不同亚型血管性痴呆的动物模型研究进展

任 莹，刘 静，申秀萍，景小龙，田义红

(1天津中医药大学，天津 300193;2天津药物研究院)

1992年WHO在国际疾病分类法(ICD-10)中统一了“血管性痴呆(VD)”的概念，并将其分为急性起病的VD和亚急性起病VD，前者包括卒中后多发梗塞性痴呆(MID)、单个关键梗塞灶所致的痴呆和与内囊的下膝部腔梗相关的痴呆，后者包括腔隙状态、Bingswanger型老年性痴呆、常染色体显性遗传脑动脉病(CADASIL)和淀粉样脑血管病。由于VD亚型较多、病理特点复杂，目前对VD的实验研究还没有一种公认的动物模型。因此，根据主要临床亚型对动物模型的病理特点、行为学特征进行探讨，有助于简化和直观对VD发病机制和病理特点的研究，也有助于临床上对VD的诊断、治疗。现将不同亚型VD的动物模型研究进展综述如下。

1 急性全脑低灌注VD模型

1.1 大鼠4-VO模型 制作方法为将大鼠双侧颈总动脉和椎动脉阻断10～20 min。此模型的学习和记忆功能受损并伴有海马特别是CA1区的神经元急性坏死，1～2 d后出现皮层和丘脑少突胶质细胞凋亡［1］，自主活动亦减少。放射状八臂迷宫检测结果显示，20 min的四血管阻断对大鼠的空间记忆能力损害最严重。该模型能很好的模拟临床上急性低灌注引发的VD。

1.2 沙鼠2-VO模型 沙鼠的前动脉交通支缺乏或者发育不完善，导致其脑底Willis动脉环不能形成。因此通常对其采取持续5 min的双侧颈动脉夹闭制作短暂全脑缺血模型。此方法首先可损伤海马趾，造成CA1区神经元、轴突丢失和星形胶质细胞的激活;15 d后，可在纹状体和内囊发现白质损害(髓磷脂鞘肿胀、髓磷脂基本蛋白变性)。行为学检测发现此模型有慢性工作记忆损伤，Morris水迷宫检测显示其空间记忆能力受损，能较好模拟急性低灌注引起的VD。但由于沙鼠体型较小，造模操作难度加大，检测指标也相对减少。

1.3 小鼠2-VO模型 C57BL6小鼠与沙鼠一样，后动脉交通支不发达。近来有人采用加闭颈总动脉夹闭20～30 min的方法制作VD模型。Yamamoto的研究发现，夹闭5 min后被动逃避试验和Y迷宫试验检测即显此模型示学习能力受损，且海马长时程增强效应减弱;20 min夹闭会造成大量海马CA1区细胞死亡［2］。小鼠脑缺血模型多用于脑组织生化代谢方面的研究。由于小鼠体型较小，手术过程中多需要借助显微镜。

2 慢性全脑低灌注VD模型

2.1 大鼠双侧颈动脉闭塞模型 大鼠双侧颈动脉闭塞模型在目前应用较多，是通过结扎双侧颈总动脉造成慢性的全脑低灌注状态。大鼠在术后1～3 d出现脑白质疏松，海马区及皮层神经元皱缩;7 d后纹状体区出现梗塞病灶，Morris水迷宫检测发现学习记忆能力明显受损［3］;Y迷宫和放射臂检测指标的损伤出现较晚。大鼠双侧颈动脉闭塞模型造成的弥散性白质损伤跟临床上皮层下VD的神经病理损伤相似度较高，多用于此亚型的研究。

2.2 沙鼠双侧颈动脉狭窄模型 用线圈造成沙鼠双侧颈动脉狭窄，术后6周被动逃避测试发现其出现记忆损害;术后1周即可在海马、基底节、大脑皮层发现局灶性神经元坏死，胶质增生;8周后可观察到更大范围的以组织变稀薄和胶质增生(但不伴局部缺血改变)为特点的白质损伤。该模型主要造成白质损伤和腔隙性梗塞，多用于皮层下VD的相关研究。

2.3 小鼠双侧颈动脉狭窄模型 小鼠的手术方法同沙鼠相似，即造成慢性低灌注。术后30 d，放射8臂迷宫检测发现其工作记忆能力受损，一系列行为学检测发现模型动物基本上正常;组织病理检查发现3 d时小胶质细胞和星形胶质细胞开始分化，14 d时胼胝体出现白质空泡化，并未发现灰质损伤;正电子发射成影技术检测发现慢性低灌注小鼠的海马组织代谢低下;8个月后可观测到海马组织萎缩［4］。此模型造成的白质损伤显著，也多用于皮层下VD的研究。

2.4 小鼠单侧颈动脉闭塞 手术阻断C57BL6小鼠右侧颈总动脉造成轻微脑部低灌注。术后很快就能检测到同侧脑半球脑血流量降至50%～70%而不影响对侧脑半球，第7天时未发现海马细胞损伤［5］;免疫组化显示神经纤维密度降低，神经元缺失，胼胝体内小胶质细胞增多;4周后大概恢复到原来的80%左右，T迷宫和自主活动检测结果正常，而新事物认知能力仍严重受损。此模型只影响一侧脑半球供血，在研究脑血流量对痴呆的影响方面具有较大的优势;其损伤以白质为主，多用于研究皮层下VD。

3 高血压模型

3.1 猴高血压模型 恒河猴胸主动脉狭窄可诱发慢性高血压。术后12个月认知功能下降，出现与短时程记忆障碍猴类似的注意力和执行能力缺失，认知功能的损伤程度与收缩压和舒张压有关;神经病理分析显示，最主要的损伤是一些不规则形状的小型梗塞和局部胶质增生，并可扩散到大脑皮层、脑干、小脑的灰质和白质，特别是前脑白质［6］;其微梗塞灶比人类的小，在敏感动脉未见小血管病样改变。上述损伤跟自发中风倾向性高血压大鼠(SHRSP)等慢性高血压啮齿类动物有明显差别。此模型的病理损伤以脑小腔隙性梗塞为主，多用于皮层下VD的相关研究。

3.2 SHRSP模型 此模型在实验8～9周开始逐渐发展成高血压，到12周时形成严重的高血压;正常饮食情况下，10个月时会出现中风事件。被动回避和Y迷宫检测显示其学习记忆能力受损;组织病理学变化包括慢性血管改变，伴随中风损伤(如以大脑皮质和基底节为主的不同脑区的自发出血)［7］。此类大鼠多会出现脑部小血管出血和腔隙性梗塞灶，与临床上皮层下VD有较高相似度。

4 单个关键部位梗塞VD模型

4.1 大鼠、小鼠中动脉闭塞模型 大鼠、小鼠的单侧颈总动脉闭塞手术会造成皮层、尾状核和皮层下白质区域局灶性缺血并伴随对侧感觉运动损伤。永久性阻断会导致持续数周的学习记忆受损。短暂阻断造成的脑部损伤较小，神经损害也较轻。中动脉阻断90 min的大鼠术后3～15 d放射臂迷宫检测其出现记忆受损，21 d时恢复显著。中动脉闭塞引起的认知障碍源于皮层下纹状体和白质损伤，而不仅是皮层缺血损伤［8］。小鼠中动脉阻塞诱发的认知改变跟小鼠的性别、品系和缺血时间有很大关系。此模型造成的局灶性缺血，与临床脑关键部位梗塞亚型的VD相似。但此模型的制作技术要求较高，且需控制好缺血时间等因素。

4.2 局灶性缺血和梗塞灶模型 大鼠脑内定位注射血管收缩剂内皮素-1能使其产生1～2 h的局灶性缺血和梗塞灶。单侧纹状体注射的动物2周后出现预期的神经损伤，并伴有前肢不对称和自主活动受损。该模型同样可用于关键部位梗塞动物模型的研究。由于此模型的缺血原理与其他模型存在差异，可能对模型的其他方面产生一些影响。

5 栓子阻断法制备的模型

5.1 注射栓子制备的模型 血管内注射悬浮胆固醇结晶、琼脂糖或塑料微球或自身血栓微粒可造成大脑栓塞性损伤。此法在大鼠［9］、兔子、猴子中均曾运用过，手术动物出现微梗塞灶，也有一些出现较大的梗塞区域;伴有小梗塞灶的动物Barnes迷宫检测显示学习能力轻微受损。此模型同时伴有局灶性梗塞和弥散性梗塞，因此可用于多梗塞性VD和关键部位梗塞VD的研究。

5.2 光化学诱导栓子法制备的模型 在动物体内注入光敏染料，使其在特定波长光作用下发生光化学反应，引起内皮细胞损伤，引起下游血管血小板聚集，形成血栓。损伤后段时间即可观察到明显的缝隙或界限明显的区域性梗塞;第2天水迷宫试验检测即可发现学习能力下降，5周即恢复;损伤后8个月可发现轻微认知损伤，神经病理学变化包括海马伞和胼胝体的血管减少和坏死。损伤主要在大脑皮层，但在海马、纹状体、皮层下白质也可观察到;同时亦可见局部水肿、星形胶质细胞活化、巨噬细胞浸润逐渐坏死形成裂隙。此种方法的病理机制可能跟全脑 X-线全脑辐射相似［10］。

6 血管病变相关模型

6.1 小鼠高半胱氨酸模型 啮齿类动物通过高同型半胱氨酸或其前体甲硫氨酸饮食可诱发轻微的高半胱氨酸血症。小鼠经10周高甲硫氨酸饮食后，水迷宫检测显示其学习记忆能力受损。老年Tg2576小鼠(APP基因过表达)提高饮食中同型半胱氨酸含量后可出现空间记忆能力缺失;同样，同型半胱氨酸代谢酶缺乏的的小鼠也会出现高同型半胱氨酸血症。组织病理学变化包括毛细血管变短、微节减少和海马的内皮损伤但不伴有可测的神经变性。CBS+/-转基因小鼠还会出现脑部动脉壁变厚伴随轻微的血脑通透性增加。

6.2 Notch3 基因改造小鼠显性遗传性脑血管病伴皮层下梗塞和白质脑病(CADASIL)相关Notch3基因改造的小鼠几乎没有脑部动脉病，很可能是因为改造的基因在脑部很少表达［6］。近来已有小鼠表达大鼠Notch3改造基因的报道。18～20月龄小鼠的胼胝体、尾状核、内囊和海马区显示有广泛白质损伤，新皮层未见损伤。因此，此模型可以用于以白质损伤为特点的皮层下VD的相关研究。该模型小鼠5月龄即在血管肌细胞出现颗粒嗜锷沉积(CADASIL的一个标志);12个月出现胶质细胞增生，血脑屏障未见变化［11］，安静状态下的脑血流量(CBF)减少10%、自动调节CBF升高40%。尚未见关于认知或神经损伤方面的资料。

6.3 小鼠MR5-/-模型 M胆碱能受体M5基因敲除的小鼠出现对应的脑动脉收缩［12］。皮层、海马、基底节和丘脑都出现脑血流量减少。同未基因敲除的同品系小鼠相比，MR5-/-小鼠在Y迷宫、新事物辨别、社交活动的检测结果较差。同时MR5-/-小鼠皮层神经元的树突减少，皮层和海马的星形细胞肿胀。配对脉冲简化和长时程增强两种电生理学方法检测显示其谷氨酸受体调节的学习能力受损。上述结果仅出现在雄性和切除子宫的雌性动物，未经处理的雌性动物未见，可能原因是雌激素具有保护作用［12，13］。

6.4 大鼠、小鼠糖尿病模型 单次大剂量腹腔注射链脲霉素可诱发啮齿类动物出现1型糖尿病。2型糖尿病转基因小鼠如KK-Ay或者ob/ob小鼠则可出现空间［14］和非空间的记忆损伤。亚高血压剂量的血管紧张素受体拮抗剂坎地沙坦可帮助恢复其受损的认知功能［15］。APP23基因改造的AD小鼠与糖尿病小鼠(瘦素缺乏的ob/ob小鼠或者NSY小鼠)杂交得到双基因改造的小鼠，其在8周龄时即出现学习能力损伤，而此时尚未出现视力损伤或肥胖;3月龄时，高级脂肪酸终端产物的表达在脑血管很显著;6月龄时出现淀粉样血管病变，12月龄时出现严重的脑萎缩，但未见淀粉斑。APP23/ob/ob小鼠的组织病理学变化包括海马胆碱能神经元缺失、显著的星形细胞增生、血管炎症和淀粉样血管病变。

综上，本研究依据发病条件和临床亚型对动物模型进行了分类探讨，主要涉及行为学特征和病理特点，有助于了解血管性病变及其相关病理损伤与认知功能障碍之间的关联。由于模型种类较多、标准不易确立，研究者要根据具体情况选择合适的VD模型。

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