几种常用的肺动脉高压动物模型简述

1、几种常用的肺动脉高压动物模型简述李彦川【摘要】Pulmonary hypertension( PH )is a disease with the main characteristics of pulmonary artery vasospasm, intmial hyperplasia and remodeling lesions, microthrombosis formation and increased pulmonary vascular resistance,which leads to right-sided heart failure,functional limitatio

2、ns,and ultimately death. The methods for animal models construction including:chronically hypoxic,monoerotatine injection,surgical shunt and so on. Here is to describe the principle of each model,production methods, advantages and disadvantages to provide references for selection of the appropriate

3、animal model.% 肺动脉高压(PH) 是一类以肺小动脉的血管痉挛、内膜增生及重构、微血栓病灶形成、肺血管阻力进 行性增高为主要特征的一种疾病,能够导致右心衰竭、功能受限、最终死亡的疾 病.PH动物模型的制作方法包括慢性低氧法、野百合碱注射法、分流手术等方法. 现分别介绍各模型原理、制作方法、优缺点,为进行PH研究时选择合适的动物模 型提供参考.期刊名称】 医学综述年(卷),期】 2012(018)001【总页数】3页(P121-123)关键词】 肺动脉高压;动物模型;模型特点作 者】 李彦川【作者单位】天津天士力研究院,天津,300410【正文语种】中文【中图分类】R541肺动脉高

4、压(pulmonary hypertension , PH)是以肺小动脉的血管痉挛、肺小动脉 的血管增生和重构为主要特征的一种疾病。肺小动脉的血管增生和重构致使肺血管 阻力进行性增加，患者往往最终死于右心衰竭。美国国立卫生研究院规定PH诊断 标准:右心导管测定静息状态下平均肺动脉压25 mm Hg(1 mm Hg=0 . 133 kPa)，或运动后平均肺动脉压 30 mm Hg1。由于人运动后肺动脉压力数 值差别很大，肺动脉压力的正常值界定非常困难，为了利于临床和实践的统一，在 2008年第四次PH会议上取消了运动后肺动脉压的诊断标准，只以静息状态下右 心导管测定的肺动脉平均压25 mm Hg

5、作为诊断标准2,其有助于临床PH 诊治水平的不断提高。研究PH常用的实验动物有大鼠、犬、绵羊、牛、猪等3- 4 。目前常用模型制作方法有慢性低氧法、野百合碱(monocrotaline , MCT)注 射、分流手术等，以及近年报道的新生内膜产生的重度PH造模方法。现主要介绍 几种常用的PH动物模型，总结归纳各模型的制备方法，病理生理学特点以及各模 型对临床PH的模拟性。1 慢性低氧法大鼠、犬、绵羊、猪都可以用于建立低氧性PH模型，按造模时间可分为急性(约 2周)或慢性(34周)低氧性PH模型。此模型多是根据薛全福等5 的方法并加 以改进，当动物吸入低氧气体后造成肺泡缺氧，短时间的低氧刺激可引起

6、肺血管收 缩反应，而低氧性肺血管收缩反复持续出现时，促使肺血管重构，造成右心室肥厚， 其过程是一个恶性循环过程。实验方法是将动物放入低氧仓或通过气管插管吸入低 氧气体，持续一定时间，然后根据研究目的进行肺循环和体循环血流动力学检测、 对动静脉进行血气分析6。有文献证明7，慢性持续低氧和间断性低氧都 可导致动物肺动脉异常重构，从而引起PH甚至肺衰竭。刘银花等8 将雄性SD大鼠置于常压低02高C02舱内（舱内02浓度维持在 9%11% , C02浓度为5%6%），每天8 h,每周6 d,共4周，4周后麻醉， 以右心导管测定大鼠肺动脉平均压，分离右心室和左心室+室间隔，计算右心室重 量与左心室+室间

7、隔重量的比值右心室/（左心室+室间隔）,并观测肺血管结构 变化，测定血浆中硫化氢水平，观察肺小动脉及支气管胱硫醚-Y-裂解酶的表达， 结果显示,与正常组相比模型组大鼠的肺动脉平均压、右心室/（左心室+室间隔）、 肺细小动脉管壁面积/管总面积比值和肺细小动脉中膜厚度显著性升高,证明造模 成功。该方法操作易掌握,但周期较长,鉴于仪器容积大小所限,常无法同时进行 大量动物的造模操作。模型PH的严重程度，常随缺氧时间的延长而恶化。低氧性 PH最主要的病理生理特征是肺血管收缩和肺血管重构。2 MCT注射法MCT造PH常采用雄性Wistar大鼠。实验原理是MCT的毒性损伤肺动脉，它属 于双吡咯类生物碱，在

8、肝脏内经P450单氧化酶转化后，经血液循环到达肺脏，可 引起肺动脉血管不可逆性损伤。肺动脉血管内皮细胞被认为是MCT的靶细胞，其 损伤在肺动脉血管重构过程中起着关键作用9-10 。MCT诱导大鼠PH过程中， 炎性反应在其发病机制中起着重要作用11-12。该模型很接近结缔组织相关的 PH发病机制的动物模型，应用其对结缔组织相关PH的发病机制及药物干预实验 进行研究,是比较理想的选择。MCT造PH模型中，造模剂MCT溶液的配制通常有两种方法。朱少平等13 和孙丹丹等14将MCT结晶用乙醇和生理盐水（多为2:8）混合液配成1%2% 溶液，大鼠按50 60 mg/kg，一次性腹腔或皮下注射，一般在给药

9、后23周， 即可形成PH，发生肺动脉重构。梁晨等15 将MCT先溶于1 mol/L浓盐酸， 加1 mL的去离子水，然后用1 mol/L的氢氧化钠调至为pH7.4,最后加5 mL 去离子水。MCT组大鼠一次性腹腔注射MCT(60 mg/kg) , 3周后成功复制PH模 型。熊迈等16 研究发现，雌激素能抑制MCT的作用，故雌性鼠对MCT较不 敏感，且雌激素血浓度有周期性变化，会影响病理模型的稳定性。该法操作简单、难度小、试剂易获得、花费较低，一般给药后34周模型即可成 功，且可在较短时间内进行大量动物的造模操作，但单纯用该法复制的PH模型亦 不能形成肺小动脉新生内膜。3手术分流术动脉与肺动脉间的

10、分流 大、中动脉压力要高于肺动脉的压力，在动脉与肺 动脉间建立分流可以有效使体循环的血液向肺循环内分流，使得肺循环血液增多， 达到左向右分流的目的。该造模方法多采用猪、羊、犬等体型较大的动物，采用左 锁骨下动脉与左肺动脉、左肺动脉分支与降主动脉行端侧吻合、左锁骨下动脉与左 下叶肺动脉行端端吻合、在主动脉与肺动脉之间放置移植物行侧侧吻合等手术。Rendas等17 对412周龄的猪进行胸主动脉与肺动脉主干吻合术，术后经1 3个月发现4周龄猪PH更加严重，认为该模型能够模拟先天性心脏病的左向 右分流导致的PH。该模型较好地模拟了先天性心脏病的左向右分流，且与PH的 病理生理情况相似。但造模时血管间吻

11、合手术技术性高，难度大，创伤大，死亡率 较高，且实验动物体型要求较大，成本较高。动静脉之间的分流 动静脉之间压力差较大，在动静脉之间建立吻合，动脉 血分流入静脉，致使回流入右心血液增加，右心射入肺动脉的血液增加，最终形成 高动力型PH18。实验常采用手术对大鼠施行腹主动脉-下腔静脉分流，造成 体循环之间的分流19,可造成PH模型。张凤伟等20将兔麻醉后，采用颈部正中切口，显露右侧颈外静脉，在颈外静 脉第一个属支下方结扎其远端。游离右侧颈总动脉，近心端用小血管夹阻断血流， 在颈内、外动脉分叉处下方约o. 5 cm处结扎并斜行切断颈总动脉。用小血管夹 阻断颈外静脉近心端，于颈外静脉内侧适当位置做一

12、个约2 mm切口，使用7-0 Prolene线行颈动-静脉端侧吻合。术后3个月，兔肺动脉压力明显升高，右心室 肥厚，病理学检测显示肺血管重构，肺小动脉出现中层增厚及内膜增生，部分病变 严重的肺小血管出现管腔闭塞，证实PH模型建立成功。利用兔颈-动静脉分流制 备动力性PH模型手术过程简单，成功率高，与犬、猪等动物比较经济性好，可应 用于对先天性心脏病合并PH形成及发展机制、PH血管病变的研究。此类模型实验动物体型不太大，一般使用大鼠即可，成本低，且手术大多不需开胸， 创伤较小，操作简单，难度较各级动脉与肺动脉间的分流手术低。其他方法罗锋等21 切除SD大鼠一侧肺叶，造成对侧肺循环血流量增加3,可

13、造成 PH模型。方法是麻醉及气管插管被动呼吸，胸口消毒，打开胸腔，左肺根部用两 把止血钳，切除整个左肺，操作时注意不要损伤对侧胸膜。然后用4号丝线结扎 近端肺门，缝合胸部切口。清醒后拔除气管插管，缝合颈部切口， 12周后成功建 立了 PH动物模型。该研究模拟了临床实践中肺切除术后对患者造成的解剖上的损 伤及病理生理改变，是一种研究肺切除损伤机制，探讨干预措施的实验动物模型。 对于重度PH的研究，应该选用有新生内膜形成的重度PH动物模型。Okada等22 报道左肺切除合并MCT注射的新生内膜形成的PH模型。将大鼠的左肺切 除，使右肺形成高血流，术后1周再皮下注射MCT,4周后取材发现90%的左月

14、市 切除合并MCT注射的大鼠出现类似与人的重度PH肺血管新生内膜。 Taraseviciene-Stewart等23 报道无T细胞的裸鼠合并使用血管内皮生长因子 受体阻滞剂可导致重度PH。小结目前多种PH动物模型，包括血管内皮毒物损伤(如MCT)或血流动力学改变(如体 动脉-腔静脉分流)，及使用最为广泛的低氧动物模型在内，在病理学改变方面均不 能完全模拟人类梗阻性PH肺血管重构模式。虽然现在有些模型可以模拟出临床重 度PH肺组织的新生内膜改变，甚至是丛状改变，但能否完全模拟临床PH的细胞 和分子发生机制尚需进一步研究证实。尽管现在可供研究的动物模型较多，但尚不 清楚哪类模型更能阐明临床PH的病

15、理机制。因此，应把动物模型的研究和临床实 际结合起来，针对不同类型的PH建立与之相适合的动物模型，这样动物模型的研 究才更具有意义。参考文献McLaughlin VV，Archer SL，Badesch DB，et alACCF/AHA 2009expert consensus document on pulmonary hypertension a report of the American College of Cardiology Foundation Task Force on Expert Consensus Documents and the American Heart Ass

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