张 双,马重阳, 程发峰, 王雪茜, 李长香, 杜 欣,翟昌明,王庆国,吕 凯*
(1.北京中医药大学中医学院,北京 100029;2.北京中医药大学第三附属医院,北京 100029)
血管性痴呆(VD)在临床的表现多为持续性和获得性的高级认知功能受到严重损伤[1]。在我国,VD的患病率为1.1%~3.0%,年发病率在5~9/1 000人。近些年,中医方法在干预VD实验方面展现出优势和特点。尤其在动物实验方面,研究许多内治外治的方法并阐释了发挥药效的相关机制。本文旨在以多种VD动物模型的制备方法为线索,综述近年来中医药干预不同VD动物模型的研究进展。
在制备VD模型时,鼠类是最常被选用的动物。其中,大鼠和小鼠与人类脑血管生理结构具有高度相似性。大鼠和小鼠在造模后具有便于智能测试、行为学观察、影像学等优势,且具有较其他动物经济实惠、来源明确、饲养简便、便于操作、可控性和生命力强等诸多优点[2]。但小鼠与大鼠相比,体型小、血管细、操作难度大,故大鼠在VD造模中更为适合。
2.1 血管阻断法
2.1.1 双侧颈总动脉结扎VD模型(2-VO) 2-VO法是指将大鼠的双侧颈总动脉永久性的结扎。具体操作步骤为:将大鼠麻醉后仰卧位固定于鼠板,在颈正中切小口,钝性分离肌肉,然后用丝线结扎分离出的双侧颈总动脉,最后将切口缝合即可[3]。2-VO造模法的优点是简单易操作,大鼠的认知记忆能力在造模后有明显降低。值得注意的是,该方法是对大鼠双侧颈总动脉的永久性结扎,对大鼠一次性打击大,死亡率高。有研究者[4]针对此问题对本方法进行改良,将一次手术中把大鼠双侧颈总动脉同时结扎改为间隔一周分2次结扎。
2.1.2 三血管阻断再开放(3-VO) 3条血管阻断再开放的模型首先由KAMEYAMA M等[5]报道。具体步骤为:先将大鼠的双侧颈总动脉和基底动脉血供进行阻断,在一段时间后,将双侧颈总动脉的夹闭解除使血流再通,形成再灌注损伤。3-VO法由于要暴露基底动脉,对周围组织和神经牵拉较重,因此模型的稳定性差。HORECKY J等[6]对该造模方法进一步改良:在结扎大鼠的基底动脉后,将双侧颈总动脉进行反复夹闭和再通。
2.1.3 四血管结扎VD模型(4-VO)由PULSINELLI WA[7]发明,具体步骤:在大鼠第一颈椎水平切口,暴露双侧第一颈椎横突翼小孔,然后用直径为0.5 mm的电凝针灼烧双侧椎动脉以造成永久性闭塞。24 h后分离大鼠双侧颈总动脉,用手术线穿线结扎致全脑缺血。4-VO模型的优点是能较高程度的模拟VD的发病机制。不足之处在于操作时间长[8],存活率较低。杨晓妮等[9]研究者的在使双侧椎动脉永久的闭塞后,再用微动脉夹可逆地反复夹闭和再通双侧颈总动脉。
2.2 血管栓塞法
2.2.1 注入血栓法 该方法是在同种大鼠身上取血,经无菌自然干燥后形成血凝块,研碎、过筛后制成混悬液备用。将大鼠颈外动脉结扎,然后将栓子盐水混悬液从大鼠双侧颈总动脉缓慢推注,使小栓子经颈内动脉进入颅内,到达大脑各动脉进而造成多发性脑梗死[10]。还有研究者[11]采用荧光微球作为栓子从颈总动脉注入脑内,能够明确指示梗塞血管的部位。
2.2.2 注入石蜡法 自大鼠胸骨左缘心跳最明显处(大约距离中线约0.5 cm)进针0.5~1 cm,回抽见鲜血确认进针位置正确后,将一定量的液状石蜡缓慢地注入大鼠左心室。液状石蜡栓子将随着血液循环运动进入颅内,进而制成多发性脑缺血的模型。该模型制备方法因其能够避免在颈部手术,感染发生率低。
2.2.3 大脑中动脉线栓法(MCAO) 尹军祥等[12]研究者制备MCAO的方法是将直径为0.25 mm的将尼龙线,一端加热成光滑球形,从颈内动脉插入18~19 mm以阻塞大脑中动脉而致脑缺血。将尼龙线在外留1 cm左右,然后缝合皮肤。2 h后将所留线头向外提拉,使大脑中动脉形成再灌注损伤,脑梗死模型制备完成。此种方法的优点是缺血灶较为明确 、重复性强;但不足之处是受线栓种类、实验造模的人员的操作水平等因素的限制。
2.3 血管损伤模型 内皮收缩因子局部注射[13]。目前所知,最强的缩血管物质是内皮素。经小鼠皮质下注射内皮素-1,在MRI的显示中病灶明显[14]。还有研究者[15]采用颅内注射内皮素的方法,此种造模方法的优点是梗塞部位明确,有较好的重复性。但由于需要进行开颅,因此对实验者的操作技术水平要求高。
2.4 VD自发模型 自发性高血压脑卒中倾向的大鼠,其脑出血发生后,对存活的大鼠进行筛选。筛选出可作为模型的大鼠大多在穿通支动脉的地方形成微小动脉瘤和出现动脉缺血性坏死,并在此基础上形成多发性血栓性脑梗死[16]。长期的高血压可导致微栓塞或血管动脉粥样硬化,引起脑血流动力学的改变,局部的脑组织缺血缺氧,造成神经元丢失而发生痴呆[17]。
2.5 其他VD造模方法 VD模型的制备方法除上述外,尚有转基因法、M-受体东莨菪碱颅内注入法、辐射诱导血管性痴呆模型[18]和光化学诱导VD模型[19]等。但是由于费用过高,外源性干扰难以排除等原因,在中医药研究的应用时受到限制。
3.1 行为学改善 VD模型制成后,动物的学习记忆能力障碍会明显的表现出来。近年来的研究表明,采用中医药方法能够有效改善或提高VD大鼠模型的学习记忆能力。王清碧等[20]经给药益肺宣肺降浊汤方治疗后,VD大鼠的学习能力得到明显提高,并且在一定的剂量范围内,其学习成绩与中药剂量呈正相关关系。王洲羿等[21]通过研究丹红注射液,经Morris水迷宫观察其对VD大鼠的行为学影响。结果显示,与VD模型组相较而言,治疗组VD大鼠穿越目标象限的时间明显延长,且逃避潜伏期明显缩短。
3.2 调节脑血流量 研究[22]发现,血液流变学指标的异常与血管性痴呆的发生有密切关系。王宏英等[23]的研究表明,经给药养血清脑颗粒后,大鼠海马局部的脑血流量增加,大脑微循环得到改善,有降低血黏度和抑制血小板聚集等的功能。任莹等[24]的实验研究显示,醒脑再造胶囊能有效提高脑部的血流速度,从而改善脑部血氧不足等问题。
3.3 影响脑组织形态学 动物的海马CA1区细胞损伤时,记忆力会出现明显下降[22]。孙红旭等[25]的实验研究表明:通过给药通络益智散这一中药复方合剂,海马部位水肿神经元的变性能够有效减轻,胶质细胞的增生也受到抑制。戴颂阳等[26]对姜黄素在血管性痴呆青年鼠和老年鼠中的作用及差异比较的研究表明,姜黄素能使得老年及青年血管性痴呆大鼠海马CA1区的病理形态学改变显著减轻。由此提出姜黄素改善VD大鼠认知功能障碍的可能机制之一是减轻了海马组织的病理性损伤。
3.4 影响胆碱能系统 在学习记忆中,中枢胆碱功能系统有着十分重要的作用。吴晓光等[27]研究发现山楂叶总黄酮可通过降低海马神经元乙酰胆碱酯酶的活性、增强乙酰胆碱转移酶的活性来增加脑组织中乙酰胆碱的含量,进而恢复胆碱能神经系统的功能。杨琼等[28]采用穴位埋线联合盐酸甲氯芬酯的方法对血管性痴呆大鼠海马CA1区几种重要蛋白质的表达进行研究。结果提示,在缺血缺氧状态下,该方法对海马胆碱能神经元具有良好的保护作用。
综上所述,近年来对VD动物模型的制备和改良方法的研究取得了较大进步。但目前尚无标准动物模型应用于血管性痴呆的实验研究。中医药在干预血管性痴呆的动物实验基础研究方面成果颇丰,主要从脑血流量变化、行为学、脑组织形态学及影响胆碱能系统等相关指标进行检测。在中医药内外治法、单味中药提取、中药复方中成药、注射液、穴位与西药相结合等方面均有建树。应积极利用现代科研手段和先进的科学仪器,使中医药的优势得到充分发挥,加速其现代化的步伐,为服务于临床做出更大贡献,实现基础与临床、中医药与现代医学的完美结合。
参考文献:
[1]吴江,贾建平,崔丽英,等.神经病学[M]. 2版.北京:人民卫生出版社, 2010:190.
[2]赵勇,崔淑芳,汤球.血管性痴呆动物模型研究进展[J].实验动物与比较医学, 2005, 25(1):54-58.
[3]孟红旗,齐永乐.血管性痴呆的动物模型[J].佛山科学技术学院学报(自然科学版), 2009, 27(3):65-68.
[4]王兴华,李露斯.两种大鼠2VO模型制作方法的比较[J].第三军医大学学报, 2002, 24(12):1496.
[5] KAMEYAMA M, SUZUKI J, SHIRANE R, et al. A new model of bilateral hemispheric ischemia in the rat-three vessel occlusion model[J]. Stroke A Journal of Cerebral Circulation,1985, 16(3):489-493.
[6] HORECKÝ J, GVOZDJÁKOVÁ A, KUCHARSKÁ J, et al.Effects of coenzyme Q and creatine supplementation on brain energy metabolism in rats exposed to chronic cerebral hypoperfusion[J]. Current Alzheimer Research, 2011, 8(8):868-875.
[7] PULSINELLI W A, BRIERLEY J B. A new model of bilateral hemispheric ischemia in the unanesthetized rat[J]. Stroke A Journal of Cerebral Circulation, 1979, 10(3):267-272.
[8]王萍,杨骏,王频.血管性痴呆两种动物模型的比较[J].中国中医急症, 2012, 21(2):214.
[9]杨晓妮,李长生,张志友.首乌益智胶囊对血管性痴呆大鼠星形胶质细胞生成的影响[J].江苏中医药, 2012, 44(2):64-66.
[10]顾静,李海龙,杨长生,等.血管性痴呆大鼠模型制作方法的改良[J].中国实验动物学报, 2015, 23(6):634-638.
[11]王磊沙,徐立,宋文婷,等.多因素复合建立多发性脑梗死气虚血瘀证大鼠模型的探讨[J].中国实验方剂学杂志,2017, 23(8):105-111.
[12]尹军祥,田金洲,黄启福,等. MCAO拟血管性痴呆大鼠模型的建立[J].中国病理生理杂志, 2003, 19(8):137-140,150.
[13]王艳,王玉娇,谢道俊,等.血管性痴呆动物模型的实验研究进展[J].中医药临床杂志, 2015, 27(11):1616-1619.
[14] SOZMEN E G, KOLEKAR A, HAVTON L A, et al. A white matter stroke model in the mouse: axonal damage, progenitor responses and MRI correlates[J]. Journal of Neuroscience Methods, 2009, 180(2):261-272.
[15] TENNANT K A, JONES T A. Sensorimotor behavioral effects of endothelin-1 induced small cortical infarcts in C57BL/6 mice[J]. Journal of Neuroscience Methods, 2009,181(1):18-26.
[16] AMENTA F, DI TULLIO M A, TOMASSONI D. Arterial hypertension and brain damage--evidence from animal models (review)[J]. Clinical and Experimental Hypertension,2003, 25(6):359-380.
[17]CAPUTO M, MONASTERO R, MARIANI E, et al.Neuropsychiatric symptoms in 921 elderly subjects with dementia: a comparison between vascular and neurodegenerative types[J]. Acta Psychiatrica Scandinavica, 2008,117(6):455-464.
[18] BROWN W R, BLAIR R M, MOODY D M, et al. Capillary loss precedes the cognitive impairment induced by fractionated whole-brain irradiation: a potential rat model of vascular dementia[J]. Journal of the Neurological Sciences,2007, 257(1/2):67-71.
[19] HOFER M, PAGLIUSI S R, HOHN A, et al. Regional distribution of brain-derived neurotrophic factor mRNA in the adult mouse brain[J]. The EMBO Journal, 1990, 9(8):2459-2464.
[20]王清碧,吴林,赵清山,等.益肺宣肺降浊方对血管性痴呆大鼠行为学及海马病理和神经元凋亡的影响[J].广西中医药, 2016, 39(2):67-70.
[21]王洲羿,周刚,肖展翅,等.丹红注射液对血管性痴呆大鼠行为学及海马CA1神经细胞凋亡影响的研究[J].中西医结合研究, 2016, 8(3):133-136.
[22]卢巧喜.中医治疗血管性痴呆的动物实验研究进展[J].河北中医, 2014, 36(3):473-476.
[23]王宏英,刘磊,谭岩,等.养血清脑颗粒对血管性痴呆大鼠海马神经元的保护作用[J].中国老年学杂志, 2014,34(15):4261-4263.
[24]任莹,刘静,景小龙,等.醒脑再造胶囊对血管性痴呆模型大鼠的保护作用[J].中国实验方剂学杂志, 2013, 19(10):242-245.
[25]孙红旭,戴恩来.通络益智散对血管性痴呆大鼠行为学、海马病理学的影响[J].中医研究, 2012, 25(2):54-56.
[26]戴颂阳,向月,张鹏,等.姜黄素在脑血流低灌注致血管性痴呆青年鼠和老年鼠中的作用及差异比较[J].重庆医科大学学报, 2016, 41(8):803-808.
[27]吴晓光,李玲,苗光新,等.山楂叶总黄酮对血管性痴呆大鼠学习记忆的干预作用及机制[J].中国老年学杂志,2015, 35(14):3819-3822.
[28]杨琼,戴桃李,陈粲,等.穴位埋线联合盐酸甲氯芬酯对血管性痴呆大鼠海马CA1区几种重要蛋白质表达的影响[J].中国老年学杂志, 2016, 36(9):2076-2077.