非手術(shù)性高血壓大鼠模型建立的研究進(jìn)展與比較

楊昌振，張雯斐，陳丹陽，石小雨，王君敏，楊海波，陳雪梅,2

高血壓（HTN）是由多種原因引起的，以體循環(huán)動(dòng)脈血壓增高為主要特征的臨床綜合征，可引起多種系統(tǒng)的并發(fā)癥，是我國乃至世界范圍內(nèi)最常見的心血管病，是全球范圍內(nèi)的重大公共衛(wèi)生問題。在全球范圍內(nèi)高血壓患者可達(dá)10億，我國占3億。高血壓可引起身體許多器官產(chǎn)生疾病，其中以腦卒中和心肌梗死最常見。心血管患者中有1/3死于高血壓[1]，高血壓病已成為威脅我國居民健康的首要危險(xiǎn)因素[2]，而且我國對(duì)高血壓的認(rèn)識(shí)、控制和治療水平都比較低[3]，所以越來越多的專家學(xué)者致力于高血壓機(jī)制與治療的研究。借助于高血壓動(dòng)物模型，可以更方便有效地模擬不同影響因素下高血壓的發(fā)生與發(fā)展，為高血壓發(fā)病機(jī)制的研究以及藥物治療提供新的思路。

與手術(shù)方法相比而言，非手術(shù)方法操作簡單，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作要求低，同時(shí)還降低了大鼠感染與死亡的風(fēng)險(xiǎn)。手術(shù)建模方法特別是雙腎雙夾法操作復(fù)雜，死亡率高，死亡率和手術(shù)操作的熟練與術(shù)后護(hù)理?xiàng)l件有很大關(guān)系。

1 自發(fā)性高血壓大鼠模型

目前實(shí)驗(yàn)室常用的原發(fā)性高血壓的大鼠模型主要有：自發(fā)性高血壓大鼠（SHR）、卒中易感型自發(fā)性高血壓大鼠（SHRSP）、米蘭高血壓大鼠、新西蘭遺傳性高血壓大鼠、里昂高血壓大鼠、W色列高血壓大鼠等。其中自發(fā)性高血壓大鼠是應(yīng)用最廣泛的模型動(dòng)物之一，SHR是一種多基因疾病模型[4-6]。經(jīng)過幾代的培養(yǎng)，SHR有高血壓發(fā)病率高的特點(diǎn)，血壓的變化與大鼠鼠齡有關(guān)，兩者之間有正比例的關(guān)系。在達(dá)到一定的周齡后，高血壓的發(fā)病率可為100%，且SHR在達(dá)到一定的周齡后，其并發(fā)癥與人類高血壓并發(fā)癥極為相似。

自發(fā)性高血壓大鼠具有高血壓發(fā)病率高、與人類并發(fā)癥與發(fā)病機(jī)理相似等優(yōu)點(diǎn)，SHR被人們認(rèn)為是研究人類原發(fā)性高血壓的發(fā)病機(jī)制、并發(fā)癥特點(diǎn)以及開發(fā)新型降壓藥的理想模型[7]，是目前國際公認(rèn)的與人類原發(fā)性高血壓最相似的動(dòng)物模型[8]。缺點(diǎn)在于它主要是通過選擇性繁殖所得，與人類高血壓發(fā)病機(jī)制有一些差異，且并非在所有實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和飼養(yǎng)環(huán)境下都可以滿足SHR的生存與發(fā)病條件，SHR造價(jià)高，價(jià)格昂貴，所以在應(yīng)用SHR進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，會(huì)受到一些因素的干擾。

2 繼發(fā)性高血壓大鼠模型

2.1 藥物誘導(dǎo)的高血壓大鼠模型 常見的運(yùn)用于高血壓大鼠模型藥物誘導(dǎo)的藥物主要包括一氧化氮合酶抑制劑、內(nèi)皮素等。學(xué)者Ozen[9,10]在大鼠飲用的清水中加入N-硝基-L-精氨酸甲酯（L-name），5周可形成穩(wěn)定的高血壓模型。Abdel-Rahman[11]利用腹腔注射的方法，4周可制備出高血壓大鼠模型，高血壓組大鼠血壓明顯增高，且組間差異明顯，證明已經(jīng)成功建立L-name誘導(dǎo)的妊娠高血壓大鼠模型。所以口服L-name和腹腔注射L-name均可誘導(dǎo)高血壓大鼠的形成。其作用機(jī)理是抑制一氧化氮合酶的活性，減少內(nèi)源性一氧化氮的生成，降低一氧化氮對(duì)內(nèi)皮素-1的抑制，使血管張力增加，進(jìn)而導(dǎo)致高血壓的形成[12]。對(duì)于兩種方法而言，致高血壓作用無明顯差異，但腹腔注射L-name在操作過程中有可能刺破大鼠臟器，導(dǎo)致大鼠在實(shí)驗(yàn)過程中的死亡。但是在大鼠飲用混有藥物的清水的過程中，大鼠有可能因?yàn)樗幬锏拇碳ぷ饔枚鴮?dǎo)致藥物攝入量的不均和減少，對(duì)高血壓模型的穩(wěn)定性和一致性造成影響。學(xué)者Li[13]應(yīng)用同樣是一氧化氮合酶抑制劑的L-硝基精氨酸（L-nna）成功制備了高血壓大鼠模型，說明了該方法的可行性。同時(shí)，丁向東[8]用L-nna連續(xù)四周腹腔注射，在第2周得到持續(xù)穩(wěn)定的高血壓大鼠模型。姚麗[14]利用內(nèi)皮素-1來建立高血壓大鼠模型，其方法是將7只大鼠用1%氯化鈉（NaCl）慢性灌注，另7只大鼠用內(nèi)皮素-1慢性灌注。內(nèi)皮素-1組與氯化鈉組相比，內(nèi)皮素-1慢性灌注大鼠血壓明顯升高，證明了內(nèi)皮素有升壓作用。其升壓機(jī)制是內(nèi)皮素其較為持續(xù)的縮血管作用。第14 d即可出現(xiàn)明顯的高血壓，但內(nèi)皮素價(jià)格較一氧化氮（NO）抑制劑昂貴，增加實(shí)驗(yàn)的成本。

在藥物誘導(dǎo)高血壓大鼠模型的過程中，優(yōu)點(diǎn)在于我們可以自由掌控大鼠模型數(shù)量，隨時(shí)隨地制備高血壓大鼠模型，且成本比自發(fā)性高血壓大鼠低廉，適合于人類高血壓藥物療效和安全性的篩選，因此藥物誘導(dǎo)大鼠高血壓模型這一方法應(yīng)用十分廣泛。缺點(diǎn)是需要較高的實(shí)驗(yàn)操作技能，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中，可能由于大鼠個(gè)體和藥物劑量的差異性而導(dǎo)致同一組別的大鼠高血壓水平出現(xiàn)較大差異。

2.2 鹽敏感性高鹽飲食高血壓大鼠模型 在當(dāng)今的高血壓患者急劇增多的嚴(yán)峻形勢(shì)下，高鹽飲食是尤為重要的致高血壓因素[15]。因此，研究高鹽引起的高血壓發(fā)病機(jī)制與治療手段首選因高鹽飲食引起的高血壓模型大鼠，該模型在國內(nèi)外都有應(yīng)用。Robert Patrick Davis利用該建模方法制備了高血壓大鼠模型。將SD大鼠施以單腎切除手術(shù)，給予醋酸脫氧皮質(zhì)酮（DOCA）微丸灌胃，飼以加有1%氯化鈉和0.2%氯化鉀（KCl）的水，4周后成功建立了高血壓大鼠模型。且該學(xué)者認(rèn)為高血壓模型的建立與水鈉滯留導(dǎo)致高容量狀態(tài)和加壓素釋放增加有關(guān)[16]。葛順娜等[17]研究發(fā)現(xiàn)皮下注射DOCA并輔以高鹽飲食的高血壓大鼠模型成功率高，簡單方便，易復(fù)制，可用于鹽敏感性高血壓的研究及抗高血壓藥物的篩選。葛順娜將大鼠隨機(jī)分成2組，對(duì)照組大鼠皮下注射植物油，飼飲自來水，高鹽組大鼠皮下注射DOCA油劑（30 mg/kg），飼飲水含有10 g/L NaCl和2 g/L KCl，共4周。結(jié)果是高鹽組大鼠所有大鼠均發(fā)生了高血壓，建模成功率100%，且在建模過程中，死亡率為0%。該實(shí)驗(yàn)利用皮下注射法，而并非費(fèi)時(shí)費(fèi)力的膠丸埋入皮下法，同時(shí)也將原實(shí)驗(yàn)周期7周改為4周，結(jié)果并無影響[18]。但是該實(shí)驗(yàn)方法的前提是切除大鼠左腎，對(duì)于實(shí)驗(yàn)者的技能要求較高，在實(shí)驗(yàn)過程中易造成大鼠的感染和死亡。但該種實(shí)驗(yàn)方法關(guān)鍵在于在建模時(shí)利用DOCA輔以高鹽飲食，切除左腎為實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，故將該實(shí)驗(yàn)方法列入非手術(shù)性建模方法。另有國外學(xué)者Velasquez[19]和Tran[20]直接購買Dahl/SS鹽敏感性大鼠，飼以高鹽飲食，即可建立高血壓大鼠模型，此方法不需手術(shù)，較為簡單。

皮下注射DOCA并輔以高鹽飲食的方法優(yōu)點(diǎn)是可以廣泛用于鹽敏感性高血壓的研究及抗高血壓藥物的篩選，而且建模成功率高，死亡率低，建模用時(shí)短。缺點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)操作比較復(fù)雜，單腎切除術(shù)增加了大鼠感染、失血、死亡的風(fēng)險(xiǎn)。而直接購買Dahl/SS大鼠可規(guī)避這些弊端，是一種良好的建模方法。但是該種大鼠國內(nèi)目前不易購買，且價(jià)格昂貴。

2.3 單純高鹽飲食高血壓大鼠模型 此方法單純給予大鼠高鹽飲食，與上一方法有所不同。史娜[21]復(fù)制張玉青[22]的方法利用高鹽飲食制備高血壓大鼠模型，將實(shí)驗(yàn)隨機(jī)分為2組：正常飲食組和高鹽飲食組。正常組用普通的大鼠飼料喂養(yǎng)，高鹽組用普通大鼠飼料加入NaCl以質(zhì)量比配成4%的NaCl飼料，2周后，進(jìn)行血壓測量。在張玉青的實(shí)驗(yàn)中，2周后實(shí)驗(yàn)組血壓和正常組血壓無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。而在史娜復(fù)制實(shí)驗(yàn)方法后，大鼠從第16 d開始血壓出現(xiàn)顯著升高，說明高鹽飲食制備方法所需要的時(shí)間至少2周以上。同時(shí)史娜還將高鹽飲食法與雙腎一架法對(duì)比，得出高鹽飲食所得高血壓模型更加接近于臨床高血壓患者。國外學(xué)者M(jìn)onika Szulińska[23]利用每kg含35 g NaCl的高鹽飲食喂養(yǎng)三組大鼠，在42 d后發(fā)現(xiàn)三組大鼠血壓明顯增高，也進(jìn)一步驗(yàn)證了高鹽飲食制備高血壓大鼠模型的可行性。

該法優(yōu)點(diǎn)是簡單便易，可應(yīng)用于高血壓相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)中，所得高血壓模型模擬了人類高血壓形成的生理過程，比較接近于臨床高血壓患者。缺點(diǎn)是高血壓模型的不穩(wěn)定性，大鼠個(gè)體差異較為明顯，大鼠高血壓出現(xiàn)的時(shí)間和程度差別較大，且周期較長。

2.4 應(yīng)激性高血壓大鼠模型 現(xiàn)代化社會(huì)越來越快的生活節(jié)奏、越來越重的心理壓力和工業(yè)化帶來的噪音、電磁干擾對(duì)人們高血壓的促進(jìn)作用被許多國內(nèi)外學(xué)者所重視。長期慢性應(yīng)激使人們處于精神緊張狀態(tài)，長期以往將是導(dǎo)致高血壓的重要因素。學(xué)者Hejazi[24]利用為期15 d的早晚兩次電擊結(jié)合強(qiáng)迫游泳誘導(dǎo)大鼠高血壓，獲得建模成功。Du[25]和Guo[26]通過足底電擊結(jié)合噪音刺激，兩種刺激經(jīng)計(jì)算機(jī)隨機(jī)傳遞，使大鼠長期處于應(yīng)激狀態(tài)，也可得到應(yīng)激性高血壓大鼠模型。之所以采用電擊與噪音結(jié)合，是因?yàn)槠湫Ч糜趩我淮碳ぴ?。董艷芬[27]分別對(duì)大鼠采用低頻低壓交流電電擊足底作為單一應(yīng)激源和足底電擊結(jié)合噪聲的復(fù)合刺激為應(yīng)激源，對(duì)大鼠實(shí)施反復(fù)應(yīng)激刺激28 d，結(jié)果應(yīng)激組30只大鼠與正常對(duì)照組動(dòng)物比較，血壓顯著升高；其中實(shí)施復(fù)合刺激為應(yīng)激源的大鼠，高于正常對(duì)照組平均動(dòng)脈壓3 kPa以上的高壓鼠發(fā)生率為81.0%，采用單一應(yīng)激源刺激組為49.1%。且復(fù)合刺激組高血壓率要高于單一刺激源組。因此足底電擊結(jié)合噪聲的復(fù)合刺激方法是目前較為常用的應(yīng)激性高血壓大鼠制備方法，對(duì)大鼠高血壓有明顯的促進(jìn)作用。但是此方法在操作過程中也會(huì)出現(xiàn)一些問題，王麗[28]在造模過程中，由于電擊導(dǎo)致抽搐、心臟驟停，最后死亡大鼠3只。阿地拉·阿不都艾尼[29]采用制動(dòng)夾尾刺激法制備高血壓大鼠模型，將大鼠放入制動(dòng)器內(nèi)制動(dòng)30 min，同時(shí)給予夾尾刺激5 min。結(jié)果60 d后，模型組大鼠收縮壓和舒張壓均明顯升高。該方法相比于足底電擊結(jié)合噪聲的復(fù)合刺激方法實(shí)驗(yàn)周期長，但是其在操作過程中可避免大鼠電擊死亡，是該方法的優(yōu)點(diǎn)之一。鐘航海[30]受到上班族白領(lǐng)日常狀態(tài)的啟發(fā)，采用不規(guī)則震蕩、不良音樂、部分睡眠剝奪復(fù)合刺激法，長期使大鼠處于精神緊張、慢性應(yīng)激狀態(tài)，成功制備出高血壓大鼠模型。此外學(xué)者Porter[31]利用空氣噴射壓力刺激也可成功制備大鼠高血壓模型，該學(xué)者通過測量血漿血管緊張素Ⅱ、腎上腺素、去甲腎上腺素、皮質(zhì)醇水平判斷高血壓模型的建立。

應(yīng)激性高血壓大鼠建模的優(yōu)點(diǎn)在于操作極為方便，可以達(dá)到無創(chuàng)建模，有效減少了建模過程中的大鼠死亡率。且成本低廉，可隨時(shí)制備，不受時(shí)間地點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)和飼養(yǎng)環(huán)境的限制。其缺點(diǎn)是無法保證高血壓大鼠建模質(zhì)量。周期長，大鼠模型的高血壓水平可能有很大差異，可能會(huì)影響整體實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.5 長期高嘌呤飲食高血壓大鼠模型 隨著生活條件的大幅度提高，高嘌呤食物攝入過多易致高血壓已成為大家的共識(shí)。張奇[32]采用SD大鼠長期高嘌呤飼料喂養(yǎng)，每天正常飲水，連續(xù)30周建立接近人類病癥的高血壓大鼠模型。結(jié)論，采用長期高嘌呤飼料喂養(yǎng)造模法，連續(xù)造模17周以上能使SD大鼠的血壓升高到一定程度，達(dá)到輕、中度高血壓水平，同時(shí)還能造成肝腎損傷等伴隨癥狀。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可建立接近于人類病例的高血壓模型，高血壓并發(fā)癥較突出。缺點(diǎn)是周期較長，高血壓水平較低，適用于輕中度高血壓的研究。

2.6 高脂、高糖（或不）復(fù)合酒精致高血壓大鼠模型 高脂高糖飲食會(huì)導(dǎo)致肥胖，而肥胖是高血壓的危險(xiǎn)因素之一[33]。若長期使大鼠處于高糖高脂的飲食習(xí)慣中，將可模擬出人類高血壓的形成過程。Yu[34]用高脂高熱量飲食喂養(yǎng)雄性大鼠幼崽，連續(xù)16周，用間接尾袖法測量清醒鼠尾收縮壓（SBP）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)大鼠收縮壓顯著提高，因此高脂高熱量飲食可以成功誘導(dǎo)高血壓大鼠模型。Li[35]利用高蔗糖脂肪混合飼料喂養(yǎng)Wistar大鼠12周，成功建立了伴胰島素抵抗的高血壓大鼠模型。趙勝楠[36]利用高脂、高糖飲食喂養(yǎng)SHR大鼠，23周后可成功獲得高血壓合并高脂血癥大鼠模型，其心臟及腎臟靶器官均呈現(xiàn)出明顯的病理學(xué)改變。比較以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)相同方法不同實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)周期長短不一，這可能和飼料中脂肪和糖類的比例大小有關(guān)。學(xué)者Yu的實(shí)驗(yàn)中，脂肪占比58%，蔗糖占比25%，而趙勝楠的實(shí)驗(yàn)中，蔗糖占比20%，脂肪占比更少[34-36]。實(shí)驗(yàn)者利用該方法制備高血壓模型時(shí)，為了縮短實(shí)驗(yàn)的周期，可適當(dāng)提高飼料中的脂肪和蔗糖含量。相比于現(xiàn)代社會(huì)中的高糖、高脂肪飲食習(xí)慣，酒精的攝入在高血壓形成過程中也起到了十分重要的作用。研究表明，酒精依賴率與高血壓率呈正相關(guān)關(guān)系，飲酒是引起高血壓的一個(gè)獨(dú)立的危險(xiǎn)因素[37]。該結(jié)果不僅揭示了引發(fā)高血壓的一項(xiàng)危險(xiǎn)因素，也為高血壓大鼠模型建立提供了思路。學(xué)者Liang[38]通過4周的高脂、高糖及梯度飼喂乙醇的方法，成功制備了高血壓大鼠模型。通過乙醇的加入，實(shí)驗(yàn)周期縮短至4周，可說明飲酒對(duì)促進(jìn)高血壓形成有重要的意義。實(shí)驗(yàn)者可通過高脂高糖飼料加飼喂乙醇的方法較為快速地制備高血壓大鼠模型。

該方法通過建立高脂和（或）高糖飲食，模擬了人類高血壓的產(chǎn)生過程，可以提供研究糖尿病型高血壓良好模型。但是缺點(diǎn)在于建立的高血壓模型較其他方法周期長，且因?yàn)閭€(gè)體差異容易使高血壓水平不可控制。

2.7 低氧致高血壓大鼠模型 阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（OSAHS）是一種威脅人類健康的常見慢性病，特別是老年人，患病率可達(dá)38%~78.1%之間[39-41]。

有研究表明，OSAHS可導(dǎo)致各種心血管損害，會(huì)促進(jìn)高血壓的形成[42]。學(xué)者蔣麗君[43]利用OSAHS所致的低氧和高血壓的關(guān)系，通過給大鼠提供慢性間歇性低氧的環(huán)境，成功建立了高血壓大鼠模型。間歇性低氧過程誘導(dǎo)的高血壓模型重復(fù)性佳，符合OSAHS病理生理特點(diǎn)[43]，為OSAHS所致高血壓建立了合適的模型。缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)備要求高，需左頸動(dòng)脈置管獲得間歇性低氧的證據(jù)，增加了操作的復(fù)雜性及感染的機(jī)會(huì)。

3 展望

本文主要總結(jié)了近年來非手術(shù)性制備高血壓大鼠模型的若干方法，包括：一、自發(fā)性高血壓大鼠模型。二、繼發(fā)性高血壓大鼠模型：①藥物誘導(dǎo)的高血壓大鼠模型；②鹽敏感性高血壓大鼠模型；③高鹽飲食高血壓大鼠模型；④應(yīng)激性高血壓大鼠模型；⑤長期高嘌呤飲食高血壓大鼠模型；⑥高脂與（或）高糖致高血壓大鼠模型；⑦低氧致高血壓大鼠模型。各種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用之處，見表1。

藥物誘導(dǎo)的高血壓建模效果好，周期較短，但對(duì)于高血壓程度的一致性不好掌控。而飲食、應(yīng)激等方法實(shí)驗(yàn)周期長，具體已在前文闡述。高血壓機(jī)制的研究和高血壓藥物的篩選離不開合適的高血壓模型的建立，實(shí)驗(yàn)者應(yīng)選擇適合、可靠的建模方法，對(duì)揭示高血壓發(fā)病機(jī)制、防治和預(yù)后問題將會(huì)起到重要作用，可以幫助初級(jí)實(shí)驗(yàn)者提高實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的可行性和科學(xué)性。至于更好更優(yōu)良的建模方法，還需繼續(xù)探索，為高血壓相關(guān)實(shí)驗(yàn)提供更實(shí)用的模型。

表1 高血壓建模優(yōu)缺點(diǎn)比較及應(yīng)用