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编号:10252425
高脂血症小鼠脑缺血再灌注诱导智能障碍模型研究*
http://www.100md.com 《中国中医基础医学杂志》 1999年第2期
     作者:高维娟 黄启福 王 波 贾 旭 严 京 李伯光

    单位:高维娟 黄启福 王 波 贾 旭 严 京 李伯光(北京中医药大学病理教研室 北京 100029)

    关键词:小鼠;高脂血症;脑缺血再灌;学习记忆障碍

    摘 要 目的 探讨高脂血症小鼠脑缺血再灌注与智能障碍的关系 摘 要 目的 探讨高脂血症小鼠脑缺血再灌注与智能障碍的关系。方法 在造成小鼠高脂血症的基础上,进行脑缺血再灌注,并用水迷宫法、跳台法、避暗法进行学习记忆功能检测。结果 显示模型组小鼠出现明显的学习记忆障碍,与单纯脑缺血再灌组相比有统计学意义。结论 该模型可用于血管性痴呆的发病学探讨和治疗学研究。

    STUDY ON INTELLECTUAL DISORDERS MODEL INDUCED CEREBRAL
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    ISCHEMIA-REPERFUSION IN MICE WITH HYPERLIPEMIA

    Gao Weijuan, Huang Qifu, Wang Bo et al

    (Department of pathology, Beijing University of Traditaional Chinese Medicine, Beijing 100029)

    Abstrct:This paper made cerebral ischemia reperfusion based on the mice with hyperlipemia.Observed the ability of learning and remembrance of mice by using water labyrinth test,step-dowh test ahd step-through test.The results showed that the model mice had distinct disturbances of learning and remembrance.The model group has a statistical significance from the group of only cerebral ischemia reperfusion.The results proved that this model may use for study of pathogenesis and therapeutics on vascular dementia.
, 百拇医药
    Key words: hyperlipemia, mouse, cerebral ischemia reperfusion, learning and remembrance disturbances

    血管性痴呆(Vascular Dementia VD)是由于脑循环障碍所致的高级神经功能全面减退的疾病。脑反复缺血再灌后造成的学习记忆障碍,其机理为海马CA1区神经元迟发性坏死所致。中医认为,VD的发生和发展与虚、痰、瘀密切相关,是一组本虚标实的疾患。本实验对高脂血症小鼠采用反复脑缺血再灌流方法诱发学习记忆功能障碍,旨在建立既符合VD症状又有虚、痰、瘀表现的动物模型,以利于开展中医药对VD的有效防治,并对研究VD的发病机理有所助益。

    材料与方法

    1 实验动物分组

    昆明种小鼠,体重16g~18g,雌雄各半(由北京流行病学研究所提供)。小鼠随机分为4组:①正常对照组(n=10);②高脂假手术组(n=10);③非高脂手术组(n=10);④高脂手术组(模型组,n=10)。
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    2 VD模型的制备

    2.1 小鼠高脂饲料配方[1] 10%猪油,10%蛋黄粉,0.5%胆酸盐,0.3%胆固醇,79.2%基础饲料。

    2.2 VD模型的制备 小鼠以高脂饲料喂养30天,测定血脂证实已增高后,进行脑缺血再灌造模。参照文献略行改进[2]:小鼠用12%乌拉坦按1 g*kg-1进行腹腔注射,麻醉后,仰卧位固定。颈正中切口,分离双侧颈总动脉并穿以零号丝线。阻断血流使其缺血10分钟,然后再通10分钟,如此反复3次。术后小鼠正常饲养。高脂假手术组仅做双侧颈总动脉分离术,但不进行缺血再灌注。非高脂手术组除不喂高脂饲料外(即不形成高脂血症),其余步骤同模型组。术后第7、15、30天进行小鼠行为学检测。

    3 检测指标及方法

    3.1 水迷宫试验[3] 水迷宫线路如图1所示。终点处有一爬梯,小鼠可爬出水面获得休息。水温控制在25℃±1℃。训练前,先将小鼠放在梯子附近使其自行爬上两次,之后分三个阶段进行训练。第一阶段:用挡板在A处挡死,使小鼠从A处开始训练;第二阶段:用挡板挡死B处,由此开始训练;第三阶段:由起点C处开始训练。每一阶段学习训练两次,休息两小时后再进行下一阶段训练。全部训练完毕后使小鼠休息两小时,再将其放于爬梯附近使其自行爬上两次,然后直接将其放于起点处,记录小鼠游完全程到达爬梯的时间和进入盲端的次数(错误次数),5min不能游出者按5 min计,以此作为学习成绩。24 h后重复测试,为小鼠记忆成绩。28.gif (1523 bytes)
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    图1 水迷宫示意图

    3.2 跳台试验[4] 实验装置是-10 cm×10 cm×60 cm的小鼠跳台反应箱,分为5间,箱底为可通36V连续电刺激的铜栅。每间右后角置一直径和高均为4.5 cm的橡皮垫,作为小鼠回避电击的安全区。实验时将小鼠放在橡皮垫上,同时箱底通以电流,小鼠跳到铜栅上时即受电击,其正常反应是跳回橡皮垫上。如此训练5 min,记录每鼠跳到铜栅上的次数(错误次数)和受电击时间,作为小鼠学习成绩。24 h后重复测试,记录其第一次跳下橡皮垫的潜伏期和5 min内的错误次数及受电击时间,从而反应小鼠的记忆成绩。

    3.3 避暗试验[4] 装置大小为36 cm×12 cm×12 cm,分明暗两室,明室上方10 cm处悬-60W日光灯,暗室后半部分底部栅通以40V电压,两室之间有一直径为3 cm的圆洞。实验时将小鼠背对洞口放入明室,小鼠因嗜暗习性进入暗室则遭电击,此时小鼠可自行逃出暗室。记录小鼠5分钟内受电击次数(错误次数),此为小鼠学习成绩。24小时后重复测试,记录小鼠自放入明室至第一次进入暗室遭电击的时间(潜伏期)及5分钟内错误次数,此为小鼠记忆成绩。
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    4 统计学处理

    所有实验数据用均数±标准差(xx1.gif (881 bytes)±s)表示,两组均数差别的比较用t检验。

    结果

    1 水迷宫试验结果

    从表1、表2可见,与正常对照组相比,模型组和非高脂手术组小鼠游全程时间和错误次数在第7天、15天、30天时均明显增加,两组值与正常对照组相比有明显差异(P<0.05~0.001),尤以模型组为显著;且随着时间的延长,15天、30天小鼠的游全程时间和错误次数与7天相比有明显增加。假手术组与正常组相比小鼠游全程时间和错误次数在第7天、15天、30天均无统计学意义(P>0.05)。
, 百拇医药
    表1 模型小鼠水迷宫试验学习成绩的变化(xx1.gif (881 bytes)±s)

    时间

    指标

    正常组

    (n=10)

    假手术组

    (n=10)

    模型组

    (n=10)

    非高脂组
, 百拇医药
    (n=10)

    7天

    游全程时间(s)

    62.20±36.79

    58.20±40.70

    148.50±30.03***△△

    104.00±24.50**

    错误次数(次)

    5.80±3.29

    5.20±3.99

    11.00±2.36***△
, 百拇医药
    8.90±1.85*

    15天

    游全程时间(s)

    63.20±36.99

    55.30±30.16

    162.00±39.8***△

    117.20±30.44**

    错误次数(次)

    5.70±3.38

    5.10±1.59

    11.30±2.16***△
, 百拇医药
    9.00±1.63*

    30天

    游全程时间(s)

    60.00±34.19

    55.80±48.21

    171.90±37.22***△

    127.90±32.58***

    错误次数(次)

    5.80±3.21

    6.00±3.62

    11.90±2.42***△
, 百拇医药
    9.50±2.46**

    注:与正常组比较:* P<0.05,**P<0.01,***P<0.001;与同日期非高脂组比:△P<0.05,△△P<0.01。

    表2 模型小鼠水迷宫试验记忆成绩的变化(xx1.gif (881 bytes)±s)

    时间

    指 标

    正常组

    (n=10)

    假手术组
, 百拇医药
    (n=10)

    模型组

    (n=10)

    非高脂组

    (n=10)

    7天

    游全程时间(s)

    48.60±28.20

    65.60±53.09

    166.10±45.82**△△

    111.70±25.11**
, 百拇医药
    错误次数(次)

    4.90±3.11

    5.20±4.42

    11.00±2.54**△

    8.50±2.07*

    15天

    游全程时间(s)

    68.60±28.29

    68.50±30.25

    178.70±47.68**△△

    120.50±35.52**
, 百拇医药
    错误次数(次)

    4.80±3.40

    6.80±2.57

    11.50±2.01**△

    9.10±1.91*

    30天

    游全程时间(s)

    63.60±38.20

    69.40±32.64

    190.10±55.82**△

    129.30±41.99*
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    错误次数(次)

    5.10±3.20

    5.20±3.16

    12.10±2.47**△

    9.80±2.51*

    注:与正常组比较:*P<0.01,**P<0.001;与同日期非高脂组比较:△P<0.05,△△P<0.01。

    2 跳台试验结果

    实验结果表明,模型组小鼠的学习、记忆成绩与正常对照组相比错误次数及受电击时间均显著增多(P<0.001),潜伏期明显缩短(P<0.001),并且第15天、30天小鼠的学习记忆障碍较7天更加明显。非高脂手术组与正常组相比也有同样的变化趋势(P<0.05~0.001),但不如模型组变化显著。模型组与非高脂手术组相比有差异(P<0.05~0.001)。假手术组各项指标与正常组相接近,两组相比无统计学意义(P>0.05)(见表3、表4)。
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    表3 模型小鼠跳台试验学习成绩的变化(xx1.gif (881 bytes)±s)

    时间

    指 标

    正常组

    (n=10)

    假手术组

    (n=10)

    模型组

    (n=10)

    非高脂组
, 百拇医药
    (n=10)

    7天

    错误次数(次)

    3.80±1.14

    4.10±1.79

    6.00±0.82***△

    5.10±0.88*

    受电击时间(s)

    18.40±8.28

    18.10±10.90

    52.00±16.23***△
, 百拇医药
    36.70±10.85***

    15天

    错误次数(次)

    3.90±1.44

    4.20±1.81

    6.50±1.18***△

    5.40±1.07*

    受电击时间(s)

    16.40±8.49

    20.30±10.88

    59.80±16.31***△
, 百拇医药
    41.90±12.81***

    30天

    错误次数(次)

    3.80±1.04

    4.30±1.77

    6.90±1.20***△△

    5.10±1.20*

    受电击时间(s)

    20.40±16.37

    24.40±12.55

    61.40±13.87***△
, 百拇医药
    42.90±16.85**

    注:与正常组比较:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001;与同日期非高脂组比较:△P<0.05,△△P<0.01。

    表4 模型小鼠跳台试验记忆成绩的变化(xx1.gif (881 bytes)±s)

    时间

    指 标

    正常组

    (n=10)

    假手术组
, 百拇医药
    (n=10)

    模型组

    (n=10)

    非高脂组

    (n=10)

    7天

    潜伏期(s)

    191.60±86.31

    192.70±88.94

    41.60±24.97**△△

    78.60±22.20*

, 百拇医药     错误次数(次)

    1.20±0.79

    1.60±1.43

    3.70±0.82**△△

    2.60±0.84*

    受电击时间(s)

    5.00±3.62

    4.60±4.84

    18.30±6.36**△

    13.00±4.32**

    15天
, 百拇医药
    潜伏期(s)

    189.80±80.27

    178.50±64.50

    36.60±20.96**△△

    72.50±22.80**

    错误次数(次)

    1.30±0.99

    2.00±1.33

    4.30±0.95**△

    3.00±1.25*
, 百拇医药
    受电击时间(s)

    6.00±3.60

    6.40±3.20

    25.60±9.12**△

    18.70±4.06*

    30天

    潜伏期(s)

    192.60±88.30

    196.40±59.50

    36.30±14.02**△△△

    70.40±21.21**
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    错误次数(次)

    1.40±0.78

    1.30±1.16

    4.60±1.65**△

    3.20±1.44**

    受电击时间(s)

    5.60±2.64

    6.30±3.26

    30.60±9.96**△

    22.10±6.77**

, http://www.100md.com     注:与正常组比较:*P<0.01,**P<0.001;与同日期非高脂组比较:△P<0.05,△△P<0.01,△△△P<0.001。

    3 避暗试验结果

    在学习、记忆测试中,模型组较正常对照组错误次数增多(P<0.001),潜伏期缩短(P<0.001)。非高脂手术组较正常组也表现出相同的变化趋势,但较模型组变化小,模型组与非高脂手术组相比有差异(P<0.05)。假手术组与正常对照组相比无统计学意义(P>0.05)(见表5、表6)。

    表5 模型小鼠避暗试验学习成绩(错误次数)的变化(xx1.gif (881 bytes)±s)

    时间
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    正 常 组

    (n=10)

    假手术组

    (n=10)

    模 型 组

    (n=10)

    非 高 脂 组

    (n=10)

    7天

    1.20±0.42

    1.00±0.82

    2.80±0.92**△
, 百拇医药
    1.90±0.88*

    15天

    1.30±0.42

    1.30±0.67

    2.80±1.03**△

    1.90±0.74*

    30天

    1.20±0.42

    1.00±0.00

    2.90±1.10**△

    1.80±0.63*
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    注:与正常组比较:*P<0.05,**P<0.001;与同日期非高脂组比较:△P<0.05。

    表6 模型小鼠避暗试验记忆成绩的变化(xx1.gif (881 bytes)±s)

    时间

    指 标

    正常组

    (n=10)

    假手术组

    (n=10)

    模型组
, 百拇医药
    (n=10)

    非高脂组

    (n=10)

    7天

    潜伏期(s)

    285.90±33.88

    261.00±87.74

    176.60±52.39***△

    223.20±38.86**

    错误次数(次)

    0.20±0.42
, 百拇医药
    0.30±0.67

    1.20±0.42***△

    0.70±0.48*

    15天

    潜伏期(s)

    283.80±31.88

    247.60±87.37

    170.10±43.76***△

    210.20±76.72**

    错误次数(次)
, 百拇医药
    0.30±0.42

    0.40±0.52

    1.30±0.48***△

    0.80±0.42*

    30天

    潜伏期(s)

    270.84±35.80

    289.50±31.49

    164.60±38.63***△

    207.30±61.74***
, 百拇医药
    错误次数(次)

    0.20±0.42

    0.20±0.42

    1.40±0.52***△

    0.90±0.32***

    注:与正常组比较:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001;与同日期非高脂组比较:△P<0.05。

    讨论

    小鼠脑缺血再灌导致学习记忆障碍模型已有多种,但在造成小鼠高脂血症基础上再进行脑缺血再灌而致学习记忆障碍的方法尚未见报道。
, 百拇医药
    中医学认为,VD主要是由于脏腑虚衰、阴精亏空,不能上充子脑,复加痰浊、瘀血等毒邪内生,使虚、痰、瘀互结,败坏形体,损伤脑络而致神机失统,从而发生学习记忆功能障碍的疾患。近年来,随着中医脑病学理论的不断完善以及对VD研究的广泛深入的开展,各种痴呆动物模型相继问世,但仍需进一步与人类疾病的发生机理相接近。老年期病人脏腑功能低下,且多伴有不同程度的血脂增高、血液粘稠度增加等血液流变学异常,这种状态与中医学认为在气血运行虚衰的基础上又极易产生痰浊、瘀血等病理产物,出现程度不等的虚实夹杂的症候变化相一致。根据老年人这一发病特点,我们建立了小鼠高脂血症模型,并使其反复脑缺血再灌流,产生虚、痰、瘀互结的病理变化过程。实验结果表明,高脂血症小鼠脑反复缺血再灌流后水迷宫测验的游全程时间明显延长,错入盲端次数增加;跳台法和避暗法潜伏期缩短,错误次数增加,且较非高脂手术组明显。而高脂假手术组的学习记忆成绩无明显变化,说明高脂状态是此模型的一个重要诱因,单纯高脂血症而无缺血再灌注损伤的小鼠不会产生智能方面的改变。

    本模型在造成小鼠高脂血症的基础上进行脑缺血再灌注,可造成小鼠明显的学习记忆障碍,这主要是由于脑缺血再灌注后,海马CA1区发生了迟发性神经元死亡[5]。而海马是学习记忆活动的重要核团,也是参与空间定位的重要中枢。因此,海马迟发性神经元死亡可能是本模型小鼠学习记忆障碍的病理形态学基础。随着时间的延长,小鼠的学习记忆能力逐渐下降,提示再灌注后海马的病理改变呈进行性,并进一步影响了海马的功能。
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    据报道,缺血性脑血管病患者的血液高凝状态在缺血性脑血管病的临床前期已经存在[6],且脑血流量的降低与VD密切相关[7]。因此,有理由认为,本模型小鼠高脂血症所造成的血液携氧能力降低、血流缓慢、血液粘稠度增加而致的脑血流量降低、脑部缺血缺氧加重了缺血再灌注损伤,在损害学习、记忆过程中起了极其重要的作用。

    此外,本模型还具有造模方法简单、重复性好、死亡率低的特点。它利用高脂血症,模拟了临床上老年VD患者的血液流变学特点。我们认为,它的建立,将对VD发病机理的探讨和治疗学方面的研究有所助益。

    *国家九五科技攻关基金资助

    作者简介:高维娟,女,32岁,医学硕士,讲师。

    参考文献

    [1] 李仪奎.中药药理实验方法学.上海:上海科学技术出版社,1991;398~401
, 百拇医药
    [2] 李巍.脑缺血再灌注对小鼠学习记忆的影响及药物防护.中国康复医学杂志 1995;10(2):67~69

    [3] 徐淑云,卞如濂,陈修.药理实验方法学.北京:人民卫生出版社,1991:662

    [4] 张均田,斋藤.十二种化学药品破坏小鼠被动回避性行为——跳台试验和避暗试验作用的比较观察.药学学报 1986;21(1):12~19

    [5] Kinino T.Delayed neuronal death in the gerbil hippocampus following ischemia.Brain Res,1982;239:57

    [6] 韩仲岩,唐盛孟,石秉霞.实用脑血管病学.上海:上海科学技术出版社,1994:54

    [7] 王群,钱采韵.血管性痴呆的研究进展.中风与神经疾病杂志 1995;12(4):248~249

    (收稿日期 1998—07—19 修回日期 1998—10—16), http://www.100md.com