高血壓病實驗動物模型的應用概況與評價

溫 欣 張 琪

陜西中醫(yī)藥大學基礎醫(yī)學院，陜西咸陽 712046

高血壓病是世界公認的心血管疾病的主要危險因素。據統(tǒng)計，2010 年全球有31.1%的成年人（約13.9 億）患有高血壓病[1]。根據美國國家健康與營養(yǎng)調查研究顯示，2015—2016 年成年人高血壓病患病率為29.0%[2]。2012—2015 年中國大陸約45 萬名年齡≥18 歲居民為樣本的全國代表性大型調查顯示，23.2%的中國人患有高血壓病[3]。本文總結了近年國內外高血壓病動物模型的造模方法及應用情況，為高血壓病的發(fā)病機制以及治療方面的基礎研究提供參考。

1 基因相關的高血壓病動物模型

1.1 遺傳性高血壓病模型

1.1.1 自發(fā)性高血壓大鼠（spontaneously hypertensive rat，SHR）模型

SHR 是目前國際上公認的最接近人類原發(fā)性高血壓的動物模型[4]，也是應用最廣泛的動物模型，飼養(yǎng)過程中無需給予特殊飼料即可發(fā)生高血壓病[5-6]。SHR作為實驗模型，其優(yōu)勢是高血壓病、心血管疾病發(fā)生率高，病程較短，可觀察到發(fā)病過程中所損害的靶器官的病理變化[7-8]。SHR 應用于原發(fā)性高血壓病及抗高血壓病藥物的篩選，近年也用于腦缺血再灌注損傷模型、左室肥厚及心肌纖維化、血管重構、腦缺血的研究[9]。但SHR 對飼養(yǎng)條件有一定要求，且培育周期較長，價格較普通SD 大鼠稍高，在實際應用中仍會受到諸如時間、環(huán)境和動物價格等因素的影響。

1.1.2 易卒中性自發(fā)性高血壓大鼠（stroke prone spontaneously hypertensiverat，SHRsp）模型

SHRsp 系Okamoto 等[10]自因卒中死亡的SHR 子代中近親選擇交配培養(yǎng)而成。SHRsp 卒中與腦血管痙攣性收縮相關，此模型是國際公認的高血壓病腦卒中的動物模型，10%發(fā)生高血壓病，80%發(fā)生腦卒中，且卒中病理與人類的相似，具體表現為腦組織內不同程度的出血、小血管擴張及腦軟化，神經細胞的纖維走行不清楚或消失等[10]。SHRsp 大鼠喂養(yǎng)情況同SHR，在鼠齡10～15 周時表現為嚴重高血壓，但高鹽負荷可加速高血壓的發(fā)展與卒中的發(fā)生[12]，成鼠血壓一般超過230 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），壽命較短[13]。但SHRsp大鼠購入渠道少且種屬不穩(wěn)定。

1.1.3 鹽敏感性高血壓病大鼠模型

鹽敏感性和高鈉飲食是我國高血壓病的主要特點[14]。實驗證明高鹽攝入與高血壓病形成息息相關[15]。Dahl 鹽敏感性大鼠在喂養(yǎng)過程中需添加含鹽的飼料才可形成高血壓病，且不同周齡給予高鹽對大鼠的血壓及器官均有不同程度的影響，且不同鹽濃度對腎臟的損害程度也不相同[15-17]?，FDahl 鹽敏感性大鼠被廣泛應用于心腦血管和腎臟損害等的研究[18-20]。Dahl 鹽敏感性大鼠高血壓病發(fā)生率高，但對飼料有一定要求且價格昂貴。

1.2 基因工程高血壓病動物模型

基因工程高血壓病動物模型分為轉基因動物模型和基因敲除動物模型，前者是將外源基因整合到基因組中過分表達造成高血壓病，后者將相關基因定向敲除造成高血壓病。

近年來，國內的基因工程小鼠如AGT－REN 雙轉基因高血壓病小鼠、多巴胺D5F173L 突變基因及D5 正?；蜣D基因小鼠、A142V 轉基因小鼠等應用廣泛[21-25]。然而無論現有的基因工程高血壓病模型造模多么完美，仍舊無法完全復刻多基因遺傳的人類高血壓病。

2 非基因相關的高血壓病動物模型

2.1 環(huán)境誘導高血壓病動物模型

2.1.1 應激性高血壓病動物模型

長期慢性應激可使機體發(fā)生應激性高血壓病、應激性潰瘍等應激性疾病，臨床常見刺激源如噪聲和學習、工作壓力等。應激性高血壓病實驗動物模型多利用寒冷刺激、足底電擊、噪音、震蕩籠等作為應激原建模[26-29]。應激性高血壓病實驗動物模型操作簡單，但建模時間長，且去除應激源后血壓多有下降，對于此類疾病的治療方法及預后提供了新的思路[27]。

2.1.2 飲食性高血壓病動物模型

此類模型是長期喂養(yǎng)特定飼料，常用的飲食誘導有高糖、高脂以及高鹽，亦有復合飲酒誘導高血壓病[30-32]，此種動物模型的建立對于現臨床常見飲食不健康的年輕人有很大意義，對于青年高血壓病患者的發(fā)病機制、治療及預后有著不可或缺的作用。但建模時間較長，血壓升高不甚理想，停止特殊飲食后，血壓不能維持。

2.1.3 慢性間歇低氧誘發(fā)大鼠高血壓病模型

高血壓病除年齡、肥胖和不良生活習慣等發(fā)病因素外，一種長期睡眠呼吸系統(tǒng)疾患——阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS），也是臨床可見的獨立發(fā)病因素。再揭示其發(fā)病機制方面，羅熒荃等[33]通過建立慢性間歇低氧誘發(fā)大鼠高血壓病的模型，發(fā)現OSAHS致腎小動脈血管壁增厚，這與外周微血管阻力相關，證實了高血壓病的形成與OSAHS 有一定的聯(lián)系。此類模型因嚴格的環(huán)境控制和大動物操作不便而限制推廣。

2.2 手術性高血壓病動物模型

2.2.1 腎性高血壓病動物模型

直接對腎或腎血管實施手術造成的高血壓病動物模型稱為腎性高血壓病動物模型，根據操作分為以下兩類。

2.2.1.1 腎血管性高血壓大鼠模型 腎血管性高血壓又稱為腎動脈狹窄性高血壓病模型，腎動脈狹窄使得腎臟缺血，腎素的合成和分泌增加，血管緊張素含量升高進而使血壓升高。此類模型適用范圍廣，但操作時注意腎動脈的狹窄程度。主要包括：①2 腎1 夾（2K1C）型。與人類高血壓病病理過程具有可比性，是國際上最常用的經典的高血壓病動物模型，它是目前篩選降壓藥物中選用較多的一種模型[34]。造模方法上，早期的2K1C型大鼠模型通常以腹部為開口途徑分離腎動脈[35]，現多采用的背部開口途徑降低了大鼠的死亡率且成功率高[36]。2K1C型應用廣泛且成模率高，成模后血壓波動平穩(wěn)。②2 腎2 夾（2K2C）型。該模型自發(fā)性腦卒中發(fā)生率高，高血壓病發(fā)生過程與人類高血壓病的發(fā)生發(fā)展過程相似[37]。該模型應用于高血壓靶器官如心、腦、腎等并發(fā)癥防治等方面的研究，血壓升高幅度較2K1C型大，并發(fā)癥重但模型死亡率高。③1 腎1 夾（1K1C）型。近些年來文獻報道較少，其血壓升高主要是由于水鈉潴留、腎素-血管緊張素系統(tǒng)（RAAS）激活以及交感神經活性增高所致[38]。李朝暉等[39]應用此模型探討螺內酯對高血壓病大鼠心肌肥厚的影響。此類手術方法制得的動物模型并發(fā)癥重且動物死亡率更高，適用范圍較局限。

2.2.1.2 腎實質性高血壓病模型大鼠模型 通過手術切除動物的部分腎臟（超過85%）、增加飲水或食物中鹽含量使血壓升高[40]。其對腎臟損傷較大，對于動物正常生理功能和組織形態(tài)破壞太大且血壓升高效果不滿意，多配合飲食控制血壓，目前在國內應用較少。

2.2.2 藥物性高血壓病動物模型

2.2.2.1 血管緊張素Ⅱ（angiotensin Ⅱ，AngⅡ）誘發(fā)的高血壓病動物模型 該模型主要在腎素、血管緊張素和氧化應激等研究中應用廣泛，亦應用其觀測藥物與炎癥因子及改善心臟形態(tài)功能的作用[41-42]，其適用范圍近于2K1C型，造模成功率高，成模后血壓穩(wěn)定。

2.2.2.2 N-硝基-L-精氨酸甲酯（N-nitro-L-argininemethylester，L-NAME）誘導的高血壓病動物模型L-NAME是一氧化氮合酶競爭性抑制劑，使一氧化氮的舒血管作用減弱致高血壓病的發(fā)生。阮氏香江等[43]應用L-NAME 復制高血壓病大鼠模型并觀察鬼針草水提物的降血壓作用及機制。該模型適用于一氧化氮系統(tǒng)對高血壓病的影響及心血管系統(tǒng)損害等相關研究，造模方法操作性強，有廣泛的應用前景。

2.2.2.3 醋酸去氧皮質酮（deoxycorticosterone acetate，DOCA）誘導的高血壓病動物模型 DOCA 是醛固酮的前體，此種方法誘導的高血壓病動物模型可抑制腎素-血管緊張素的發(fā)生從而介導血壓升高。Banek 等[44]研究腎臟神經在DOCA-鹽大鼠腎臟炎癥的作用時發(fā)現，腎臟失神經支配可以消除大鼠的炎癥反應并在一定程度上降低其動脈血壓。該模型還可應用于藥物的靶向研究[45]，造模方法簡單，應用范圍廣。

2.2.3 神經源性高血壓病動物模型

神經源性高血壓病是由于中樞神經系統(tǒng)異常所致的高血壓病，屬于難治性高血壓病，臨床中患者除血壓升高外常伴有三叉神經痛、耳聾、耳鳴、面肌痙攣、舌咽神經痛等癥狀[46-47]。Jannetta 等[48]、Geiger 等[49]提出延髓左側腹外側（rostral ventrolateral medulla，RVLM）的神經血管壓迫或為神經源性高血壓病，部分高血壓病患者行微血管減壓術可使血壓恢復至正常水平。更有研究者發(fā)現，搏動性血管壓迫RVLM，迷走神經沖動減弱，交感神經興奮性增強，表現為RAAS 激活，血壓升高[50-51]。有實驗報道，手術壓迫雜種犬小腦后下動脈壓向迷走、舌咽神經亦可制得神經源性高血壓病模型[52]。此動物模型對于難治性高血壓病的治療與預后觀察有極大的意義，但適用范圍較局限。

3 小結與展望

動物模型使疾病發(fā)展中的病理生理變化更加直觀，在揭示疾病致病因子、發(fā)病機制、靶點治療與預后，生活方式的干預，藥物的開發(fā)、篩選和藥效評價中不可或缺。選擇合適的動物模型是實驗過程中重要的環(huán)節(jié)，在高血壓病動物模型的發(fā)展及應用中，通過手術、生活方式、飲食習慣或藥物等方法制得的動物模型并不能完全展現人類高血壓病的所有疾病特征，這與基因，所選動物的生理、行為、生活環(huán)境相關，且人類高血壓病的發(fā)病是多基因、多因素干預的結果。在接下來的科學研究中，讓動物模型更好地顯示出所研究疾病的特點，仍是攻克的難點。