帮助我们理解生命一般规律的生物被称为 “模式生物模式生物”脑缺血动物模型的意义脑缺血动物模型的意义 宗旨：宗旨：为人类疾病（脑缺血性疾病）研究服务为人类疾病（脑缺血性疾病）研究服务 要求：要求：基因基因 脑和血管解剖脑和血管解剖 繁殖力强繁殖力强 操作简单，重复性好操作简单，重复性好 物种的概念和动物分类的等级物种的概念和动物分类的等级 物种（物种（SpeciesSpecies）是动物分类的基本单位，在动物分）是动物分类的基本单位，在动物分类学上，为了将数量众多的物种进行鉴定、研究，便建类学上，为了将数量众多的物种进行鉴定、研究，便建立了一个科学的系统，设立了很多的等级或阶元（立了一个科学的系统，设立了很多的等级或阶元（CategoryCategory），用以表示各种动物间类似的程度和亲缘关），用以表示各种动物间类似的程度和亲缘关系的远近。从上至下则为界、门、纲、目、科、属和种系的远近。从上至下则为界、门、纲、目、科、属和种，形成了一个科学的动物分类系统。，形成了一个科学的动物分类系统。“没有物种的概念，整个科学便没有了没有物种的概念，整个科学便没有了”恩格斯恩格斯 物种的概念和动物分类的等级物种的概念和动物分类的等级 界：界：动物界动物界 Animalia Animalia 门：门：脊索动物门脊索动物门 Chordata Chordata 纲：纲：哺乳纲哺乳纲 Mammalia Mammalia 下纲：下纲：真兽下纲真兽下纲 Eutheria Eutheria 总目：总目：灵长总目灵长总目 Euarchontoglires Euarchontoglires 目：目：啮齿目啮齿目 Rodentia Rodentia 兔形目兔形目 树树鼩鼩目目 亚目：亚目：松鼠形亚目松鼠形亚目 Sciuromorpha Sciuromorpha 河狸亚目河狸亚目 Castorimorpha Castorimorpha 鼠形亚目鼠形亚目 Myomorpha Myomorpha 鳞尾松鼠亚目鳞尾松鼠亚目 Anomaluromorpha Anomaluromorpha 豪猪亚目豪猪亚目 Hystricomorpha Hystricomorpha 发现发现 物种的分类物种的分类 常用模式动物常用模式动物 常用模式动物常用模式动物 尽管一些体积较大的动物，如尽管一些体积较大的动物，如猩猩猩猩、猴猴、猫猫、狗狗、兔兔、猪猪 都曾用于脑缺血研究，但是都曾用于脑缺血研究，但是大多数实验室选择大多数实验室选择大鼠大鼠或或沙土鼠沙土鼠作为研究对作为研究对象。象。大鼠和小鼠作为模式生物的优势大鼠和小鼠作为模式生物的优势 1.1.大鼠品种多，易于饲养，价格低廉大鼠品种多，易于饲养，价格低廉 2.2.纯种鼠属近亲交配，基因型相似，脑血管解剖和生理机能也相似纯种鼠属近亲交配，基因型相似，脑血管解剖和生理机能也相似 3.3.大鼠脑血管解剖和生理机能接近于人类大鼠脑血管解剖和生理机能接近于人类 4.4.脑血管损伤部位恒定，实验重复性好脑血管损伤部位恒定，实验重复性好 5.5.动物存活时间长，利于脑缺血相关病理改变过程的研究动物存活时间长，利于脑缺血相关病理改变过程的研究 6.6.脑体积大小适宜，易施低温固定技术和组织生化分析脑体积大小适宜，易施低温固定技术和组织生化分析 7.7.有关系列大鼠的生理、药理和生化方面的实验资料可供分析比较有关系列大鼠的生理、药理和生化方面的实验资料可供分析比较 8.8.克服了体外实验无法实施再灌流的缺陷克服了体外实验无法实施再灌流的缺陷 9.9.沙土鼠缺乏后交通动脉及完整的基底动脉环，两侧大脑供血相对沙土鼠缺乏后交通动脉及完整的基底动脉环，两侧大脑供血相对独立，通过闭塞一侧或双侧独立，通过闭塞一侧或双侧CCACCA即可复制效果明显的同侧或双侧即可复制效果明显的同侧或双侧 脑缺血模型脑缺血模型 脑缺血模型的制备脑缺血模型的制备永久性闭塞永久性闭塞缺血缺血/再灌注再灌注 大鼠脑血管解剖示意图大鼠脑血管解剖示意图 大鼠全脑缺血模型大鼠全脑缺血模型 -二血管阻断法二血管阻断法 方法：方法：SmithSmith等通过夹闭双侧颈等通过夹闭双侧颈总动脉总动脉(CCA)(CCA)合并低血压以减少合并低血压以减少脑血流量，造成急性脑缺血。脑血流量，造成急性脑缺血。单纯结扎双侧单纯结扎双侧 CCA CCA而不降低血而不降低血压压,则不足以使脑血流量则不足以使脑血流量(CBF)(CBF)降低至缺血和能量代谢紊乱的程降低至缺血和能量代谢紊乱的程度。度。大鼠全脑缺血模型大鼠全脑缺血模型 -二血管阻断法二血管阻断法 优点：优点：该法手术简单该法手术简单,失败率低失败率低 模拟了临床上休克、心功能不全、脑血管严重狭窄或模拟了临床上休克、心功能不全、脑血管严重狭窄或 阻塞合阻塞合 并血液低灌流引起的脑循环障碍并血液低灌流引起的脑循环障碍 缺点：缺点：脑缺血时限长，有时导致脑缺血后抽搐、癫痫等并发症的发生脑缺血时限长，有时导致脑缺血后抽搐、癫痫等并发症的发生 由于全身低血压严重干扰其他器官的血供及实验结果由于全身低血压严重干扰其他器官的血供及实验结果 模型不能在清醒动物进行模型不能在清醒动物进行,无法进行神经行为的观察无法进行神经行为的观察 适用：适用：探讨不完全性脑缺血对能量代射的影响，缺血性脑损伤的发病探讨不完全性脑缺血对能量代射的影响，缺血性脑损伤的发病 机理、机理、评价抗脑缺血药物的疗效更有价值。评价抗脑缺血药物的疗效更有价值。大鼠全脑缺血模型大鼠全脑缺血模型 -四动脉阻断法四动脉阻断法 方法：方法：Pulsinelli Pulsinelli 等在等在19791979年通过阻断双侧年通过阻断双侧CCACCA及椎动脉血流成功建立了四血管闭塞及椎动脉血流成功建立了四血管闭塞法大鼠全脑缺血模型。法大鼠全脑缺血模型。以以1%1%戊巴比妥钠按戊巴比妥钠按 40 mgP kg 40 mgP kg 进行腹腔麻醉进行腹腔麻醉,腹卧固定大鼠于恒温腹卧固定大鼠于恒温手术台手术台,颈后正中切开颈后正中切开,暴露第一颈椎的两侧翼暴露第一颈椎的两侧翼板小孔板小孔,用单极电凝针插入其中用单极电凝针插入其中,烧灼双侧推动烧灼双侧推动脉脉,使之永久闭塞使之永久闭塞,24 h,24 h后再仰卧位后再仰卧位,局麻喉局麻喉部部,在喉头与胸骨间在喉头与胸骨间 3 cm 3 cm处正中切口处正中切口,分离暴露分离暴露二侧二侧CCA,CCA,手术缝合线打活结手术缝合线打活结 结扎结扎,阻断两侧阻断两侧 CCACCA使缺血使缺血 30 min,30 min,松开活结松开活结,造成大鼠全脑缺造成大鼠全脑缺血再灌流模型。血再灌流模型。大鼠全脑缺血模型大鼠全脑缺血模型 -四动脉阻断法四动脉阻断法 优点：检验缺血是否成功的指标明确 并能进行灌注实验 海马损伤明显，可显示记忆功能的减退 缺点：操作较复杂 椎动脉和脊管前动脉间的交通支存在个体差异较大 操作的熟练程度直接影响实验效果 适用：该模型用于特殊领域的研究 大鼠局灶性脑缺血大鼠局灶性脑缺血（MCAO）模型模型 大脑中动脉大脑中动脉(MCA)(MCA)是人群脑卒中的多是人群脑卒中的多发部位，发部位，MCAMCA闭塞（闭塞（Middle cerebral artery occlusion，MCAO）模型被模型被普遍认为是局灶性脑缺血的标准动物模型普遍认为是局灶性脑缺血的标准动物模型，主要有以下几种：，主要有以下几种：栓塞法、栓线法、光栓塞法、栓线法、光化学法、开颅法化学法、开颅法 大鼠局灶性脑缺血模型大鼠局灶性脑缺血模型 大鼠局灶性脑缺血模型大鼠局灶性脑缺血模型 -栓塞法栓塞法 方法：方法：Kudo Kudo等采用等采用100100 m，在颈外在颈外动脉（动脉（ECAECA）的颈内动脉（）的颈内动脉（ICAICA）开口）开口处置一可逆性插管，栓子则由处置一可逆性插管，栓子则由ICAICA进入进入MCAMCA，导致同侧大脑皮层、海马、深，导致同侧大脑皮层、海马、深层灰质结构的梗塞。层灰质结构的梗塞。材料：材料：同源血凝快同源血凝快 碳素颗粒碳素颗粒 塑料颗粒塑料颗粒 花生四烯酸钠花生四烯酸钠 大鼠局灶性脑缺血模型大鼠局灶性脑缺血模型 -栓塞法栓塞法 优点：优点：可选材料多样，较好模拟脑栓塞可选材料多样，较好模拟脑栓塞 缺点：缺点：由于栓子的随机性由于栓子的随机性,无法预测栓塞的部位与大小无法预测栓塞的部位与大小 缺血不一缺血不一,不利于神经症状和脑组织定量分析不利于神经症状和脑组织定量分析 不能再通与人类卒中差异较大不能再通与人类卒中差异较大 适用：适用：血栓形成过程的研究血栓形成过