顱內(nèi)動脈瘤動物模型相關(guān)研究進展

李麗++吳學佳++付浩++王志宏++陳冬+孫麗++張芳

[摘要] 顱內(nèi)動脈瘤（IA）是由顱內(nèi)動脈病理性、局限性擴張引起的瘤樣突起，其一但破裂可引起蛛網(wǎng)膜下腔出血，造成嚴重后果。目前IA的發(fā)病機制仍未闡明，臨床僅能對存在高破裂風險患者進行手術(shù)治療，這也使得許多IA患者將無法采取任何治療，并需要承擔IA隨時破裂的風險。因此闡明IA的病因機制，進而研制出針對該疾病病因機制的預防與治療藥物，是解決上述問題的關(guān)鍵。由于人體組織較難獲取，IA動物模型便成為主要的研究途徑。本文將從IA動物模型的構(gòu)建方法、病理改變和藥物治療探索等方面的進展進行綜述，以期為進一步深入研究提供參考。

[關(guān)鍵詞] 顱內(nèi)動脈瘤；動物模型；病因機制；藥物治療

[中圖分類號] R74 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）11（c）-0044-03

Research progress of animal models of intracranial aneurysms

LI Li1* WU Xuejia2* FU Hao1 WANG Zhihong1 CHEN Dong3 SUN Li1

1.Department of Neurological Intensive Care Medicine， Affiliated Hospital of Logistics College of PAP， Tianjin 300162， China； 2.Department of Pharmacy， the New Eco City Hospital of Medical University of Tianjin， Tianjin 300467， China； 3.Health Team of Training Base， Liaoning PAP Crops， Liaoning Province， Shenyang 110034， China； 4.The Sixth Department of neurosurgery， Affiliated Hospital of Logistics College of PAP， Tianjin 300162， China

[Abstract] Intracranial aneurysm （IA） is a tumor like process caused by pathological and localized dilatation of intracranial arteries， once ruptured， it can result in subarachnoid hemorrhage and cause serious consequences. At present， the pathogenesis of IA has yet to be clarified， which result in that onlypatients with high risk of rupture can be treated. Many IA patients have to bear the risk of IA rupture at any time. Therefore， clarifying the mechanism of IA and developing preventive and therapeutic drugsis the key to solve the above problems. Because of the difficulty of obtaining human tissue， IA animal model has become the main research approach. This article will review the progress of IA animal model construction methods， pathological changes and drug treatment， in order to provide reference for further research.

[Key words] Intracranial aneurysm； Animal model； Etiology mechanism； Drug therapy

顱內(nèi)動脈瘤（Intracranial aneurysm，IA）在已知人群中發(fā)病率為1%～5%[1]，其一旦破裂可引發(fā)蛛網(wǎng)膜下腔出血，患者死亡率將高達40%[2]，然而其發(fā)病機制至今仍未闡明。目前，針對IA的治療主要以血管內(nèi)介入栓塞或外科手術(shù)夾閉IA瘤體為主，以上干預措施可有效防止IA的破裂出血[3]。但是由于不可避免的手術(shù)風險和潛在的術(shù)后并發(fā)癥，臨床上僅建議對存在高破裂風險的IA患者采取手術(shù)治療，更多的IA患者只能采取定期復查的處理方式，并承擔一定的心里壓力。因此揭示IA發(fā)病機制并開發(fā)藥物治療策略是解決上述問題的重要途徑。由于人體組織極難獲取，IA動物模型成為了重要研究工具。

1. IA動物模型構(gòu)建方法

1.1 非用于IA機制研究的動物模型

此類模型主要通過在動脈側(cè)壁或動脈分叉處移植自體靜脈，人工構(gòu)建成IA瘤體。該造模方法常見于豬、犬等大型動物，并主要被用于練習血管內(nèi)操作技術(shù)、評判治療效果和血流動力學相關(guān)研究。Raymond等[4]通過在豬的雙側(cè)頸總動脈上構(gòu)建側(cè)壁靜脈囊動脈瘤，觀察了線圈栓塞治療后的愈合現(xiàn)象，為改善血管內(nèi)治療的長期預后提供了幫助。李浩等[5]成功構(gòu)建了犬側(cè)壁型、分叉部、末端型囊狀動脈瘤，并對栓塞前后IA處血流動力學變化情況進行分析，為動脈瘤的相關(guān)研究提供了更多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

1.2 用于IA機制研究的動物模型endprint

1.2.1 嚙齒類IA模型

Hashimoto等[6-7]提出高血流動力學應力可使血管薄弱處形成IA。為了驗證這個假說，該團隊以大鼠為載體，首先通過結(jié)扎大鼠單側(cè)頸總動脈，以改變顱內(nèi)血管的血流動力學；其次將單側(cè)腎臟切除、注射皮質(zhì)酮并通過飲食增加大鼠鹽攝入量，造成大鼠高血壓；同時，他們創(chuàng)造性地在飲食中加入β-氨基丙腈，該物質(zhì)可抑制膠原蛋白和彈性蛋白交聯(lián)，造成動脈壁退化破壞，最終成功在大腦動脈分叉處造成了自發(fā)性IA，組織病理學研究顯示其病理特征符合人類IA。Eldawoody等[8]在結(jié)扎單側(cè)頸總動脈并造成高血壓的基礎(chǔ)上，引入雙側(cè)卵巢結(jié)扎術(shù)，以去除雌激素對血管的保護作用，發(fā)現(xiàn)此方法可增加IA瘤徑的尺寸。近年來大鼠IA模型的構(gòu)建方法幾經(jīng)改進，基本已經(jīng)固定，不同之處主要在于手術(shù)切口的選擇和高血壓構(gòu)建方法的差異。

通過結(jié)扎單側(cè)頸總動脈聯(lián)合高血壓同樣可以誘導小鼠形成IA。Morimoto等[9]利用上述方法成功構(gòu)建了IA小鼠模型，并通過電鏡發(fā)現(xiàn)其腦血管內(nèi)彈性層破壞和血管中層退行性改變，這與人類IA組織的改變一致。Sawyer等[10]通過造成小鼠高血壓，并利用立體定位儀向大腦基底池內(nèi)注射胰蛋白酶，成功構(gòu)建了此IA模型，同時發(fā)現(xiàn)淋巴細胞在IA發(fā)生中發(fā)揮重要作用。該方法雖不符合人體IA的自然成因過程，但因其造模周期短，后期常被應用于IA的預后研究。小鼠模型的劣勢在于小鼠更耐受高血壓和血管炎癥，這將導致IA誘導的時間較長，且模型的發(fā)病率不如大鼠[11]。目前分子生物學的技術(shù)進步使得研究者們可以通過基因技術(shù)構(gòu)建各種基因缺陷小鼠，從而在基因角度探索IA形成的潛在機制。

1.2.2 兔IA模型

Gao等[12]通過結(jié)扎新西蘭白兔雙側(cè)頸總動脈以增加血流動力學壓力，從而構(gòu)建了兔IA模型。此IA模型的優(yōu)勢在于，兔的動脈直徑遠大于大鼠和小鼠，便于在IA形成中重復進行血流動力學的分析，但同小鼠一樣，兔子亦存在IA易感性偏低的問題。

1.2.3 猴IA模型

Hashimoto等[13]首次通過結(jié)扎單側(cè)頸總動脈合并全身高血壓，并在飼喂中加β-氨基丙腈，也成功誘發(fā)了食蟹猴IA模型。該模型的組織病理學研究顯示在靈長類動物中誘導的IA與人類非常相似。但由于靈長類動物價格昂貴，造模周期長，且常受倫理問題的限制，故該模型后期未能得到廣泛應用。

2 應用IA動物模型的病因機制研究進展

通過構(gòu)建IA動物模型，許多研究初步探索了IA形成的基本機制，且根據(jù)實驗研究結(jié)果提出了一系列關(guān)于IA形成的分子基礎(chǔ)理論和假說。

2.1 核轉(zhuǎn)錄因子kappa B活化參與IA形成

核轉(zhuǎn)錄因子kappa B（NF-κB）作為一種關(guān)鍵的調(diào)節(jié)因子，可調(diào)控IA血管壁中各種促炎基因的轉(zhuǎn)錄與表達，從而影響IA的發(fā)生發(fā)展[14]。有研究顯示，在早期IA的內(nèi)皮細胞中可見磷酸化的NF-κB，而在后期血管壁全層均可見活化的NF-κB。這可能是由于血流動力學壓力升高誘導了其活化。應用誘騙寡核苷酸抑制NF-κB轉(zhuǎn)錄活性，或者造成NF-κB p50亞基的缺失，可顯著抑制IA血管壁中促炎基因的表達和巨噬細胞浸潤，降低IA發(fā)生率[15]，這從另一角度提示NF-κB活化在IA形成中可能起著至關(guān)重要的作用。

2.2 巨噬細胞介導炎性反應促進IA形成

Chyatte等[16]首次發(fā)現(xiàn)在人類IA組織中可見巨噬細胞浸潤。研究表明巨噬細胞是大鼠IA血管壁上的原發(fā)性炎癥細胞，而且其數(shù)量在IA形成過程中逐漸增加，提示巨噬細胞介導的炎癥可能促進了IA的形成[17-18]。

2.3 其他相關(guān)炎性因子

越來越多的研究證明，炎癥是IA形成的重要機制之一。在大鼠IA血管壁中可見多種促炎基因的表達上調(diào)，大多數(shù)基因可以被歸類為細胞因子、蛋白酶、黏附分子、活性氧族、凋亡級聯(lián)反應的分子和補體[19]。例如單核細胞趨化因子蛋白（MCP-1）在IA形成早期的血管內(nèi)皮細胞中和后期整個動脈壁中基因表達均有所上調(diào)[14，20]；基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑1（TIMP-1）和TIMP-2可通過抑制基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）活性，減少血管壁退化，抑制IA形成[21]；活性氧生成相關(guān)基因p47phox在IA小鼠血管壁上可見表達上調(diào)，使用其抑制劑可減少IA的形成[19]。

3 應用IA動物模型的藥物治療策略研究進展

大量IA動物模型的研究都有一個共同的目的，即希望通過揭示IA形成與破裂的潛在機制，進而研究出未破裂IA的藥物治療方案。如前文所述，NF-κB與IA密切相關(guān)，或可成為一個潛在的治療靶點。為此有學者將抗NF-κB藥物應用于大鼠IA模型，以觀察其對IA的預防作用[22-23]。結(jié)果表明，他汀類藥物可顯著抑制IA血管壁上促炎基因的表達，從而抑制IA血管壁中的慢性炎性反應，并有效防止IA進一步增大[24-25]。但是由于現(xiàn)有的IA模型發(fā)生自發(fā)性破裂出血的概率很低，導致目前尚無法評價他汀類藥物是否可有效防止IA破裂。

4 總結(jié)與展望

綜上，通過IA動物模型的建立，一些IA形成的重要機制已被逐漸揭示，現(xiàn)已證實腦動脈分叉處血流動力學壓力增加是IA形成的關(guān)鍵，而氧化應激及炎性反應與IA的形成密切相關(guān)。與此同時，IA的藥物治療研究也正在逐步開展，他汀類藥物或許可以作為治療IA的候選藥物之一。但從目前IA動物模型構(gòu)建的整體情況來看仍存在一個很大的缺陷，即符合人體IA病因并用于機制研究的模型，其造模的成功率及IA的發(fā)生率均較低，尚不足50%。因此，迫切需要研究學者們創(chuàng)新方法，建立一種符合人體IA病因機制的動物模型，為IA病因機制的深入探討及藥物預防與治療新策略的研究提供強有力的支撐。

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（收稿日期：2017-08-15 本文編輯：李岳澤）endprint