动物模型构建与评估︱大脑中动脉栓塞大鼠模型

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《动物行为实验指南》共674页，涵盖了常见的实验动物，如小鼠、大鼠和斑马鱼，详细描述了每一种行为测试的实验设计、测试设备、实验流程、评估指标、预期结果、常见问题及解决方法、数据分析、模型应用与局限性等各个方面。它通过快速引导，帮助研究人员高效地掌握实验的每个阶段，减少了查阅文献和寻找方法的时间，成为各类科研人员的重要参考资料。 《动物行为实验指南》共计收录了16种动物行为类型，包括焦虑抑郁、学习记忆、痛觉、运动、恐惧、社交、癫痫、操作、成瘾、视觉、痒觉、味觉、嗅觉、睡眠、斑马鱼行为以及常见动物模型等内容。每一类动物行为下，都详细介绍了多个经典的实验范式，涵盖了超过100种实验方法。 www.behaviewer.com

在大多数患者中，缺血性中风是由大脑中动脉（MCA）的闭塞引起的。因此，已经开发了啮齿动物模型来模拟人类局灶性缺血性中风。最广泛使用的大鼠局灶性脑缺血模型涉及通过内插缝合线方法闭塞MCA（MCAO）。

颈总动脉插线法进行大脑中动脉栓塞大鼠造模：

选用健康的成年大鼠，体重一般在250-350g左右，常用的品系有SD大鼠、Wistar大鼠等。腹腔注射麻醉大鼠，待大鼠麻醉后，将其仰卧位固定于手术台上。用碘伏对大鼠颈部皮肤进行消毒，铺无菌巾，暴露手术视野。在颈部正中做一纵行切口，长度约2-3cm，依次切开皮肤、皮下组织，钝性分离肌肉，暴露右侧颈总动脉（CCA）、颈外动脉（ECA）和颈内动脉（ICA）。小心分离出CCA、ECA和ICA，注意避免损伤周围的神经和血管，分别用丝线在CCA近心端和ECA远心端打活结备用。在ECA与ICA分叉处下方剪一小口，将尼龙线（通常直径为0.20-0.26mm）的一端插入切口，沿ICA缓慢插入。插入深度一般根据大鼠体重和品系而定，通常在18-20mm左右，直到感觉到轻微阻力，此时尼龙线的头端应到达大脑中动脉起始部，阻塞大脑中动脉血流，造成局灶性脑缺血。将ECA上的丝线扎紧，固定尼龙线，防止其滑出。用生理盐水冲洗手术部位，检查无出血后，依次缝合肌肉、皮下组织和皮肤。将大鼠置于温暖、安静的环境中，待其自然苏醒。密切观察大鼠的生命体征，如呼吸、心跳、体温等，以及神经功能缺损症状，如肢体偏瘫、行走不稳等。术后给予大鼠适量的抗生素（如青霉素等）预防感染，同时给予适量的生理盐水补液，维持水盐平衡。假手术组与模型组予同步灌胃等剂量的生理盐水，3次/d，连续7d。

行为学观察：

肢体运动功能：正常大鼠行走自如、肢体活动协调。造模成功的大鼠会出现明显的对侧肢体偏瘫，表现为行走时向患侧转圈、拖拽患侧肢体，甚至无法自主活动患侧肢体，如将大鼠放置于水平棒上，正常大鼠能在棒上平稳行走，而模型成功的大鼠则会因肢体无力而掉落。

平衡能力与协调能力：通过平衡木实验或转棒实验来评估。正常大鼠在平衡木上能保持平衡并顺利通过，模型成功的大鼠则会出现平衡失调，难以在平衡木上站稳或行走，在转棒上也会因肢体不协调而快速掉落。

神经功能评分：

Longa评分法：是目前常用的评估方法之一。根据大鼠的行为表现进行评分，0分表示无神经功能缺损症状；1分表示不能完全伸展对侧前爪；2分表示向对侧转圈；3分表示向对侧倾倒；4分表示不能自发行走，意识丧失。一般认为评分在1-4分的大鼠造模成功。

Bederson评分法：也较为常用。通过观察大鼠的提尾时的肢体状态、行走时的姿势等进行评分，总分为5分，分数越高表示神经功能缺损越严重，通常评分在3-5分提示造模成功。

影像学检查：

磁共振成像（MRI）：能够清晰显示脑部结构和缺血区域。在T2加权像或弥散加权像上，可观察到大脑中动脉供血区域出现高信号影，提示脑组织缺血、梗死，若出现此典型影像学改变，则表明造模成功。

计算机断层扫描（CT）：可显示脑部的大致解剖结构。在造模成功的大鼠脑CT图像上，可看到大脑中动脉供血区出现低密度影，提示脑组织缺血性改变。

脑组织病理学检查：

大体标本观察：在造模后一定时间点处死大鼠，取出脑组织，肉眼观察可见大脑中动脉供血区域的脑组织出现苍白、肿胀，严重时可见梗死灶形成，与周围正常脑组织界限较清晰。

苏木精-伊红（H&E）染色：光镜下观察，造模成功的大鼠大脑中动脉供血区的脑组织出现神经元变性、坏死，细胞形态不规则，细胞核固缩、深染，细胞间隙增大，还可见到炎性细胞浸润等病理改变。

生理指标监测：

局部脑血流监测：在造模前后及过程中，使用激光多普勒血流仪等设备监测大脑中动脉供血区域的局部脑血流。造模成功时，该区域的脑血流会明显减少，一般降至基础值的20%-40%左右。

脑电图（EEG）：造模成功的大鼠脑电图会出现异常改变，如波幅降低、频率减慢，以及出现痫样放电等，反映了脑组织的功能状态异常。

参考文献：

• LONGA EZ, WEINSTEIN PR, CARLSON S, et al. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 1989;20(1):84-91.

• 刘通,黄志宾,陈玉宁,等.补气活血合剂干预脑缺血再灌注模型大鼠神经功能、p-Akt及血清外泌体的表达[J/OL].中国组织工程研究,1-8[2024-12-24].

• Association of spasticity and motor dysfunction in chronic stroke[J]. Svetlana Pundik;;Jessica McCabe;;Margaret Skelly;;Curtis Tatsuoka;;Janis J. Daly.Annals of Physical and Rehabilitation Medicine.2019

• Komatsu, T., Ohta, H., Motegi, H. et al. A novel model of ischemia in rats with middle cerebral artery occlusion using a microcatheter and zirconia ball under fluoroscopy. Sci Rep 11, 12806 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-92321-w