AngII诱导高血压大鼠模型：原理、方法与应用
摘要： 血管紧张素II（Angiotensin II, AngII）诱导的高血压大鼠模型是研究高血压及其相关靶器官损害的经典实验模型之一。该模型通过外源性持续输注AngII，模拟了肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）过度激活这一人类高血压的核心病理生理机制，具有血压升高显著、稳定、可性高，并伴随特征性心血管与肾脏重构等优点，广泛应用于高血压发病机制、药物干预及靶器官保护研究。
一、模型原理
- RAAS的核心效应分子： AngII是RAAS中最重要的生物活性肽之一，通过作用于血管紧张素II 1型受体（AT1R），发挥强大的血管收缩、促进醛固酮释放、增加水钠重吸收、激活交感神经系统、刺激血管平滑肌细胞增殖与迁移、促进炎症和氧化应激等多种病理生理效应。
- 模拟病理状态： 持续外源性输注AngII，人为造成循环和/或局部组织AngII水平持续升高，直接模拟了RAAS过度激活这一在多种形式人类高血压（如原发性高血压、肾血管性高血压、盐敏感性高血压等）中普遍存在的关键机制。
- 诱导高血压与靶器官损害： AngII通过上述多重作用，导致外周血管阻力持续增加、血容量扩张，从而快速、稳定地诱导血压升高。同时，AngII的直接促炎、促纤维化和促氧化作用，协同压力负荷，共同导致心脏（左心室肥厚、纤维化）、血管（内皮功能障碍、血管硬化、动脉瘤）、肾脏（肾小球硬化、肾小管间质纤维化、蛋白尿）等靶器官的进行性损伤。
二、模型建立方法
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实验动物：
- 常用品系：雄性Sprague-Dawley (SD) 大鼠、Wistar大鼠最为常用。C57BL/6小鼠模型也日益增多，但大鼠模型在血压稳定性、组织量获取方面仍有优势。
- 年龄与体重：通常选用8-12周龄、体重200-300g的健康成年大鼠。动物需在标准实验动物房（温度22±2°C，湿度50±10%，12/12小时明暗循环）适应至少一周。
- 伦理审批： 所有实验操作必须获得所在机构动物伦理委员会的批准，严格遵守动物福利原则（如3R原则）。
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主要试剂与器材：
- AngII： 溶解于无菌生理盐水或适宜的缓冲液（如含0.01N醋酸或0.1%牛血清白蛋白的生理盐水）中。注意：避免使用含防腐剂的溶剂。
- 微型渗透泵： 根据实验所需输注时间（通常1-4周）选择合适的型号（如Alzet泵，型号1002, 1004, 2004等）。泵需在实验前按要求在37°C无菌生理盐水中水化平衡。
- 手术器械： 无菌外科手术器械包（手术刀、剪刀、镊子、持针器、缝合线/夹）。
- 麻醉与镇痛： 推荐使用吸入麻醉剂（如异氟烷）进行诱导和维持麻醉。术前及术后需给予有效镇痛药物（如布托啡诺、卡洛芬）。
- 抗凝剂： 用于冲洗导管（如肝素钠溶液）。
- 无创血压测量系统： 用于基础血压筛查和造模过程中血压监测（如尾套法）。
- 有创血压遥测系统（可选但推荐）： 用于连续、精确、无应激地监测清醒自由活动大鼠的血压（收缩压、舒张压、平均动脉压）和心率，捕捉血压昼夜节律变化。
- 术后护理用品： 保温垫、单独笼养观察。
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模型构建步骤：
- 术前准备：
- 测量并记录所有大鼠的基础血压（连续测量3天取平均值）。
- 根据体重和实验设计计算所需AngII剂量，配置AngII溶液。常用剂量范围： 皮下埋植泵通常为200-600 ng/kg/min；部分研究使用更高剂量（如1000 ng/kg/min）或通过静脉/腹腔途径，但皮下泵应用最广。
- 将配置好的AngII溶液无菌注入预平衡好的微型渗透泵中，排净气泡。
- 手术植入（以皮下埋植为例）：
- 麻醉大鼠，背部剃毛备皮，碘伏消毒手术区域。
- 在肩胛骨间区域的背部皮肤做一约1-1.5cm长的纵向切口。
- 用钝性分离器在皮下组织创建一个囊袋。
- 将充满AngII溶液的渗透泵植入囊袋中，泵的流出口背向切口。
- 分层缝合肌肉筋膜和皮肤。可在切口涂抹抗生素软膏。
- 假手术对照组： 仅植入充满溶剂（不含AngII）的渗透泵，手术步骤完全相同。
- 术后护理：
- 将大鼠置于温暖、清洁、单独笼养的安静环境中苏醒。
- 提供充足饮水和软质食物。
- 严格监控术后恢复情况至少24-48小时，给予规定剂量的术后镇痛。
- 观察切口愈合情况，必要时处理。
- 术前准备：
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模型验证与监测：
- 血压监测：
- 无创尾套法： 在造模前、造模后定期（如第3、7、14、21、28天）测量收缩压（SBP）。测量需在安静、温暖环境中进行，多次测量取平均值，操作者需经培训以减少误差和应激干扰。此法经济简便，但可能因应激导致读数偏高，且无法获得舒张压和连续数据。
- 有创遥测法（金标准）： 在植入渗透泵前或同时，通过手术将压力传感器导管植入腹主动脉或颈动脉，信号发射器埋植于腹腔或皮下。此法可在动物清醒自由活动状态下，连续、精确、长时间（数周至数月）监测血压（SBP, DBP, MAP）和心率，获得宝贵的昼夜节律数据，是评价高血压模型和药物疗效最可靠的方法。
- 成功标准： 通常以造模后（如第7天或第14天）收缩压（SBP）较基础值或假手术组显著升高（一般>160 mmHg或升高>20-30 mmHg）作为模型成功建立的标志。
- 靶器官损害评估（可选，根据研究目的）：
- 心脏： 心脏重量/体重比（左心室肥厚指数），心脏超声（心功能、室壁厚度），组织学（HE染色观察心肌细胞肥大，Masson三色染色/Picrosirius red染色观察胶原沉积和纤维化）。
- 血管： 离体血管环功能实验（内皮依赖性/非依赖性舒张），组织学（血管壁厚度/内径比，弹力板结构），主动脉病理（如动脉瘤形成、斑块）。
- 肾脏： 24小时尿蛋白定量，血清肌酐/尿素氮，肾脏重量/体重比，组织学（PAS染色观察肾小球硬化，Masson染色观察肾小管间质纤维化、炎性细胞浸润）。
- 其他： 氧化应激指标（SOD, MDA, NO等），炎症因子（TNF-α, IL-6, IL-1β等）检测。
- 血压监测：
三、模型特点与优势
- 血压升高快速显著： 通常在输注开始后3-7天内血压即显著升高。
- 血压升高稳定持久： 通过渗透泵持续释放，血压升高水平相对稳定，可维持数周。
- 高度可性： 操作相对标准化，成功率较高，个体间差异相对较小。
- 明确的核心机制： 直接靶向RAAS系统，机制清晰，是研究RAAS相关药物（ACEI, ARB, 肾素抑制剂等）及RAAS在高血压和靶器官损害中作用机制的理想模型。
- 伴随靶器官损害： 可模拟人类高血压常见的心血管和肾脏并发症（左室肥厚、血管功能障碍、肾损伤、蛋白尿等），便于研究高血压的继发损害及其干预。
- 适用于多种研究： 基础机制研究（信号通路、炎症、氧化应激、纤维化）、药物筛选与药效评价（降压效果、靶器官保护）、基因功能研究（转基因/基因敲除动物）等。
四、模型局限性及注意事项
- 非生理性AngII水平： 持续高浓度外源性AngII输注，其血浆水平可能远超大多数人类高血压患者的生理/病理水平。
- 应激因素： 手术植入渗透泵本身是创伤，可能引起一定的应激反应，影响早期数据。良好的手术操作和术后护理可减轻。
- 剂量依赖性效应： 不同剂量AngII诱导的高血压表型和靶器官损害程度可能不同（如低剂量可能主要引起血压升高，高剂量易诱发动脉瘤）。需根据研究目的仔细选择剂量。
- 动物个体差异： 即使同品系同周龄，对AngII的反应性也可能存在差异。基础血压筛查和设置合适的对照组（假手术组、溶剂对照组）至关重要。
- 成本与技术： 渗透泵和AngII试剂成本较高。有创血压遥测虽然数据精确，但设备昂贵、手术技术要求高。
- 种属差异： 啮齿类动物的心血管生理、RAAS组成等与人类存在差异，研究结果外推需谨慎。
五、应用领域
- 高血压病理生理机制研究： RAAS信号通路、交感神经激活、内皮功能障碍、炎症反应、氧化应激、离子通道、遗传因素等在高血压发生发展中的作用。
- 靶器官损害机制研究： AngII直接介导以及压力负荷导致的心肌肥厚/纤维化、血管重构/硬化/动脉瘤、肾小球硬化/肾间质纤维化的分子细胞机制。
- 降压药物研发与评价：
- 评估新型RAAS阻断剂（如新型ARB、ARNI）、肾素抑制剂的降压疗效。
- 评价其他类型降压药（钙通道阻滞剂、利尿剂、β受体阻滞剂等）的疗效及与RAAS阻断剂的联用效果。
- 研究药物的器官保护作用（逆转左室肥厚、减轻蛋白尿、改善血管功能）。
- 非药物干预研究： 生活方式干预（如限盐、运动）、基因治疗、细胞治疗等在高血压防治中的作用。
- 高血压相关疾病研究： 研究高血压与心力衰竭、慢性肾脏病、代谢综合征等的关联及共同机制。
六、结论
AngII输注诱导的高血压大鼠模型通过特异性激活RAAS的核心环节，能够可靠地诱导出显著、稳定的高血压状态，并伴随特征性的心血管和肾脏靶器官损害。其操作相对标准化、可性好、机制明确，是高血压基础与转化研究的强有力工具。尽管存在一定的局限性（如非生理性高AngII水平），但在理解RAAS在高血压中的作用、筛选评价新型降压及靶器官保护药物方面，该模型具有不可替代的重要价值。研究者需根据具体科学问题，精心设计实验方案（包括剂量、给药途径、监测方法、对照组设置），并结合其他模型和临床研究，以更全面地阐明高血压的复杂本质。
参考文献： (此处应列出相关的经典文献和最新研究，例如关于AngII模型建立方法、剂量效应、病理特征、应用实例等方面的权威论文。具体文献略)