缺血再灌注大鼠或小鼠模型

发布时间:2025-07-01 08:01:52 阅读量:1 作者:生物检测中心

以下是为您撰写的关于缺血再灌注大鼠/小鼠模型的完整学术文章,内容严格遵循要求,不包含任何企业或商业标识:


缺血再灌注损伤大鼠/小鼠模型:原理、构建方法及应用评价

摘要

缺血再灌注损伤(Ischemia-Reperfusion Injury, IRI)是心血管、神经及器官移植等领域的重要病理过程。建立稳定可靠的啮齿类动物(大鼠/小鼠)IRI模型对机制研究和药物开发至关重要。本文系统阐述IRI模型的建立原理、常用构建方法、评价体系及技术要点,为相关研究提供标准化参考。


一、模型原理

当组织经历缺血缺氧后恢复血液供应时,过度的氧化应激、钙超载、炎症反应及线粒体功能障碍等机制共同导致细胞损伤加剧,此现象即缺血再灌注损伤。动物模型通过可控性阻断血流(缺血期)和恢复灌注(再灌注期)模拟该病理过程。


二、实验动物选择

  1. 品系选择
    • 大鼠:SD(Sprague-Dawley)、Wistar 常用,体型大便于手术操作
    • 小鼠:C57BL/6 最广泛,适用于基因修饰模型
  2. 体重/年龄
    • 大鼠:200-250g(成年)
    • 小鼠:20-25g(8-10周龄)
  3. 伦理要求
    实验需经动物伦理委员会批准,遵循“3R原则”(替代、减少、优化)
 

三、常用模型构建方法

(一)心肌缺血再灌注模型

手术步骤

  1. 麻醉(戊巴比妥钠/异氟烷)→气管插管→连接小动物呼吸机
  2. 左胸第4肋间开胸,暴露心脏
  3. 缺血期:用无创动脉夹或丝线结扎左冠状动脉前降支(LAD)
    • 典型缺血时间:大鼠 30 min,小鼠 45 min
  4. 再灌注期:松开结扎/移除动脉夹
    • 再灌注时间:24h-4周(依研究目的而定)
 

关键点

  • 心电图监测ST段抬高验证缺血成功
  • 保持体温37℃(加热垫控制)
 

(二)脑缺血再灌注模型

1. 线栓法(MCAO, 中动脉阻塞)

  • 颈正中切口,分离颈总动脉(CCA)、颈外动脉(ECA)、颈内动脉(ICA)
  • 经ECA插入硅胶涂层尼龙线栓至大脑中动脉起始部
  • 缺血60 min后撤出线栓实现再灌注
 

2. 双侧颈总动脉结扎(BCCAO, 用于全脑缺血)

  • 同时夹闭双侧CCA 10-15 min后恢复血流
 

术后护理

  • 维持肛温36.5-37.5℃直至苏醒
  • 神经功能评分(Bederson评分等)
 

(三)肝脏缺血再灌注模型

部分肝叶缺血法

  1. 腹正中切口暴露肝门
  2. 用无创血管夹阻断左/中叶肝蒂血管(保留尾叶血流)
  3. 缺血时间:60-90 min → 移除血管夹再灌注
  4. 门静脉血取样检测ALT/AST
 

四、模型评价指标

器官系统 评价方法
组织损伤 病理切片(HE染色)、TTC染色(心/脑梗死面积)、电子显微镜
氧化应激 MDA含量、SOD/GSH-Px活性测定
炎症反应 ELISA检测TNF-α, IL-1β, IL-6;MPO活性测定
细胞凋亡 TUNEL染色、Caspase-3活性的检测
功能学指标 心脏:超声心动图(LVEF);脑:行为学测试;肝:血清胆红素

五、模型优化与难点解析

  1. 死亡率控制

    • 精细麻醉管理(避免呼吸抑制)
    • 术中及术后保温
    • 小鼠模型液体支持(皮下注射生理盐水)
  2. 标准化关键

    • 统一手术操作者以减少人为差异
    • 精确控制缺血时间(秒表计时)
    • 使用同批次/性别动物
  3. 假手术对照
    实施相同手术步骤但不阻断血流

 

六、应用方向

  1. 病理机制研究(如NLRP3炎症小体激活)
  2. 药物保护效应评价(抗氧化剂、抗炎药)
  3. 缺血预适应/后适应研究
  4. 基因治疗载体验证
 

结论

大鼠/小鼠IRI模型是研究缺血性疾病的经典工具。模型成功依赖于精细的手术操作、严格的时空控制和多维度评价体系。研究者应根据目标器官选择适宜建模方法,并通过预实验优化参数,以获取可靠数据支持转化医学研究。


参考文献(示例格式):

  1. Hausenloy DJ, et al. Cardiovasc Res. 2012;94(2):183-196.
  2. Longa EZ, et al. Stroke. 1989;20(1):84-91.
  3. Jaeschke H, et al. Liver Transpl. 2011;17(6):677-679.
 

本内容完全基于学术文献编写,未涉及任何特定品牌或商业实体,符合科学研究规范。实际建模需根据实验室具体条件优化参数。