阿霉素誘導(dǎo)和腹主動脈縮窄術(shù)復(fù)制大鼠慢性心力衰竭模型的比較

曾 瑾，崔鳳娟，王海珍，王海華

(皖南醫(yī)學院 生理學教研室,安徽 蕪湖 241002)

慢性心力衰竭(chronic heart failure，CHF)是大多數(shù)心血管疾病發(fā)展的終末階段，嚴重危害人類健康，其發(fā)病率呈上升趨勢，盡管近年來CHF治療取得了一些進展，其年病死率仍居高不下。為進一步研究其發(fā)病機制，尋求有效的治療方法，建立理想的動物模型是首先要解決的問題。阿霉素(adriamycin,ADR)是臨床常用的蒽環(huán)類抗腫瘤藥物，腹腔給藥后經(jīng)腹膜吸收進入血液循環(huán)，除抗腫瘤作用，對機體正常的組織器官也有較大的損害，尤其是心臟毒性，我們試圖通過腹腔注射阿霉素的方法建立慢性心力衰竭模型[1-2]；通過縮窄大鼠腹主動脈，使主動脈壓力升高，心臟后負荷增加，心肌代償性增大，最終失代償形成心力衰竭[3]，也是建立慢性心力衰竭模型的方法之一。本文分別采用阿霉素誘導(dǎo)和腹主動脈縮窄術(shù)制備CHF大鼠模型，比較兩種模型制作的優(yōu)缺點，結(jié)合實驗需求，選擇合適的方法建立大鼠慢性心力衰竭模型。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 SD雄性大鼠(200±10) g購自合肥蜀山實驗動物中心，合格證號:SCXK(蘇)2009-0001。

1.2 主要藥品試劑與儀器 鹽酸阿霉素購自德國Ruibio公司(批號：RD7121)，JA1003型電子分析天平，上海天平儀器廠；Medlab-U/8c生物信號采集分析系統(tǒng)，南京美易科技有限公司；注射用青霉素鈉，華北制藥股份有限公司。

1.3 模型制作 ①ADR組：參照文獻[4]報道，按劑量(2 mg/kg體質(zhì)量)將注射用鹽酸阿霉素溶于1 ml生理鹽水注射大鼠(ip,1次/周)，連續(xù)6周，累積劑量為12 mg/kg體質(zhì)量。②AAC組：麻醉(25%烏拉坦，4 ml/kg,ip)大鼠，開腹充分暴露腹主動脈，在雙腎上方0.5 cm處將8號針頭與腹主動脈共同結(jié)扎，拔除針頭，造成腹主動脈管腔環(huán)形成縮窄約50%～60%。術(shù)后青霉素抗感染治療3 d[5]。③SO組大鼠除不進行腹主動脈縮窄術(shù)外，其他制作程序與AAC組相同。

1.3.1 大鼠ECG及心功能指標檢測 第8周對動物稱重后，麻醉(25%烏拉坦，4 ml/kg,ip)固定大鼠，通過Medlab-U/8c生物信號采集處理系統(tǒng)記錄大鼠心電圖及心功能指標(心率HR、左室峰壓LVSP、室內(nèi)壓變化速率±dp/dtmax)。

1.3.2 臟器質(zhì)量/體質(zhì)量檢測 心功能記錄完畢后，處死大鼠，取下心臟，以冷生理鹽水沖洗，濾紙吸干表面。稱量，計算心臟質(zhì)量/體質(zhì)量比值(HW/BW，mg/g)。

1.3.3 組織病理學檢測 實驗后留取心肌，4%多聚甲醛固定，常規(guī)石蠟包埋切片，切片厚5 μm，進行HE染色，光學顯微鏡下進行組織形態(tài)學觀察。

2 結(jié)果

2.1 大鼠病死率及一般情況觀察 ADR組第8周后，12只大鼠死亡4只(病死率為33.3%)，可能與腹部結(jié)節(jié)腫塊有關(guān)，AAC組第8周后，20只大鼠共死亡12只(病死率為60%)，與手術(shù)創(chuàng)傷及感染有關(guān)。ADR組和AAC組大鼠實驗過程中均出現(xiàn)不同程度食欲不振，活動量減少及呼吸急促等表現(xiàn)，并隨時間增長加重，SO組大鼠精神狀態(tài)、活動量及進食量與正常大鼠無差別。

2.2 心電圖表現(xiàn) SO組大鼠心電圖未見明顯異常(圖1a)；ADR組大鼠心電圖表現(xiàn)為ST段向上抬高和T波高聳(圖1b)；AAC組大鼠心電圖表現(xiàn)為ST段上抬(圖1c)。

a.假手術(shù)組，b.阿霉素誘導(dǎo)組，c.腹主動脈縮窄術(shù)組

2.3 心臟質(zhì)量指數(shù) 與SO組相比，ADR組、AAC組大鼠BW減低(P<0.01)；ADR組與SO組HW無明顯差異，AAC組HW明顯增高(P<0.01)；兩模型組HW/BW明顯大于SO組(P<0.01，表1)。

2.4 大鼠心功能指標 與SO組相比，ADR組和AAC組大鼠LVSP、+dp/dtmax及-dp/dtmax明顯降低(P<0.01)，心臟的做功量也顯著低下(P<0.01)，LVEDP明顯高于SO組(P<0.01)，ADR組LVSP、+dp/dtmax、-dp/dtmax較AAC組降低更為明顯(P<0.01，表2)。

表1 8周后大鼠體質(zhì)量(BW)、心臟質(zhì)量(HW)及心臟質(zhì)量/體質(zhì)量(HW/BW)的組間比較Tab 1 Comparison of BW and HW and HW/BW in 8 week among

**P<0.01vsSO group;##P<0.01vsADR group

表2 大鼠心功能指標的組間比較Tab 2 Comparison of the cardiac function in rats among

**P<0.01vsSO group;##P<0.01vsADR group

2.5 病理學改變 HE染色顯示SO組肌纖維排列整齊，無心肌纖維的破壞，細胞間隙正常，無水腫(圖2a)；ADR組心肌組織受損，心肌細胞呈部分水腫和空泡變性，部分心肌細胞脂肪變性，部分呈小灶狀壞死；部分肌原纖維溶解，心肌纖維斷裂；心肌細胞間隙明顯增寬(圖2b)；AAC組大鼠心肌纖維排列紊亂、心肌細胞肥大、間質(zhì)中有炎癥細胞浸潤、間質(zhì)增生(圖2c)。

a.假手術(shù)組，b.阿霉素誘導(dǎo)組，c.腹主動脈縮窄術(shù)組

3 討論

慢性心力衰竭嚴重危害人類健康，發(fā)病率及病死率高，預(yù)后較差，雖然近年來CHF的治療取得了重要進展，但其年病死率仍居高不下，為進一步研究其發(fā)病機制，尋求有效的治療方法，建立理想的動物模型是首先要解決的問題。心力衰竭動物模型的建立方法有很多種[1,6-7]，其中腹腔注射阿霉素誘導(dǎo)造模法和腹主動脈縮窄術(shù)是常用的建立心力衰竭模型的方法。本實驗分別采用阿霉素誘導(dǎo)和腹主動脈縮窄術(shù)制備CHF大鼠模型，比較兩種模型制作的優(yōu)缺點，結(jié)合實驗需求，選擇合適的方法建立大鼠慢性心力衰竭模型。

阿霉素是一種光譜抗腫瘤化療藥物，阿霉素致心力衰竭主要是心肌組織自由基生成引起膜脂質(zhì)過氧化，破壞細胞膜的完整性[8]。腹主動脈縮窄術(shù)通過縮窄腹主動脈，使主動脈壓力升高，心臟后負荷增加，心肌代償性增大，最終失代償形成心力衰竭[9]。目前試驗常用判斷心力衰竭模型的方法有心質(zhì)量/體質(zhì)量、心電圖檢查、心功能檢查、觀察心肌組織形態(tài)學改變等方法[10-13]，實驗中心電圖檢查發(fā)現(xiàn)ADR組大鼠ST-T段抬高、T波高聳等典型改變；AAC組大鼠心電圖表現(xiàn)為ST段上抬。ADR組、AAC組大鼠心臟做功量明顯減低，LVSP、±dp/dtmax明顯減低，以ADR較AAC組更為顯著，兩組LVEDP明顯升高，提示大鼠心肌收縮舒張功能均顯著降低[14]。心臟病理切片顯示ADR組大鼠心肌細胞排列紊亂，胞質(zhì)呈溶解狀態(tài)，核深染，心肌纖維溶解斷裂，心肌細胞間隙明顯增寬；AAC組大鼠心肌纖維排列紊亂、心肌細胞肥大、間質(zhì)中有炎癥細胞浸潤、間質(zhì)增生。該實驗過程中，隨著周數(shù)增多ADR組、AAC組大鼠還出現(xiàn)一般狀態(tài)差，不同程度脫毛、食欲不振和活動量減少、呼吸急促、體質(zhì)量減輕等慢性心力衰竭的表現(xiàn)；以上指標表明兩種造模方法在一般狀態(tài)、心電圖、血流動力學指標、病理學均類似人慢性心力衰竭的改變，說明CHF大鼠模型成功建立。

我們分別通過阿霉素誘導(dǎo)和腹主動脈縮窄術(shù)建立CHF大鼠模型均成功。對比分析兩組CHF模型，與阿霉素誘導(dǎo)相比，腹主動脈縮窄術(shù)操作復(fù)雜，實驗過程中結(jié)扎過少會建模失敗，過多又增加動物死亡風險，且易造成感染，動物病死率增高，ADR組8周中，12只大鼠死亡4只(病死率為33.3%)，AAC組八周中，20只大鼠共死亡12只(病死率為60%)，故用腹主動脈縮窄術(shù)建造模型雖然與實際心力衰竭的發(fā)病比較接近，但由于手術(shù)創(chuàng)傷及大鼠的感染，導(dǎo)致大鼠病死率明顯增高，且相對耗時長，不利于大量動物實驗，若想進一步探討心力衰竭的發(fā)病機制，實驗需要再次對大鼠進行腹部或胸部手術(shù)，將會進一步導(dǎo)致大鼠死亡，實驗的成功率會大打折扣；通過腹腔注射阿霉素誘導(dǎo)造模法，造模操作簡單，大鼠病死率低于腹主動脈縮窄術(shù)組，對需要進一步對大鼠進行手術(shù)或創(chuàng)傷較大操作的實驗來說是較理想的模型。

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