杜 宇 魏 紅 李海濤(包頭醫學院第一附屬醫院腎內科,內蒙古 包頭014010 )
阿霉素大鼠腎病模型的概述
杜 宇 魏 紅 李海濤
(包頭醫學院第一附屬醫院腎內科,內蒙古 包頭014010 )
采用阿霉素制備大鼠腎病模型是現今被公認的能較好模擬人類腎小球疾病的動物模型,被廣泛應用于腎臟病的研究領域。該模型病理類型主要表現為局灶節段性腎小球硬化(FSGS)和微小病變(MCN),此模型的建立與動物品系,阿霉素給藥途徑、劑量及次數以及造模周期等因素密切相關。建議統一的評價標準并研究發病機制對今后的工作具有深遠意義。
腎??;概述
20世紀80年代初期由BertaniT[1]等首次報道了阿霉素腎病大鼠模型,是現今被公認的能較好模擬人類腎小球疾病的動物模型,被廣泛應用于腎臟病研究領域。該模型病理類型主要表現為局灶節段性腎小球硬化(FSGS)和微小病變(MCN)兩種,本文就大鼠阿霉素腎病模型的作用機制、大鼠的種類、給藥方法、途徑及造模周期等方面概述大鼠腎病模型的研究進展,為今后工作中更好的應用
阿霉素(adriamycin,ADR)是臨床上常用的一種蒽環類抗腫瘤抗生素。阿霉素大鼠腎病模其利用的是阿霉素的腎毒性,其發病機制主要包括以下兩個方面:①阿霉素是一種細胞周期非特異的廣譜化學治療癌癥藥物,具有很強烈的細胞毒作用,可以直接損傷腎細胞,可能從DNA水平直接干預足突細胞的蛋白合成,使足突細胞結構發生紊亂,造成足突細胞的形態學改變[2];②阿霉素含有醌式結構,在腎臟內代謝還原為半醌型自由基,后者與氧反應產生活性氧,誘發腎小球上皮細胞脂質過氧化反應,破壞濾過膜結構和功能,產生蛋白尿,此外國內孫艷萍等[3]研究發現阿霉素可以損傷腎臟近曲小管,使近曲小管上皮細胞腫脹,扭曲,排列紊亂,部分脫失;粒體和溶酶體囊狀擴張,結構模糊,細胞核有不同程度的損傷。除此之外阿霉素副作用還包括心臟、骨髓毒性及胃腸道反應等,因此當使用劑量較大時??蓪е履P蛣游锏纳媪p弱,而致病死率增加。
通過比較不同品系的大鼠制備阿霉素腎病模型發現Sprague Dawley(SD)、Wistar大鼠與BALB/c小鼠具有對阿霉素敏感,模型特征出現迅速、持續和穩定的特點,因此目前阿霉素腎病模型采用較多。Deschenes等[4]采用SD大鼠建立阿霉素腎病模型試驗大鼠尿蛋白持續增加。其中Lewis系與Wistar系對阿霉素的敏感性無差別[5],Zheng[6]等采用C57BL6/、FVB/N、CAST/Ei三種品系的小鼠建立阿霉素腎病模型發現三者均對阿霉素完全抵抗,實驗2周末模型鼠腎組織學病理和尿蛋白檢查與正常鼠無差異,實驗一直到8周末仍然沒有出現腎損傷。
阿霉素腎病模型大多采用靜脈注射給藥,也有采用腹腔注射的,但因阿霉素屬蒽醌類廣譜抗癌抗生素,是一種高效發泡劑,當發生血管外滲漏,可導致局部組織出現化學性損傷,常見的靜脈注射有尾靜脈注射、股靜脈注射,陰莖靜脈注射,眶后靜脈注射,比較各種注射方法,因鼠尾離軀干較遠,采用尾靜脈注射即便出現了滲漏也不會引起軀干組織的大面積損傷,具有滲漏損傷局限的優點,同時比較其他幾種注射方式具有位置淺表、操作簡便、無需手術等特點,因此目前實驗中采用尾靜脈注射方式比較多
大量文獻報道,阿霉素腎病模型給藥次數不同,以及是否保留雙腎導致模型病理,癥狀及建模周期差異很大,所以必須根據病理類型及實驗周期等因素選定合適的建模方法
4.1 單側腎切除后給藥
該方法相比較保留雙腎的建模方法,周期短,阿霉素劑量小,減輕了阿霉素的毒副作用小,但對實驗條件要求比較高,實驗大鼠感染病死率相對較高。①一次給藥:Ji[7]等采用SD大鼠,單側腎切除后一次性尾靜脈注射阿霉素6mg/kg,實驗6周末大鼠出現明顯蛋白尿及局灶節段性硬化。②二次給藥:張麗芬[8]等采用SD大鼠,行右腎切除術后第一周和第五周經分別經尾靜脈注射阿霉素3mg/kg、2mg/kg制作腎小球硬化模型,實驗第8周實驗大鼠出現明顯蛋白尿及局灶節段性硬化。③多次給藥:趙宗江[9]等采用Wistar 大鼠單側腎切除加重復腹腔注射阿霉素,大鼠行右腎切除術后1周腹腔注射阿霉素144 mg/kg,后每2天腹腔注射阿霉素1次,連續注射2周,實驗10周末大鼠出現明顯蛋白尿及局灶節段性硬化。
4.2 保留雙腎
①一次給藥:Korzets[10]等采用大鼠尾靜脈一次性注射阿霉素7mg/kg,實驗第7天大鼠出現明顯蛋白尿,大鼠腎組織病理類似于人類微小病變病。但阿霉素消化道毒副用作強,一次性大量注射后易引起大鼠腹瀉,導致死亡。②二次給藥:周橋[11]等采用二次給藥,第一次尾靜脈注射阿霉素5mg/kg,間隔一周后,第二次尾靜脈注射2.5mg/ kg,第8周末大鼠明顯蛋白尿,血脂升高,病理呈現局灶節段性腎小球硬化。相比一次性給藥、減輕了一次性給予大劑量阿霉素造成的其他臟器損傷。③多次給藥:Lebrecht[12]等采用Wistar大鼠制作腎小球硬化模型,經尾靜脈多次注射阿霉素,每次注射1.0mg/kg,每周1次,連續注射7周,實驗48周末模型制作成功。但該方法建模周期長,反復尾靜脈注射極易造成阿霉素滲出而引起局部壞死、感染。所以這種方法與其他方法比較是否有較大的優勢還需進一步探討。
4.3 腎動脈鉗夾術
Kramer[13]等短暫鉗夾大鼠左側腎動脈,同時經尾靜脈注射阿霉素,實驗結果顯示模型大鼠尿蛋白明顯升高,而且右腎局灶性腎小球硬化積分明顯高于左腎。
4.4 雙腎動脈注射
董晨[14]等采用大鼠雙腎動脈注射阿霉素45mg/kg后,立刻結扎雙腎動靜脈8min,模型大鼠15d左右出現大量蛋白尿,該模型因避免了除雙腎外的其他臟器暴露于阿霉素,因此使得腎病綜合征各臨床表現間關系的研究變得簡單化,但實驗操作為復雜,難度較大。
大鼠阿霉素腎病模型是現今應用較多的經典模型,大量的文獻報道了多種多樣的建模方法,但是目前仍沒有一個統一的標準評價體系,現今人們實驗所選用的評價指標差異性非常大,如24h尿蛋白定量的標準等,如果能綜合該模型癥狀、體征、生化檢查指標以及及病理改變等,建立一個比較完善的綜合性評價體系,將會更利于復制模型以及應用阿霉素大鼠腎病模型所開展的研究的評價。此外,該模型只是強調了與人類局灶節段硬化性腎小球硬化和微小病變的相似性,卻未探討發病機制是否相似,因此進一步探討其發病機制,才會更加利于今后人們利用這個模型來研究如何干預人類局灶節段硬化性腎小球硬化和微小病變的病理過程。更進一步的發揮此模型的生物學意義。
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