药物建立大鼠心衰恶病质模型

●张玲张昕

药物建立大鼠心衰恶病质模型

●张玲1张昕2

目的：是通过异丙肾上腺素建立能够代表心衰恶病质特征的大鼠模型。方法：100只雄性SD大鼠随机分成异丙肾上腺素（ISO）组和对照组，ISO组大鼠共30只注射ISO（250mg/kg·d），隔日一次，共2次；对照组（n=10），注射等体积9g/L·d生理盐水。4周后超声心动图检测存活大鼠的左室舒张末期内径（LVEDD）、左室收缩末期内径（LVESD）、左室射血分数（LVEF）。结果：ISO组模型成功率60%；（2）超声心动图：与对照组相比，ISO组LVEDD、LVESD显著增大（P ＜0.05），LVEF降低（P ＜0.05），差异均有统计学意义；结论：应用异丙肾上腺素建立大鼠心衰恶病质模型是较为方便、可行的方法。

心衰；恶病质；动物模型

流行病学调查发现CHF患者中有10-16%合并有恶病质的发生，其中50%患者将在18个月内死亡，心衰恶病质是慢性心衰患者死亡的一个很强的独立危险因素[1]。然而，其发生机制目前尚未明晰，临床上所能采取的应对措施也非常有限。异丙肾上腺素是常用的建立扩张型心肌病大鼠模型的药物，其主要的药理作用是通过激动心肌细胞上的β1型肾上腺素受体，引起心肌细胞的强烈收缩造成心肌细胞缺血、损伤和断裂[2]。我们研究的目的是通过异丙肾上腺素建立能够代表心衰恶病质特征的大鼠模型，将对心衰恶病质发生机制和治疗方法的研究具有重要的理论价值和临床意义。

1 材料与方法

1.1 心衰恶病质大鼠模型的建立

选用清洁级10-12周龄雄性Sprague-Dawey(SD)大鼠40只，体重280-300g，由内蒙古大学实验动物中心提供。按照内蒙古实验动物饲养管理标准执行，饲料（北京科澳协力饲料有限公司提供）为标准柱状饲料。动物分笼饲养于有空气过滤系统的安静环境中，笼中垫3mm的锯末垫料，室温维持在20-25℃，大鼠正常进食与活动。盐酸异丙肾上腺素（ISO，由大连美仑生物有限公司提供）。所有动物于我院动物实验室适应性饲养1周后，随机抽取90只腹股沟皮下注射ISO建立心衰模型（250mg/ kg·d）。其余10只大鼠，注射等体积9g/L·d生理盐水，作为对照组。注射ISO的方法：用0.9%生理盐水溶解粉剂ISO，终浓度为20mg/ml，按三个剂量级，隔日一次，共2次注射到大鼠腹股沟皮下，为了避免皮肤坏死，第二次换作另一侧进行注射，所有大鼠用药后正常进食和活动，饲养4周。心衰恶病质模型成功的标准：心衰模型建立成功的基础上体重较药物处理前降低6%以上[3】

1.2 一般情况观察

注射药物后观察大鼠的皮毛颜色、进食、活动等，记录大鼠的死亡情况。

1.3 模型成功的评价方法

1.3.1 超声心动图检查

注射药物后清洁环境下饲养大鼠4周后行超声心动图检查，10%的水合氯醛腹腔注射进行麻醉，取仰卧并固定其四肢和头部于干净木板上。剪除胸部体毛，用S4-2高频探头飞利浦HD11XE彩色超声诊断仪，在二维超声引导下，选取左室乳头肌短轴切面进行检查。测量指标包括左室舒张末期内径（LVEDD）、左室收缩末期内径（LVESD）、左室射血分数（LVEF）及短轴缩短率（FS），每只大鼠测5个心动周期，取其平均值。

1.3.2 组织病理学检查

取大鼠心肌组织，用冰生理盐水冲洗2遍，快速置于AF液中固定后常规石蜡包埋，行Masson’s染色，光镜下观察其心肌细胞组织学形态变化。

1.3.3 体重变化

所有大鼠注射药物前及注射后4周分别记录体重。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 动物的一般情况

注射药物后ISO组30只大鼠死亡10只，死亡率33.3%；而对照组的10只大鼠均没有死亡。与对照组相比，ISO组大鼠大部分出现口唇紫绀，口中出现血性分泌物，皮毛发黄无光泽，活动量明显减少，体重无明显增加。

2.2 动物模型的评价

2.2.1 超声心动图结果

所有注射ISO的大鼠与对照组相比， LVEDD、LVESD显著增大（P ＜0.05），LVEF、显著降低（P ＜0.05），差异均有统计学意义（见表1及图1）；LVEF明显低于对照组，差异有统计学意义（见表1及图1）。

表1 ISO不同剂量组心功能比较（s）

表1 ISO不同剂量组心功能比较（s）

注：#示与对照组比较P＜0.05；▲示与中等剂量组比较P＜0.05；＊示与低剂量组比较P＜0.05

组别LVEDD（mm）LVESD（mm）LVEF（%）对照组（n=10）82.98+2.81 ISO组（n=20）5.75+0.982.98+0.47 7.36+1.12#*4.45+1.24#*56.34+10.32#*

2.2.2 心肌组织病理学观察

Masson’s染色检查发现，ISO组肌纤维排列紊乱，心肌细胞肥大且可见坏死消失，被大量纤维组织所取代（见图1，左图为对照组，右图为ISO组）。

2.2.3 体重变化

注射药物前ISO组与对照组间体重无显著差异（P＞0.05）；注射药物4周后ISO组中发生心衰恶病质大鼠有12只，模型成功率40%。

图1 对照组（左）与注射ISO组（右）动物心肌组织的Masson’s染色（×100），绿色染色为纤维组织

3 讨论

本研究的目的是建立大鼠心衰恶病质模型，探索最佳的异丙肾上腺素剂量，并检测该模型大鼠各项生化指标的变化情况。心衰恶病质是心衰后期出现的营养不良综合征，要想建立心衰恶病质模型，首先需建立大鼠心衰模型。目前在实验研究中，大鼠心衰模型常用的建立方法有药物注射法（异丙肾上腺素[4]、阿霉素等）、结扎冠脉法、心脏超负荷法等[5]。大量的研究表明，通过小剂量长时间注射异丙肾上腺素（ISO）建立心衰模型模型成功率高，大鼠死亡率低且操作简单易行，但时间较长，重复性较差[6]；我们应用250mg/kg·d ISO连续2d建立心衰模型，动物LVEDD扩大、LVEF明显降低。本研究在使用ISO诱导建立心衰模型过程中发现，注射ISO后12小时内大部分大鼠出现口唇紫绀，口中出现血性分泌物，皮毛发黄无光泽，活动量明显减少，死亡10只，死亡率为 33%。通过超声心动图检查发现，与对照组相比，ISO组LVEDD、LVESD显著增大，LVEF、FS显著降低，说明大鼠心脏扩大，心脏收缩、舒张功能明显受到损害。心肌组织Masson’s染色显示心肌细胞坏死消失，由大量纤维组织所取代，进一步证实了心衰模型建立成功。根据心衰恶病质诊断标准，在心衰模型建立成功的前提下，其体重下降超过6%者才符合[7]。实验中所选大鼠在注射药物前体重相当，注射药物4周后发现ISO组有12只大鼠体重较对照组下降超过6%，我们将其归为心衰恶病质组，其余8只归为心衰非恶病质组，说明心衰后期部分大鼠合并有恶病质的发生。综上所述，应用异丙肾上腺素建立大鼠心衰恶病质模型是较为方便、可行的方法。

（作者单位：1内蒙古满洲里市南区医院；2包头医学院第一附属医院）

[1]Palus S, Schur R, Akashi YJ, et al. Ghrelin and its analogues, BIM-28131 and BIM-28125, improve body weight and regulate the expression of MuRF-1 and mafbx in a ratheart failure mode. PLoS One, 2011, 6:1-2.

[2]Teerlink JR, Pfeffer JM, Pfeffer MA. Progressive ventricular remodeling in response to diffuse isoproterenol-induced myocardial necrosis in rats. Circ Res, 1994, 75:105-13.

[3]Tanada Y, Shioi T, Kato T, et al. Branched-chain amino acids ameliorate heart failure with cardiac cachexia in rats.Life Sci, 2015,137:20-7

[4]Haidara MA, Assiri AS, Yassin HZ, et al. Heart Failure Models: Traditional and Novel Therapy. Curr Vasc Pharmacol, 2015, 13:658-69

[5]熊爱琴,马萍,刘俊梅,等.瑞舒伐他汀对慢性心力衰竭大鼠的心脏保护作用及其对非对称二甲基精氨酸代谢通路的影响.中国循环杂志，2014,29:743-47

[6]康文慧，马元，罗明.两种剂量异丙肾上腺素制备心衰大鼠模型心功能的比较.同济大学学报(医学版),2009,30:50-53

[7]Okoshi MP,Romeiro FG,Paiva SA, et al. Heart failure-induced cachexia. Arq Bras Cardiol,2013,100:476-482.

张昕