血管性癡呆的病因是由于腦血管硬化、狹窄而導致腦部供血不足,久而久之使腦細胞功能減退、喪失而引起的記憶功能衰退,認知障礙等。動(dòng)物模型主要是造成腦部供血不足,從而引起繼發(fā)性的記憶障礙。常采用全腦缺血的動(dòng)物模型來(lái)模擬人類(lèi)的血管性癡呆。
一、 雙側頸總動(dòng)脈阻斷模型(Model of occlusion of bilaterial carotis communis artery)
(1)復制方法 雄性大鼠,體重為250~300g。以水合氯醛(按350~400mg/kg體重的劑量)或戊巴比妥鈉(按50~60mg/kg體重的劑量)經(jīng)腹腔注射麻醉后仰臥位,剃除頸部毛發(fā),手術(shù)區域皮膚消毒。頸部正中切口,鈍性分離雙側頸總動(dòng)脈,用1號線(xiàn)將其行永久性結扎??p合切口后再行局部消毒,小心放回籠內(每籠一只待其完全清醒)。局部傷口縫合前,可用慶大霉素3~5滴滴入局部傷口內防止感染。術(shù)后正常飼養12周,自第13周起可開(kāi)始分組給藥治療。行為學(xué)檢驗可采用穿梭箱法和Morris水迷宮分析系統,進(jìn)行定位航行實(shí)驗和空間探索試驗。
(2)模型特點(diǎn) 術(shù)后的1~3周,陸續有動(dòng)物死亡發(fā)生,其死亡率在20%~40%,因此需根據實(shí)驗情況增加手術(shù)動(dòng)物的總數。
(3)比較醫學(xué) 該模型由于阻斷了雙側頸總動(dòng)脈,造成了腦部急性供血不足,隨后可通過(guò)基底動(dòng)脈和基底動(dòng)脈環(huán)血流調節以及逐漸形成的側支循環(huán)所改善,但海馬區達不到正常腦供血水平,形成慢性大腦供血不足,模擬了人類(lèi)由于血管粥樣硬化使頭頸動(dòng)脈逐漸狹窄所致的慢性大腦供血不足。水迷宮實(shí)驗顯示,動(dòng)物的定位航行和空間探索能力均降低,癡呆率達80%左右。該模型可用于研究癡呆腦組織的形態(tài)及病理生理變化機制,也可用于判定某些治療手段和藥物的效果。
二、 雙側頸總動(dòng)脈、椎動(dòng)脈阻斷模型(Model of occlusion of bilaterial carotis communis artery with vertebral artery)
(1)復制方法 雄性大鼠,體重為300~350g。以水合氯醛(按350~400mg/kg體重的劑量)或戊巴比妥鈉(按50~60mg/kg體重的劑量)經(jīng)腹腔注射麻醉后俯臥位固定于立體定位儀上,剃除頸部毛發(fā),手術(shù)區域皮膚消毒。行背側頸部正中切口,逐層鈍性分離暴露雙側第1頸椎橫突小孔,用直徑0.5mm的電凝針燒灼雙側翼小孔內的椎動(dòng)脈,造成永久性閉塞。再將大鼠仰臥位固定,行腹側頸正中切口,鈍性分離雙側頸總動(dòng)脈,以4號線(xiàn)穿線(xiàn)備用。24h后乙醚麻醉,用微動(dòng)脈夾夾閉雙側頸總動(dòng)脈5min,間隔1h后再夾閉5min,共夾閉3次。術(shù)后連續5d經(jīng)肌肉注射慶大霉素,每只2萬(wàn)U/d。
(2)模型特點(diǎn) 雙側頸總動(dòng)脈夾閉后1min,大鼠翻正反射消失,意識喪失,再通1h后意識逐漸恢復,翻正反射出現。動(dòng)物造模2周后其主動(dòng)回避反應明顯下降,海馬腦片上 LTP降低,細胞的超微結構改變明顯。行為學(xué)檢查可采用穿梭箱法和Morris水迷宮法。術(shù)后也有動(dòng)物死亡發(fā)生,因此要根據實(shí)驗情況增加手術(shù)動(dòng)物的總數,若出現肢體運動(dòng)障礙的大鼠應予以剔除。
(3)比較醫學(xué) 反復缺血再灌注和長(cháng)期慢性低灌流是血管性癡呆的重要原因。該模型通過(guò)燒灼永久性閉塞了雙側椎動(dòng)脈,造成長(cháng)期慢性腦灌注不足;反復夾閉雙側頸總動(dòng)脈造成動(dòng)物腦組織的反復缺血再灌注,與臨床VD的發(fā)病類(lèi)似。此模型是目前國際公認的VD造模方法。它較好地模擬了VD的發(fā)病特點(diǎn),且缺血后生理指標較穩定,病理改變較為充分明確,卒中指數低,無(wú)明顯肢體運動(dòng)障礙。
三、 多發(fā)性腦梗死性癡呆(DMI)動(dòng)物模型(Model of dementia of multi-infarction in brain)
(1)復制方法 SD大鼠,雌雄不拘,體重為350~450g(10月齡以上)的老齡鼠。
1)模型制備 用以水合氯醛(按350~400mg/kg體重的劑量)或戊巴比妥鈉(按50~60mg/kg體重的劑量)經(jīng)腹腔注射麻醉,剃除頸部毛發(fā),手術(shù)區域皮膚消毒。頸正中切開(kāi)皮膚,分離肌肉,暴露左側頸總動(dòng)脈及頸內、外動(dòng)脈。用動(dòng)脈夾暫時(shí)夾閉頸總動(dòng)脈,從頸外動(dòng)脈處逆行穿刺插管注入0.2~0.4ml栓塞液(取SD大鼠無(wú)菌自然干燥的血凝塊,研碎分級過(guò)篩,選直徑100~200目的微粒溶于生理鹽水中,制成200g/L的懸濁液,即栓塞液),結扎頸外動(dòng)脈。然后開(kāi)放頸總動(dòng)脈夾,使栓子通過(guò)頸內動(dòng)脈進(jìn)入顱內至大腦各動(dòng)脈,造成多灶性腦梗死。局部傷口縫合前,術(shù)后連續5d肌肉注射慶大霉素,每只2萬(wàn)U/d。
雙側多發(fā)性梗死性癡呆模型制作時(shí),兩側頸外動(dòng)脈同時(shí)注入栓塞液,方法劑量同上。
2)檢測指標
?、傩袨閷W(xué)癥狀 術(shù)后24h觀(guān)察動(dòng)物的活動(dòng)并進(jìn)行神經(jīng)分級。0級:動(dòng)物肢體活動(dòng)無(wú)明顯障礙;1級:提起鼠尾頭垂向患側,前肢下垂;2級:動(dòng)物行走出現追尾現象;3級:動(dòng)物行走障礙。
?、趯W(xué)習記憶障礙測試 采用穿梭箱法和Morris水迷宮法對動(dòng)物的記憶功能進(jìn)行檢測。
?、鄄±順吮局谱? 分別于第10日、20日測定后處死動(dòng)物。一半動(dòng)物取腦標本做成腦切片,用三苯四唑(TTC)染色,觀(guān)察梗塞面積及病理變化。另一半動(dòng)物取腦標本固定于10%甲醛液內,作3個(gè)冠狀切面,同時(shí)取小腦、中腦、橋腦、延髓制成切片,HE染色光學(xué)顯微鏡下檢查。
(2)模型特點(diǎn) 單側栓塞動(dòng)物手術(shù)后的死亡率在20%~25%,雙側栓塞動(dòng)物術(shù)后的死亡率高達40%~50%。動(dòng)物麻醉清醒后能站立,但大多數有不同程度的跛行(尤以后肢明顯);病理學(xué)檢測發(fā)現,注入的微球大部分集中在手術(shù)同側腦半球,少數在異側,梗死區多分布在同側大腦中動(dòng)脈和前動(dòng)脈區,少數分布在異側前動(dòng)脈區。TTC染色見(jiàn),正常腦組織呈深橙紅色,腦缺血區不著(zhù)色或著(zhù)色淺。單側多發(fā)性腦梗死鼠腦內病灶為3~5個(gè)。雙側腦栓塞腦內病灶可達6~8個(gè);顯微鏡檢查可見(jiàn),栓死區軟腦膜及腦血管充血擴張,血管周?chē)g隙增寬,腦內紅細胞堆積,神經(jīng)細胞呈局部缺血性改變,胞體不同程度的縮小,核固縮呈三角形或桿狀。梗死灶中常見(jiàn)單核細胞、巨噬細胞、膠質(zhì)細胞增生和纖維蛋白聚集。海馬區AChE陽(yáng)性神經(jīng)元數量明顯減少。
(3)比較醫學(xué) 與大腦中動(dòng)脈局灶性腦缺血、雙側頸總動(dòng)脈結扎致前腦缺血、四血管閉塞致全腦缺血等模型相比, DMI模型較好地模擬了臨床DMI的行為癥狀和病理形態(tài)學(xué)改變,更接近于人類(lèi)自然栓塞現象。且已被證實(shí)該法造模與人類(lèi)VD的病因病理基本相似。DMI模型大鼠可出現明顯的學(xué)習記憶障礙,造模成功率高,手術(shù)創(chuàng )傷小,是迄今為止用來(lái)評價(jià)抗VD藥物作用及探討藥物作用機制較為常用的動(dòng)物模型。DMI模型亦存在著(zhù)諸多不足:①DMI模型大鼠存活時(shí)間較短,最長(cháng)也未能超過(guò)30d,與臨床病程相差甚遠。②翼突腭動(dòng)脈是頸內動(dòng)脈的分支,故在造模過(guò)程中,栓子進(jìn)入頸內動(dòng)脈的同時(shí),也會(huì )流入翼突腭動(dòng)脈,導致顱外梗塞。③術(shù)后結扎了頸外動(dòng)脈,阻斷了部分腦血供。④頸外動(dòng)脈較細,壓力高,注入栓子困難,進(jìn)針時(shí)易刺穿甚至挑斷血管,造成血液外流。盡管如此,截至目前,DMI動(dòng)物模型仍不失為一個(gè)常用的較好VD模型。
四、 小鼠反復腦缺血再灌注模型(Ischemia and reperfusion in mice)
(1)復制方法 雌性、雄性小鼠皆可,體重為25~30g。術(shù)前10h禁食不禁水。小鼠經(jīng)腹腔注射烏拉坦(按1.0g/kg體重的劑量)或戊巴比妥鈉(按60mg/kg體重的劑量)使其麻醉,待翻正反射消失后,仰位固定。頸部皮膚消毒,行正中切口,鈍性分離雙側頸總動(dòng)脈,38℃下行10min夾閉、20min再通,如此反復3次,并使動(dòng)物失血5%~10%的血容量。術(shù)中注意頸部創(chuàng )面點(diǎn)滴2~3滴(2.50×10000U/kg體重)慶大霉素。術(shù)后24h、48h進(jìn)行學(xué)習、記憶的行為學(xué)檢測。手術(shù)期間注意給動(dòng)物保溫。
(2)模型特點(diǎn)與比較醫學(xué) 術(shù)后3~30d神經(jīng)病理學(xué)與行為學(xué)動(dòng)態(tài)觀(guān)察發(fā)現,模型小鼠的大腦皮質(zhì)變薄,額葉皮質(zhì)錐體細胞核固縮,局限性神經(jīng)元數目減少,膠質(zhì)細胞增生,形成多處結節。海馬CA1區細胞缺失和排列不規則,且隨時(shí)間推移逐漸加重,至術(shù)后30d,海馬CA1區細胞幾乎完全脫失,膠質(zhì)細胞大量增生,CA2、CA3區細胞也嚴重脫失,呈現海馬硬化。與此同時(shí)模型小鼠表現出顯著(zhù)的缺血性學(xué)習記憶障礙。該模型的優(yōu)勢在于其方法簡(jiǎn)便可靠,且小鼠價(jià)廉,適合于藥物的初篩。