脑缺血模型

MCAO脑缺血模型相关说明

应用简介

MCAO是middle cerebral artery occlusion的缩写，中文译为大脑中动脉栓塞。需明确的是，大脑中动脉栓塞模型并非将线栓直接插入大脑中动脉，而是经颈内动脉入颅后插入大脑前动脉，借此阻断栓塞侧大脑前动脉的血供，并堵塞接受后交通动脉血供的颈内动脉颅内段。

缺血性脑损伤多见于中老年人，具有发病率、死亡率、致残率及复发率高的特点，是当前重点防治的疾病之一。大脑中动脉（MCA）是临床上脑缺血损伤的高发部位，因此大脑中动脉阻塞（MCAO）模型被广泛应用于局灶性脑缺血相关研究。采用血管内线栓阻断法制备大鼠MCAO模型，已得到脑血管病研究者的广泛认可与采用。目前实验室中，较常采用MCA阻断0min、90min及120min的短暂脑缺血-再灌注模型。

脑缺血模型

脑缺血模型主要通过实验动物（大鼠）模拟人类脑部血管血流减少及阻断的过程，为脑缺血的预防与治疗研究提供科学依据。适配的医学研究方向包括脑外科、神经内科等领域。

实验方法

动物分组：选取健康SD雄性大鼠，体重250~300g，随机分为正常组、假手术组、模型组三组，每组9只。大鼠经腹腔麻醉后固定，分离右侧颈总动脉（CCA）、颈内动脉（ICA）及颈外动脉（ECA），并挂线备用。结扎CCA与ECA，夹闭ICA远心端后，迅速在ECA与ICA分叉处做切口，从切口处插入一端加热制成光滑球形的尼龙线。尼龙线进入ICA后，在入口处轻微结扎尼龙线与ICA，松开ICA的动脉夹，继续插入尼龙线至产生轻微阻力后略作回撤，使线栓插入深度达到（18.5±0.5）mm左右，实现大脑中动脉阻塞以诱导脑缺血；再次结扎入口处，尼龙线外侧预留约1cm长度，缝合皮肤。2h后轻提预留线头至产生阻力，实现大脑中动脉再灌注。该模型操作简便，缺血灶定位明确，可重复性强。

模型评价：动物苏醒后约1h，会出现神经功能缺损症状，可据此判定手术是否成功。通过TTC染色可检测到手术成功动物的脑梗死灶；常规组织切片染色可见脑缺血区的神经元、胶质细胞、血管及神经毡等出现损伤，同时伴有星形胶质细胞增生、活化及炎细胞浸润等病理改变。

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实验过程

1. 对SD大鼠进行称重，采用7%水合氯醛（0.5ml/100g）麻醉。用医用胶带将大鼠固定于操作台上，对颈部进行剃毛处理。

2. 用酒精棉球对颈部消毒，眼科剪沿锁骨正中做竖向切口，长度约3~4cm。

3. 分离皮下肌肉组织，可见底部肌肉下方有轻微搏动的血管，即为颈总动脉。钝性分离覆盖于颈总动脉上方的肌肉，分离出颈总动脉后，用眼科镊小心分离与其伴行的迷走神经，继续仔细分离干净动脉周围的粘膜组织，分离出的颈总动脉长度约1~1.5cm即可。

4. 小心剔除覆盖于动脉上方的粘膜组织，此时可见颈外动脉、颈内动脉与颈总动脉呈“Y”字形分布，进一步分离出独立的颈外动脉与颈内动脉。血管分离完成后，结扎颈总动脉（结扎位置越靠尾部越好）。

5. 随后结扎颈外动脉，在两个结扎点之间备线并打松结。用动脉夹暂时夹闭颈内动脉。在备线与颈总动脉结扎处之间，于离“Y”字形分叉处约0.8mm的血管正前部，用眼科剪做一“V”形切口。在血管自然状态下，用眼科镊夹持栓线，缓慢送入颈内动脉，到达动脉夹位置时，将预留的备线稍拉紧（防止远心端回流渗血），松开动脉夹，将颈总动脉稍向右牵拉后继续插入栓线，当特制栓线的黑色标记处到达“Y”字形分叉口附近时，栓线已进入大脑中动脉且无法继续前行，此时停止插入。

6. 栓线插入完成后，拉紧预留的结扎线固定栓线。用医用小棉签清理颈部血块，逐层缝合皮肤，再用酒精棉球消毒，将大鼠放回笼中。1.5h后，对大鼠再次麻醉，颈部消毒后打开一个小口，用眼科镊夹住栓线固定处，将栓线拔出至其头端，剪去多余栓线，逐层缝合切口并消毒；假手术组仅剥离颈总动脉后立即缝合创口。术后将大鼠放回笼中，提供充足的饲料与饮水。

观察指标

在MCAO动物研究中，可依据动物的生理病理特征，从运动、感觉、意识、神经反射等方面检测动物的神经功能损伤及恢复程度。神经功能学评价不仅是判断模型制备是否成功的指标，也为观察病理生理过程的发生发展、模型规范化建立及药物干预研究提供了重要依据。

1. Zea Longa法：采用5级（0~4分）评分标准。0分：无神经功能损伤；1分：提尾时对侧前肢内收屈曲（轻度神经损伤）；2分：爬行时向对侧旋转（中度神经损伤）；3分：站立或爬行时向对侧倾倒（重度神经损伤）；4分：无自主活动且伴有意识障碍。

通常，MCAO再灌注动物模型制备成功后，动物死亡多发生在术后2d内，再灌注3d后死亡率显著降低。此外，大部分评分为3分的动物及所有4分的动物多在24h内死亡，2d内死亡率几乎达100%，主要原因是手术导致的蛛网膜下腔出血和/或脑水肿。因此，在不同再灌注时间点取材时，需排除存在蛛网膜下腔出血的动物。客观而言，缺血1h的MCAO再灌注动物模型“有效”成功率通常在60%左右，而缺血时间超过1h的模型“有效”成功率更低。因此，在MCAO再灌注动物模型中，最具研究价值的是Zea Longa评分1~2分的动物。此外，部分Zea Longa评分1分的动物，其神经缺损症状可能在1d内消失，取材后证实其梗死灶多位于纹状体区，而皮质区无梗死。

需要强调的是，术后部分大鼠可能出现缺血侧瞳孔缩小、眼裂变小等症状，即Horner征，这是由于手术中损伤颈部交感神经，导致瞳孔开大肌与睑板平滑肌（Müler肌）麻痹所致，与脑缺血本身无关，因此不能将其作为手术成功的判断指标之一。评分时需注意，1分是Zea Longa评分中2~4分的基础分，若无1分的基础表现，2~4分的评分应视为无效。

2. 改良Garcia JH评分法：从大鼠自主运动、体态对称性、前肢伸展功能、攀爬运动、身体双侧触觉、双侧胡须碰触反应等6个维度评估神经功能损伤程度，评分范围为3~18分，分值越高表示神经功能损伤越轻，18分为正常。该模型动物存在明显的学习记忆障碍，是目前较为理想的血管性痴呆（VD）模型。

应用简介

MCAO是middle cerebral artery occlusion 的缩写形式，中文意思为中脑动脉栓塞。大脑中动脉栓塞模型并不是把线栓插进大脑中动脉，而是经颈内动脉入颅并插入大脑前动脉，从而阻塞来自栓塞侧的大脑前动脉的血供，以及堵塞接受后交通动脉血供的的颈内动脉颅内段。

缺血性脑损伤常见于中老年人，具有发病率、死亡率、致残率、复发率高的特点，是目前重点防治的一种疾病。大脑中动脉(MCA)为临床上发生脑缺血损伤最常见的部位之一。故大脑中动脉阻塞(MCAO)模型被广泛用于局灶性脑缺血的研究。用血管内线栓阻断法制备大鼠MCAO模型，已被脑血管病研究者广泛接受和采用。目前实验室较多采用MCA阻断0min、90min和120min的短暂脑缺血-再灌注模型。

脑缺血模型

脑缺血模型主要通过实验动物（大鼠）来模拟人的脑部血管血流减少以及阻断的过程，以便为脑缺血的预防和治疗提供科学依据。匹配医学研究方向：脑外科、神经内科等。

实验方法：

动物分组选用健康SD雄性大鼠,体质量250至300g,所有大鼠被随机分为正常组、假手术组、模型组3组,每组9只。大鼠腹腔麻醉后固定,分离右颈总动脉(CCA)、颈内动脉(ICA)及颈(ECA)并挂线备用。结扎CCA与ECA,用动ICA远心端后,迅速在ECA与ICA分叉处作,切口处插入一端加热成光滑球形尼龙线。线ICA后,于入口处稍微结扎尼龙线与入口处ICAICA的动脉夹,继续插入尼龙线至稍有阻力后略回撤,至线插入深度为(18.5- 0.5)mm左右,实现大脑中动脉阻塞导致脑缺血,再次结扎入口处,尼龙线外留约1cm,缝合皮肤,2h后轻提所留线头至有阻力,实现大脑中动脉再灌注。此模型操作较为简单,缺血灶明确,可重复性强,同时模型评价：动物醒后约1h，即出现神经功能缺损情况，并借此判定手术成功性。TTC染色可检测手术成功的动物出现脑梗死灶。常规组织切片染色可见脑缺血区神经元、胶质细胞、血管及神经毡等损伤，以及星形胶质细胞增生、活化，炎细胞浸润等病理变化。

技术总结

1、整个实验很费动物，存在15-30％的淘汰率；

2、大鼠大脑中动脉永久性闭塞性脑缺血模型，梗死体积出现的最小时间点可能为2h，体积随时间进行性增大，至12h基本趋于稳定；

3、在颈内和颈外之间常常会有一个交通支，其位置也不太相同。