新生鼠缺氧缺血性脑病动物模型的建立
作者:胡志兵 郑德枢 陆雪芬 邓平 陈听安
单位:胡志兵 广州市第十二人民医院神经内科,广州510620;郑德枢 陆雪芬 邓平 陈听安 广州医学院神经科学研究所,广州 510182
关键词:新生鼠;缺氧缺血性脑病;动物模型;病理变化
广州医学院学报990304
提要 目的:建立新生鼠缺氧缺血性脑病动物模型,研究其病理变化。方法:结扎新生7天SD大鼠一侧颈总动脉后,置于8%氧浓度的低氧环境中2.5h,于缺氧缺血后3h、6h、1d、3d、7d、14d、21d取脑做HE.NISSL染色,观察脑组织病理变化。结果:发现缺氧缺血后3h缺血侧出现轻度脑损伤,1d病变最严重,3d出现胶质细胞增生,14d、21d出现脑萎缩。结论:本动物模型稳定性良好,其病理变化具有一定的规律性。
, http://www.100md.com
中图分类号 R722.1
The Establishment of an Experimental Model of Neonatal
Hypoxic-ischemic Encephalipathy in Rat
Hu Zhibing,Zheng Deshu,Lu Xuefen,et al
(Institute of Neuroscience,Guangzhou Medical
College,Guangzhou 510182)
Objective:To establish an animal model of neonatal hypoxic-ischemic encephalipathy (HIE) and to study the pathological changes in it. Method:7-day-old rats were subject to left common carotid artery ligation,then were exposed to 8%O2 /92%N2 for up to 2.5h.At 3h,6h,1d,3d,7d,14d,and 21d after the hypoxic-ischemicepisode,the rats were killed and the brain tissues were sampled out for typical pathological processing and hematoxylin-eosin (HE) and Nissl (cresyl violet) staining,and the pathological changes of the brain tissues were observed.Result:three hours after the hypoxic-ischemic episode mild local necrosis of brain tissues beganto occur,and the pathological changes became most severe at 1d. Reactive gliosis began at 3d and brain atrophy was observed at 14d or 21d.Conclusion:The model of HIE is stable and the pathological changes of the brain tissues are with certain regularity.
, 百拇医药
Key words Neonatal rat;Hypoxic-ischemic encephalipathy;Animal model;Pathology
新生儿HIE是围产期疾病中的常见病,往往留有严重的后遗症,给社会和家庭带来了沉重负担。为了研究其发病机理及探索其有效的防治药物,目前相当多的研究是在动物模型上进行[1~2],国内外有关HIE动物模型的报告不少,但很少涉及模型建立的细节,我们参考有关文献建立了新生鼠HIE动物模型。
1 材料和方法
1.1 实验动物及分组 新生7天SD乳鼠48只,体重10~12g(孕鼠由广州医学院实验动物中心提供),随机分为正常对照组3只,单纯缺血组5只,单纯缺氧组5只,缺氧缺血组35只,其中缺氧缺血组按缺氧后处死时间分为3h、6h、24h、3d、7d、21d共7个小组,每小组各5只。
, http://www.100md.com
1.2 缺氧缺血方法 新生鼠用无水乙醚吸入麻醉(0.5~1min)后,在放大镜下,将大鼠置于左手掌内,食指和中指轻轻夹住其头部,大拇指压住其双前肢,剪开颈部正中皮肤,分离皮下脂肪,于胸锁乳突肌内侧的深部分离左颈总动脉,用5~0丝线结扎两端并剪断血管,术中用明胶绵止血。动物术后2~3h,入37℃水溶闭缺氧箱(容积8L),持续充以8%氧浓度氧氮混合气体(广州气体厂产品),气流量0.5L/min,维持2.5h。正常组不作任何处理,单纯缺血组只作血管结扎但不作缺氧处理,单纯缺氧组不结扎血管只缺氧2.5h。
1.3 标本处理:单纯血组、单纯缺氧组于术后或缺氧后24h断头处死,缺氧缺血组按各时点处理,取脑组织,大体检查后常规石蜡包埋,冠状切片(6μm),HE、Nissl染色。
2 结果
2.1 行为观察 缺氧缺血组:缺氧10min,全部动物躁动不安,缺氧20min,出现发绀,呼吸加深加快,25~30min站立不稳,爬行时右后肢呈拖步,40~60min活动明显减少,60min后86%出现嗜睡、激惹现象,复氧后1h内,少部分很少活动,大部分活跃者表现为固定向左侧旋转运动;单纯缺氧组动物在缺氧过程中同样表现烦躁不安,缺氧后活动如常,无旋转及倾倒现象;单纯缺血组24h内未见肢体活动异常。
, 百拇医药
2.2 大体标本观察 正常组、单纯缺血组、单纯缺氧组动物双侧大脑半球对称,未见出血肿胀现象;缺氧缺血组缺氧后3h,双侧大脑半球未见明显变化,6h可见左侧大脑半球轻度肿胀,颜色稍苍白,24h可见左侧大脑半球明显肿胀,颜色苍白,以额顶叶为主,脑室积血,3d肿胀有所减轻,额顶叶仍可见局部苍白区,7d双侧大脑半球基本对称,14d左侧半球轻度缩小,21d左侧明显萎缩,脑室扩大,皮质变薄,海马、丘脑变形,右侧正常。
2.3 脑组织病理变化
正常组、单纯缺血组、单纯缺氧组双侧大脑组织结构层次清晰,细胞轮廓正常,核居中,核仁清楚,尼氏体均匀分布于核的周边;缺氧缺血组缺氧后3h左侧大脑皮质、纹状体出现局灶性少量的神经元核固缩,嗜神经现象;6h皮质、纹状体病灶范围增大,数量增多,海马、丘脑亦出现小病灶;24h病变最严重,上述部位出现大片坏死,细胞溶解、消失;3d病灶周围开始出现胶质细胞增生,病灶中心仍可见大量固缩核和核碎片;7d病灶中心仅见极少量的固缩核和核碎片,周围增生的星形胶质细胞较3d增多,14d、21d神经元大量丢失,皮层、纹状体、海马、丘脑等部位形成胶质瘢痕。
, http://www.100md.com
3 讨论
生后7天大鼠脑与新生儿脑发育时期基本相似,而且造成一过性脑缺氧缺血条件也与新生儿HIE相似,因此该模型在国内外已得到广泛的应用[4,5]。麻醉是手术和缺氧过程中保持动物成活的关键,作者的体会是以乙醚麻醉效果最好,动物苏醒快;麻醉不宜过深,否则动物苏醒慢,对缺氧的耐受性差;为保证麻醉剂从体内彻底排尽,术后动物休息2~3h才作缺氧处理。准确地结扎颈总动脉是模型成功的关键,为避免误将肌肉作血管结扎,应确定有血流通过才作最后的结扎。
动物固定向结扎血管侧旋转是缺血缺氧引起大脑皮层下运动中枢损害致平衡失调所致[4],以及结扎对侧瘫痪是模型成功行为学标志。SD大鼠双侧颈内动脉系统通过基底动脉相通[6],因此,单纯结扎一侧颈总动脉不会出现病理变化;新生鼠具有较强的耐缺氧能力,单纯缺氧未见病理改变,结果与文献报道一致[7]。
, http://www.100md.com
新生大鼠在缺氧后3h出现轻度病理变化,24h病变最严重,明显脑水肿,皮层、纹状体、海马、丘脑等部位出现广泛性坏死,3d通过反应性胶质细胞增生来修复损伤,最后形成胶质瘢痕,14d、21d出现脑萎缩,病理变化类似于新生儿HIE[8],说明本实验已成功地建立新生大鼠HIE模型。本方法操作简单、快速,稳定性好,成功率高,值得推广。
参考文献
1 Cai z,Fratrin JD,Rhodes PG.Prenatal ischemia reduces neuronal injury caused by neonatal hypoxia-isclemia in rats.Neuroreport,1997;8(6):1393~8
2 姚裕家,李炜,李念.地塞米松在新生猪缺氧缺血性脑损伤中的防治作用.中华儿科杂志,1994;32(4):201~2
, http://www.100md.com
3 Elliott KAC,Jasper H.Measurement of exprimentally induced brain swelling and shrinkage.Am J Physiol,1949;157:122~9
4 Johnston MV.Neurotransmitter alterations in a model of perinatal hypoxic-ischemic brain injury.Ann Neurol,1983;13:511
5 蒋犁,汤云珍,俞咏华.缺氧缺血对新生大鼠脑皮质细胞凋亡的影响.新生儿科杂志,1998;13(3)117~9
6 马祖礼.实验动物解剖学.北京人民教育出版社.1980:184~189
7 Vannucci RC.Cerebral carbohydrate and energy metabolism in perinatal hypoxic-ischemic brain damage.Brain Pathol,1992;(2):229~34
8 王永年.实用儿科手册.人民军医出版社.1997:314~316
(收稿:1999-05-10), http://www.100md.com
单位:胡志兵 广州市第十二人民医院神经内科,广州510620;郑德枢 陆雪芬 邓平 陈听安 广州医学院神经科学研究所,广州 510182
关键词:新生鼠;缺氧缺血性脑病;动物模型;病理变化
广州医学院学报990304
提要 目的:建立新生鼠缺氧缺血性脑病动物模型,研究其病理变化。方法:结扎新生7天SD大鼠一侧颈总动脉后,置于8%氧浓度的低氧环境中2.5h,于缺氧缺血后3h、6h、1d、3d、7d、14d、21d取脑做HE.NISSL染色,观察脑组织病理变化。结果:发现缺氧缺血后3h缺血侧出现轻度脑损伤,1d病变最严重,3d出现胶质细胞增生,14d、21d出现脑萎缩。结论:本动物模型稳定性良好,其病理变化具有一定的规律性。
, http://www.100md.com
中图分类号 R722.1
The Establishment of an Experimental Model of Neonatal
Hypoxic-ischemic Encephalipathy in Rat
Hu Zhibing,Zheng Deshu,Lu Xuefen,et al
(Institute of Neuroscience,Guangzhou Medical
College,Guangzhou 510182)
Objective:To establish an animal model of neonatal hypoxic-ischemic encephalipathy (HIE) and to study the pathological changes in it. Method:7-day-old rats were subject to left common carotid artery ligation,then were exposed to 8%O2 /92%N2 for up to 2.5h.At 3h,6h,1d,3d,7d,14d,and 21d after the hypoxic-ischemicepisode,the rats were killed and the brain tissues were sampled out for typical pathological processing and hematoxylin-eosin (HE) and Nissl (cresyl violet) staining,and the pathological changes of the brain tissues were observed.Result:three hours after the hypoxic-ischemic episode mild local necrosis of brain tissues beganto occur,and the pathological changes became most severe at 1d. Reactive gliosis began at 3d and brain atrophy was observed at 14d or 21d.Conclusion:The model of HIE is stable and the pathological changes of the brain tissues are with certain regularity.
, 百拇医药
Key words Neonatal rat;Hypoxic-ischemic encephalipathy;Animal model;Pathology
新生儿HIE是围产期疾病中的常见病,往往留有严重的后遗症,给社会和家庭带来了沉重负担。为了研究其发病机理及探索其有效的防治药物,目前相当多的研究是在动物模型上进行[1~2],国内外有关HIE动物模型的报告不少,但很少涉及模型建立的细节,我们参考有关文献建立了新生鼠HIE动物模型。
1 材料和方法
1.1 实验动物及分组 新生7天SD乳鼠48只,体重10~12g(孕鼠由广州医学院实验动物中心提供),随机分为正常对照组3只,单纯缺血组5只,单纯缺氧组5只,缺氧缺血组35只,其中缺氧缺血组按缺氧后处死时间分为3h、6h、24h、3d、7d、21d共7个小组,每小组各5只。
, http://www.100md.com
1.2 缺氧缺血方法 新生鼠用无水乙醚吸入麻醉(0.5~1min)后,在放大镜下,将大鼠置于左手掌内,食指和中指轻轻夹住其头部,大拇指压住其双前肢,剪开颈部正中皮肤,分离皮下脂肪,于胸锁乳突肌内侧的深部分离左颈总动脉,用5~0丝线结扎两端并剪断血管,术中用明胶绵止血。动物术后2~3h,入37℃水溶闭缺氧箱(容积8L),持续充以8%氧浓度氧氮混合气体(广州气体厂产品),气流量0.5L/min,维持2.5h。正常组不作任何处理,单纯缺血组只作血管结扎但不作缺氧处理,单纯缺氧组不结扎血管只缺氧2.5h。
1.3 标本处理:单纯血组、单纯缺氧组于术后或缺氧后24h断头处死,缺氧缺血组按各时点处理,取脑组织,大体检查后常规石蜡包埋,冠状切片(6μm),HE、Nissl染色。
2 结果
2.1 行为观察 缺氧缺血组:缺氧10min,全部动物躁动不安,缺氧20min,出现发绀,呼吸加深加快,25~30min站立不稳,爬行时右后肢呈拖步,40~60min活动明显减少,60min后86%出现嗜睡、激惹现象,复氧后1h内,少部分很少活动,大部分活跃者表现为固定向左侧旋转运动;单纯缺氧组动物在缺氧过程中同样表现烦躁不安,缺氧后活动如常,无旋转及倾倒现象;单纯缺血组24h内未见肢体活动异常。
, 百拇医药
2.2 大体标本观察 正常组、单纯缺血组、单纯缺氧组动物双侧大脑半球对称,未见出血肿胀现象;缺氧缺血组缺氧后3h,双侧大脑半球未见明显变化,6h可见左侧大脑半球轻度肿胀,颜色稍苍白,24h可见左侧大脑半球明显肿胀,颜色苍白,以额顶叶为主,脑室积血,3d肿胀有所减轻,额顶叶仍可见局部苍白区,7d双侧大脑半球基本对称,14d左侧半球轻度缩小,21d左侧明显萎缩,脑室扩大,皮质变薄,海马、丘脑变形,右侧正常。
2.3 脑组织病理变化
正常组、单纯缺血组、单纯缺氧组双侧大脑组织结构层次清晰,细胞轮廓正常,核居中,核仁清楚,尼氏体均匀分布于核的周边;缺氧缺血组缺氧后3h左侧大脑皮质、纹状体出现局灶性少量的神经元核固缩,嗜神经现象;6h皮质、纹状体病灶范围增大,数量增多,海马、丘脑亦出现小病灶;24h病变最严重,上述部位出现大片坏死,细胞溶解、消失;3d病灶周围开始出现胶质细胞增生,病灶中心仍可见大量固缩核和核碎片;7d病灶中心仅见极少量的固缩核和核碎片,周围增生的星形胶质细胞较3d增多,14d、21d神经元大量丢失,皮层、纹状体、海马、丘脑等部位形成胶质瘢痕。
, http://www.100md.com
3 讨论
生后7天大鼠脑与新生儿脑发育时期基本相似,而且造成一过性脑缺氧缺血条件也与新生儿HIE相似,因此该模型在国内外已得到广泛的应用[4,5]。麻醉是手术和缺氧过程中保持动物成活的关键,作者的体会是以乙醚麻醉效果最好,动物苏醒快;麻醉不宜过深,否则动物苏醒慢,对缺氧的耐受性差;为保证麻醉剂从体内彻底排尽,术后动物休息2~3h才作缺氧处理。准确地结扎颈总动脉是模型成功的关键,为避免误将肌肉作血管结扎,应确定有血流通过才作最后的结扎。
动物固定向结扎血管侧旋转是缺血缺氧引起大脑皮层下运动中枢损害致平衡失调所致[4],以及结扎对侧瘫痪是模型成功行为学标志。SD大鼠双侧颈内动脉系统通过基底动脉相通[6],因此,单纯结扎一侧颈总动脉不会出现病理变化;新生鼠具有较强的耐缺氧能力,单纯缺氧未见病理改变,结果与文献报道一致[7]。
, http://www.100md.com
新生大鼠在缺氧后3h出现轻度病理变化,24h病变最严重,明显脑水肿,皮层、纹状体、海马、丘脑等部位出现广泛性坏死,3d通过反应性胶质细胞增生来修复损伤,最后形成胶质瘢痕,14d、21d出现脑萎缩,病理变化类似于新生儿HIE[8],说明本实验已成功地建立新生大鼠HIE模型。本方法操作简单、快速,稳定性好,成功率高,值得推广。
参考文献
1 Cai z,Fratrin JD,Rhodes PG.Prenatal ischemia reduces neuronal injury caused by neonatal hypoxia-isclemia in rats.Neuroreport,1997;8(6):1393~8
2 姚裕家,李炜,李念.地塞米松在新生猪缺氧缺血性脑损伤中的防治作用.中华儿科杂志,1994;32(4):201~2
, http://www.100md.com
3 Elliott KAC,Jasper H.Measurement of exprimentally induced brain swelling and shrinkage.Am J Physiol,1949;157:122~9
4 Johnston MV.Neurotransmitter alterations in a model of perinatal hypoxic-ischemic brain injury.Ann Neurol,1983;13:511
5 蒋犁,汤云珍,俞咏华.缺氧缺血对新生大鼠脑皮质细胞凋亡的影响.新生儿科杂志,1998;13(3)117~9
6 马祖礼.实验动物解剖学.北京人民教育出版社.1980:184~189
7 Vannucci RC.Cerebral carbohydrate and energy metabolism in perinatal hypoxic-ischemic brain damage.Brain Pathol,1992;(2):229~34
8 王永年.实用儿科手册.人民军医出版社.1997:314~316
(收稿:1999-05-10), http://www.100md.com