近交系CMU/1和CMU/2长爪沙鼠Willis环缺失与生理生化参数比较

李 迎, 崔晓霞, 杜小燕, 马兰芝, 尚世臣,黄 斌, 郭子潇, 赵 权, 李桂军, 王冬平, 陈振文

(1. 军事科学院军事医学研究院实验动物中心, 北京 100071; 2. 首都医科大学实验动物科学部,北京 100069; 3. 吉林农业大学动物科学技术学院，长春 130118)

近交系CMU/1和CMU/2长爪沙鼠Willis环缺失与生理生化参数比较

李 迎1,3, 崔晓霞1, 杜小燕2, 马兰芝1, 尚世臣1,黄 斌1, 郭子潇1, 赵 权3, 李桂军1, 王冬平1, 陈振文2

(1. 军事科学院军事医学研究院实验动物中心, 北京 100071; 2. 首都医科大学实验动物科学部,北京 100069; 3. 吉林农业大学动物科学技术学院，长春 130118)

目的比较CMU/1和CMU/2近交系长爪沙鼠脑底动脉Willis环缺失比率，检测血液生理生化指标，分析比较二者差异，为其实验应用提供参考数据。方法采用Beckman全自动生化分析仪(CX5)和日本光电全自动血细胞分析仪(MEK-7222K)对17项血液生化指标: 总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、总胆固醇(CHOL)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDLD)、尿素氮(BUN)、肌酐(CRE)、尿酸(URIC)、总胆红素(TBIL)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LD)、肌酸激酶(CK)、淀粉酶(AMY)、镁(Mg)以及葡萄糖(GLU)和22项血液生理指标: 白细胞(WBC)、淋巴细胞(LYM)、中性粒细胞(NEUT)、单核细胞(MON)、嗜酸性粒细胞(EOS)、嗜碱性粒细胞(BAS)、淋巴细胞百分比(LYM%)、中性粒细胞百分比(NEUT%)、单核细胞百分比(MON%)、嗜酸性粒细胞百分比(EOS%)、嗜碱性粒细胞百分比(BAS%)、红细胞(RBC)、平均红细胞血红蛋白含量(MCH)、红细胞体积分布宽度(RDW)、血红蛋白(HGB)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)、红细胞压积(HCT)、红细胞平均体积(MCV)、血小板(PLT)、血小板压积(PCT)、血小板平均体积(MPV)、血小板体积分布宽度(PDW)进行测定。应用SPSS23.0软件进行独立样本t检验的统计分析。结果CMU/1和CMU/2近交系长爪沙鼠脑底动脉Willis环缺失比例均为76%以上; 血液生理生化的12项指标: GLU、CRE、TG、CHOL、PLT、MPV、BAS、LYM%、PDW、HCT、MCV、MCH雌雄差异显著; CMU/1和CMU/2雌性ALT、PLT、PDW差异显著，雄性的HDLD、MCH差异显著; 品系间3项指标ALP、ALT、AST差异显著。结论脑缺血模型长爪沙鼠近交系的基因型对血液生化和生理指标有一定的影响。

长爪沙鼠; 近交系; 脑缺血模型; 血液生化指标; 血液生理指标

长爪沙鼠脑底动脉Willis环前后交通支存在不同程度的缺失，因不能构成完整的Willis动脉环而成为天然的脑缺血动物模型，在研究脑缺血和脑梗塞疾病治疗方面是理想的动物模型而得到广泛的应用[1]。然而由于Willis环前后交通支类型较为复杂,使模型的稳定性和均一性较差，因此定向培育长爪沙鼠脑缺血模型高发生率近交系十分必要。我国长爪沙鼠实验动物化研究已有一些报道[2]，但近交系动物尚未见报道。前期通过脑缺血模型症状和脑底动脉缺失类型定向培育近交系长爪沙鼠, 目前已具有近交20代后的近交系动物2个支系, 分别命名为CMU/1(首都医科大学, Capital medical university首字母大写)和 CMU/2，但有关2个近交系动物生物学特性指标尚不完全清楚。本实验针对2个支系的17项血液生化和22项血液生理指标进行测定, 分析CMU/1与CMU/2近交系动物雌雄之间和2个近交系动物之间的差异，为该近交系动物的生物学特性提供基础数据，为其特性研究和应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

3～4月龄CMU/1近交系长爪沙鼠77只(雌26，雄51)，CMU/2近交系长爪沙鼠44只(雌28，雄16)，F21～23代，由首都医科大学实验动物中心提供，实验动物自由采食和饮水, 室温为20～24 ℃[SYXK(京)-2013-0005]。本实验通过首都医科大学实验动物和动物实验伦理委员会批准(No. AEEI-2017-032)

1.2 仪器设备及主要试剂

生化数据使用Beckman全自动生化分析仪(CX5 PRO)及配套试剂，Beckman公司(美国)提供生化各项指标的配套试剂; 血细胞计数使用日本光电全自动血细胞分析仪(MEK-7222K)及配套试剂, 为上海东湖生物医学有限公司生产。血液离心使用日本Hitachi公司低温离心机(CF16RX); 解剖显微镜购自日本奥林巴斯公司(BX51)。

1.3 方法

1.3.1 血液标本采集和处理 实验前沙鼠空腹12～24 h，自由饮水。眼眶静脉取血，静止30 min，5 000 r/min离心10 min制备血清，质量分数1%的肝素抗凝，抗凝血备用。

1.3.2 CMU/1和CMU/2近交系沙鼠脑缺失观察 取血处死，脑部解剖，通过解剖显微镜观察沙鼠Willis动脉环缺失状态。

1.3.3 测定指标 血液生化指标17项: 总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、总胆固醇(CHOL)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDLD)、尿素氮(BUN)、肌酐(CRE)、尿酸(URIC)、总胆红素(TBIL)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LD)、肌酸激酶(CK)、淀粉酶(AMY)、镁(Mg)以及葡萄糖(GLU)。

血液生理指标22项: 白细胞(WBC)、淋巴细胞(LYM)、中性粒细胞(NEUT)、单核细胞(MON)、嗜酸性粒细胞(EOS)、嗜碱性粒细胞(BAS)、淋巴细胞百分比(L Y M%)、中性粒细胞百分比(NEUT%)、单核细胞百分比(MON%)、嗜酸性粒细胞百分比(E O S%)、嗜碱性粒细胞百分比(BAS%)、红细胞(RBC)、平均红细胞血红蛋白含量(MCH)、红细胞体积分布宽度(RDW)、血红蛋白(HGB)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)、红细胞压积(HCT)、红细胞平均体积(MCV)、血小板(PLT)、血小板压积(PCT)、血小板平均体积(MPV)、血小板体积分布宽度(PDW)。

1.3.4 数据处理 采用SPSS 23.0软件进行统计学处理，使用独立样本t检验进行数据分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CMU/1和CMU/2近交系环缺失情况

通过脑解剖, 显微镜下观察Willis动脉环前交通支细小或缺失, 左缺失、右缺失和双侧缺失及细小等现象统计为缺失, 否则为完整。结果表明, CMU/1 Willis环缺失为76.62%(59/77)，CMU/2为77.27%(34/44)。

2.2 血液生化检测

CMU/1近交系沙鼠的GLU、CRE指标雌雄差异显著(P＜0.05)，TG差异极显著(P＜0.01); CMU/2近交系沙鼠的CHOL指标雌雄差异显著(P＜0.05)。CMU/1与CMU/2近交系沙鼠雌性的ALT指标差异显著(P＜0.05), 雄性的HDLD指标差异显著(P＜0.05)。CMU/1和CMU/2近交系沙鼠之间的ALP、ALT、AST指标差异显著(P＜0.05)其余均无显著性差异(P＞0.05)(表 1)。

2.3 血液生理检测

CMU/1近交系沙鼠的PLT、MPV、BAS、LYM%指标雌雄差异显著(P＜0.05)， PDW差异极显著(P＜0.01); CMU/2近交系沙鼠的HCT、MCV、MCH指标雌雄差异显著(P＜0.05)。 CMU/1与CMU/2近交系沙鼠雌性的PLT、PDW指标差异显著(P＜0.05),雄性的MCH指标差异显著(P＜0.05)，其余均无显著性差异(P＞0.05)(表 2)。

表 1 CMU/1和CMU/2近交系沙鼠的血液生化指标Table 1 Blood biochemical parameters in CMU/1 and CMU/2 inbred strains

3 讨论

血液各项成分的相对稳定是生命活动正常进行的基本条件。实验动物血液生化和生理参数主要是动物自身的遗传因素与环境因素决定。遗传因素是决定实验动物血液生理参数的内在物质基础, 而环境因素则是决定血液生理参数变化的外在条件[3]。正常的血液生理生化指标在医学生物学研究中是重要的指标, 是病理学、毒理学等研究的重要参考依据[4]。

表 2 CMU/1和CMU/2近交系沙鼠的血液生理指标Table 2 Blood physiological parameters in CMU/1 and CMU/2 inbred strains

长爪沙鼠由于脑底动脉Willis环的前后交通支变异缺失类型复杂，当行单侧或双侧颈总动脉结扎时，其典型脑缺血模型发生率较低，却模型症状不均一。作者前期研究表明，长爪沙鼠脑底动脉Willis环的前后交通支缺失是脑缺血模型发生的基础，只有当后交通支缺失伴随前交通支细小或缺失时，模型症状才显著。本实验结果表明CMU/1和CMU/2近交系沙鼠Willis动脉环后交通支缺失100%，前交通支细小或缺失均为76%以上; 而文献报道长爪沙鼠脑底动脉Wilis环的缺失发生率仅有30%～40%[5]，说明定向培育近交系可增加Willis环的前后交通支缺失比率，这也为脑缺血模型研究提供了新的近交品系。

动物的血液生理生化指标与遗传基因差异有关，CMU/1和CMU/2是在近交系的培育过程中分化出的2个支系，经遗传检测显示有些遗传基因位点2个品系有多态性，说明该2个近交系的生理生化指标可能也会存在差异。本实验结果也证实了这一点。CMU/1近交系沙鼠的血液生化和生理指标结果雌雄之间GLU、CRE、PLT、MPV、BAS、LYM%差异显著, TG、PDW差异极显著，CMU/2近交系沙鼠雌雄之间CHOL、HCT、MCV、MCH差异显著; 相同性别比较，雌性CMU/1与CMU/2近交系沙鼠的ALT、PLT、PDW指标差异显著，雄性间比较HDLD、MCH指标差异显著。CMU/1和CMU/2近交系沙鼠的血液生化和生理指标结果中ALP、ALT、AST差异显著, 而其余指标均无显著性差异。王钜等[2]对长爪沙鼠33项血液生理生化指标正常参考值进行研究, GLU、CRE、TG、CHOL、ALP、PLT、LYM%雌雄比较差异显著, 与本文结果一致; CK、URIC、LD、RBC、HGB、MCHC、NEUT、WBC差异显著，本文结果差异不显著，这可能与沙鼠进行近交20代后，遗传基因稳定性有关。戴丽军等[4]研究结果表明雌雄间HCT、MCH差异显著，与本文结果一致。研究过程PLT与报道长爪沙鼠比较升高很多，使得PCT、MPV雄性测定结果超出仪器范围[2,4]。上述分析结果表明:CMU/1和CMU/2近交系沙鼠的基因型不同影响酶代谢，动物的年龄、性别、饲养环境及动物遗传基因型等因素对血液生化和生理指标有一定的影响。

本研究结果为脑缺血模型长爪沙鼠近交系沙鼠的生物学特性积累了基础数据, 为脑缺血模型长爪沙鼠近交系在医学生物学中的广泛应用奠定了基础。

[1] Malek M, Duszczyk M, Zyszkowski M, et al. Hyperbaric oxygen and hyperbaric air treatment result in comparable neuronal death reduction and improved behavioral outcome after transient forebrain ischemia in the gerbil[J]. Exp Brain Res, 2013, 224(1):1-14.

[2] 王钜, 卢静, 陈振文, 等. 长爪沙鼠血液生理生化正常参考值的研究[J]. 中国实验动物学报, 2004, 12(2):108-111.

[3] 孙靖. 实验动物学基础[M]. 北京: 北京科学技术出版社,2005:60.

[4] 戴丽军, 肖庆忠, 梁成结, 等. 不同性别长爪沙鼠血液生理生化值的比较[J]. 广州医学院学报, 2003, 31(2):63-65.

[5] Kuchinka J, Nowak E, Szczurkowski A, et al. Arteries supplying the base of the brain in the Mongolian gerbil(Meriones unguiculatus)[J]. Vet Sci, 2008, 11(4):295-299.

Comparison on Circle of Willis Patterns, Biochemical and Physiological Characteristics of Inbred CMU/1 and CMU/2 Gerbils

LI Ying1,3, CUI Xiao-xia1, DU Xiao-yan2, MA Lan-zhi1, SHANG Shi-chen1, HUANG Bin1,GUO Zi-xiao1, ZHAO Quan3, LI Gui-jun1, WANG Dong-ping1, CHEN Zhen-wen2
(1. Laboratory Animal Center, Military Medical Sciences, Military Academy,Beijing 100071, China; 2. Department of Laboratory Animal Science,Capital Medical University, Beijing 100069, China; 3. College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China)

ObjectiveTo compare the ratio of the incomplete circle of Willis patterns and detect the blood biochemical and physiological indexes of 2 ischemia-prone inbred gerbil lines CMU/1 and CMU/2,and to analyze the differences between 2 strains, provide reference data for gerbils experimental application.MethodsBeckman automatic biochemical analyzer (CX5) and Japan photoelectric automatic blood cell analyzer (MEK-7222K) were used to determine 17 blood biochemical parameters and 22 physiological parameters. SPSS 23.0 software was used for statistical analysis by independent samples T test.ResultsThe ratios of incomplete circle of Willis patterns in both ischemia-prone inbred gerbil lines CMU/1 and CMU/2 were more than 76%. The 12 parameters of blood physiology and biochemistry,glucose, creatinine, triglycerides, cholesterol, platelet, mean platelet volume, basophilic granulocyte,lymphocyte%, platelet distribution width, hematocrit, mean corpuscular volume, mean Corpuscular hemoglobin, were significantly different between male and female. CMU/1 and CMU/2 were significantly different in female alanine transaminase, platelet and platelet distribution width, and high-density lipoprotein cholesterol and mean corpuscular hemoglobin in males were significantly different. There were significant differences in alkaline phosphatase, alanine transaminase and aspartate transaminase between strains.ConclusionThe genotypes of ischemia-prone inbred gerbil have some impact on blood biochemical and physiological parameters.

Gerbil; Inbred strain; Ischemia model; Biochemical index; Physiological index

Q95-33

A

1674-5817(2017)06-0470-05

10.3969/j.issn.1674-5817.2017.06.009

2017-08-10

国家科技支撑计划课题(2015BAI09B01-04)

李 迎(1993-), 女, 硕士, 研究方向: 实验动物生物学特性研究。E-mail: 651998038@qq.com

王冬平(1964-), 女, 副研究员, 研究方向: 实验动物生物学特性研究。E-mail: Wangdp6493@126.com陈振文(1959-), 男, 教授, 研究方向: 实验动物遗传学。E-mail: czwen@ccmu.edu.cn