文建霞，王 建，张 璐,2，杨玉雪,2，陆小华,2，赵艳玲

(1.成都中医药大学药学院，四川 成都611137； 2.解放军第302医院药学部，北京 100039)

大鼠慢性心力衰竭模型研究现状Δ

文建霞1,2*，王 建1，张 璐1,2，杨玉雪1,2，陆小华1,2，赵艳玲2#

(1.成都中医药大学药学院，四川 成都611137； 2.解放军第302医院药学部，北京 100039)

慢性心力衰竭(chronic heart failure，CHF)是各类心血管疾病发展至终末阶段的共同表现，因其具有较高的发病率和病死率，近年来备受关注[1]。据2016欧洲心脏病学会统计，发达国家成年人心力衰竭的发病率约为1%～2%，>70岁的人群高达10%；55岁男性心力衰竭发生的终生风险为33%，高于女性的28%[2]。随着人口老龄化等诸多因素的影响，心力衰竭发病率逐年升高，严重影响患者的生活质量[3]。而合理应用中医药治疗CHF的报道亦逐年增加[4]。大量循证医学数据表明，中药联合西药常规治疗CHF可显著提高临床疗效和中医证候积分，改善CHF相关结局指标。中药复方制剂如参附注射液、参芪扶正注射液等均可作为CHF的辅助用药[5-6]。为深入探讨中医药治疗CHF的作用机制，选择合理的方式构建具有中医药特色的动物模型至关重要。目前，建立体内模型的手术造模方法有腹主动脉缩窄术[7]、冠状动脉结扎术[3]等，药物造模方法有阿霉素(adriamycin,ADR)[8]、异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)[9]等；建立体外模型的方法有戊巴比妥钠致心力衰竭模型[10]。根据中医学理论，CHF的辨证为本病在心、久病及肾，主要与心阳虚证相关[11]。研究结果显示，CHF的形成与能量代谢障碍、ATP生成不足密切相关。能量代谢主要依靠脂肪酸的氧化提供能量，机体存在CHF时则转变为主要依靠糖酵解提供能量[12]，而能量代谢异常又是CHF病情发生发展的重要环节[11]。因此，建立一种确切的CHF动物模型对于探讨CHF病因、发病机制、预防及治疗均有重要意义。现对近年来CHF大鼠模型的建立方法进行综述，为后期探讨基于能量代谢通路、采用中药治疗CHF大鼠的生物学机制提供相应的理论依据。

1 CHF大鼠模型的基本情况

由于小鼠不易操作，故建立CHF模型一般选用大鼠或清洁级大鼠[10，13]。大鼠的品种以Sprague Dawley(SD)大鼠为主，也有选用Wistar大鼠的报道[14-16]。大鼠的性别一般为雄性，可能与雄性大鼠的耐受力更强相关，而杨喆等[17]采用雌雄各半的大鼠进行造模。动物的存活率因造模方法不同而有所区别。因此，动物一般选用SPF级SD雄性大鼠，体质量(200±20)g。

2 CHF模型的分类与制备方法

2.1腹主动脉缩窄术

采用腹主动脉缩窄术(abdominal aortic coarctation，AAC)建立的大鼠CHF模型具有较好的稳定性和重复性，应用广泛，是CHF的理想建模方法[18]。韩曼等[3]探讨了AAC与改良冠状动脉结扎术所建立大鼠CHF模型的区别，结果显示，两种方法均为建立CHF模型的有效方法，均可使模型大鼠的血浆脑钠肽水平(BNP)显著升高。徐攀等[14]和杨喆等[17]遵循中医整体观念，采用AAC，参考《中药新药临床研究指导原则》(2002年版)[19]中有关心力衰竭和心阳虚证的分级量化表，并从生物学特征和客观指标检测等方面评价模型，成功建立了特色的CHF心阳虚证大鼠模型。唐斌等[20]采用AAC建立大鼠CHF模型，探讨了黄芪甲苷对CHF大鼠心肌纤维化及能量代谢的影响。王健等[21]采用肾上AAC法制备CHF大鼠模型，探讨了温阳活血方对CHF大鼠心肌组织转化生长因子β1的影响。

2.2药物造模

(1)腹腔注射ADR法：该方法操作简单、对大鼠损伤较小，大鼠病死率低[22]。与手术或创伤较大的模型相比，ADR给药造模是较理想的模型。徐建虎等[16]探讨了ADR制备CHF模型的合适剂量，分别腹腔注射ADR 1.25、1.50、2.00 mg/kg，达到相应的累积剂量，结果显示，ADR累计剂量<12 mg/kg时不易导致心力衰竭。王楚盈等[23]探讨了附子和人参不同比例配伍后对腹腔注射ADR诱导的CHF大鼠血流动力学的影响，以评估附子和人参对心力衰竭的保护机制。(2)皮下注射ISO法：ISO造模法具有无创伤、操作简便、不需要呼吸机支持、可重复性高等特点。罗时珂等[24]和朱云仙等[9]通过ISO法建立CHF模型，并评估了不同剂量ISO对CHF的疗效，结果显示，皮下注射ISO诱导建立大鼠CHF模型的方法简便、可靠，日剂量为2.5 mg/kg时较为合适。王晓燕等[15]和Li等[25]均以ISO法建立了大鼠CHF模型。

2.3体外模型制备法

CHF模型的建立大多以在体实验为主，体外造模的研究相对较少。彭成等[10，26]采用0.8%戊巴比妥钠建立了体外培养心肌细胞的CHF模型，倒置相差显微镜下观察心肌细胞搏动明显减弱或停止为造模成功。

3 CHF模型的评价方法与指标

3.1心脏超声检查评价心功能

超声心动图被广泛用于心血管疾病相关指标的检测，通过测定左心室收缩末期内径(LVESD)、左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室后壁舒张末期厚度(LVPWD)、左心室射血分数(LVEF)等参数，判断CHF模型是否复制成功。朱云仙等[9]采用超声心动图测定结果显示，模型组的LVEF、左心室短轴缩短率(LVFS)明显低于对照组，LVESD、LVEDD明显高于对照组，从而判断CHF模型复制成功。唐斌等[20]采用AAC法建立了CHF模型大鼠，6周后通过超声心动图结合大鼠症状和体征判断模型是否建立成功，结果显示，AAC组大鼠LVESD、LVEDD、LVPWD明显高于假手术组，差异均有统计学意义(P<0.05)；且AAC组大鼠表现出疲乏、呼吸困难、精神萎靡、食欲降低等症状，基本符合实验动物心力衰竭标准[27]，表明心力衰竭复制成功。

3.2左心室舒张末压(LVEDP)

LVEDP作为判断心功能最直接的指标，常被用于判断大鼠CHF模型是否构建成功。方焕松等[28]采用AAC复制大鼠CHF模型，造模8周后检测血流动力学指标，结果显示，LVEDP>15 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)时，大鼠逐渐出现倦怠无力、食欲减退、呼吸加快、心跳加速等表现，故以LVEDP≥15 mm Hg作为模型成功标准[29]。

3.3BNP

CHF时，患者心室合成和分泌的BNP增加，导致血中BNP水平升高。随着心力衰竭严重程度的增强，血清BNP水平对CHF患者的危险程度及终末期心力衰竭短期预后具有重要价值，为精确反映心力衰竭程度、评估大鼠CHF模型的重要指标[30]。郁淼等[31]观察了老年CHF患者纽约心脏学会心功能分级情况与血浆BNP水平的关系，结果显示，血浆BNP水平的升高程度与心功能分级成正比。文献报道，BNP水平对CHF患者的诊断灵敏度和特异度均>90%，对CHF的疗效评价、预后评估均有较好的指导价值[32]。

3.4其他

其他指标如血管紧张素Ⅱ(Ang-Ⅱ)、心肌肌钙蛋白Ⅰ(cTnⅠ)、射血分数等亦可反应出心力衰竭的病理状态。赵京生等[33]采用腹腔注射ADR法建立CHF模型，与空白组比较，模型组血清大鼠Ang-Ⅱ、BNP、cTnⅠ水平均显著升高，ATP水平显著降低，表明CHF造模成功。王晓燕[11]等采用皮下注射ISO法复制大鼠CHF模型，连续14 d，采用L-400彩色超声心动仪进行心功能检测，射血分数<60%为造模成功。

4 CHF模型建立方法的讨论

4.1ACC建立的压力超负荷型CHF模型

ACC法是通过手术使腹主动脉发生缩窄，从而升高主动脉压力，增加心脏后负荷。术后早期，心肌组织通过增加脂肪酸(FA)氧化，起到代偿性保护心脏的作用，使心室容积增加，虽然可发生心肌肥厚，但无法从指标上检测。后期FA和线粒体的氧化活性降低，导致心脏ATP水平显著降低，心脏发生失代偿，心力衰竭模型形成。该类模型较稳定，在国内应用广泛，经济实用，大鼠死亡率较低，逐渐增加的后负荷与临床心力衰竭的演变过程相近。

4.2药物造模

利用某些药物对心肌的靶向毒性造模：造模过程中给予致毒量的相应药物，使心肌失去正常的收缩和舒张功能，导致心功能下降，从而建立心力衰竭模型。该模型的优点是简便易行，缺点是可能无法全面反映临床心力衰竭的病理变化，尤其难以体现中医的证候模型。(1)腹腔注射ADR法：ADR为广谱、高效的蒽醌类化疗药，是临床上常用的抗肿瘤药，其作用广泛、选择性低，会损伤正常机体的组织器官。该药与心肌组织的亲和力高于其他组织，具有严重的心脏毒性，可造成剂量依赖性不可逆的慢性心肌损伤和CHF，具有时间累积效应，作用机制可能与自由基释放、增加损伤器官有关[34]。文献采用ADR诱导建立CHF模型的方法大多通过设定给药剂量、多次给药以达到一定的累积剂量，但死亡率均较高。(2)戊巴比妥钠：该药为选择性中枢系统抑制剂，大剂量使用可抑制电压依赖性心肌细胞膜Na+-K+-ATP酶活性，抑制心肌动作电位，以达到心力衰竭的效果[35]。而与离子转运相关的ATP酶在心肌细胞膜结构上的分布较多，与心肌细胞功能关系紧密[36]。徐菲飞等[10]采用戊巴比妥钠体外诱导乳鼠心肌细胞CHF模型，于显微镜下观察心肌细胞搏动停止为造模成功。该方法简单、可重复性好，用于原发心肌病变的心力衰竭研究尤为合适。(3)ISO法：ISO可使大鼠心率加快并持续增强心肌收缩力，从而使心肌细胞出现坏死、纤维化和凋亡，导致心室重构，最终引发心力衰竭。而ISO建立的CHF模型存在给药方式、剂量、注射时间上的差异，导致大鼠死亡率和病变情况有所不同[37]。有研究采用皮下注射ISO，日剂量分别为2.0、2.5、3.0 mg/kg，大鼠成活率分别为100%、90%、30%。朱云仙等[9]采用皮下注射ISO，日剂量1mg/kg、连续14 d，第15日起日剂量改为0.5 mg/kg、连续14 d，建模时间28 d，成功复制了大鼠CHF模型，存活率为46.2%。因此，仍需综合建模时间，积累经验，提高建模的成功率和可复制性。

5 讨论

目前，建立CHF动物模型的方法包括手术造模法和药物造模法。手术造模包括冠状动脉结扎术、AAC等；药物造模法包括给予ISO、戊巴比妥钠、ADR等。正确建立符合中医证候的动物模型对于中医学的研究至关重要，也是中医学发展的一个难题。CHF与中医学理论上的阳虚证相关[38]，主要以机体阳气不足、器官功能衰退为主要表现，而阳虚证大鼠会出现体温下降、精神不振、少动、水肿、全身变凉等现象。结合大鼠的体质量、心率、呼吸频率及超声心动图检测等相关指标，可更加全面地评估阳虚证大鼠的模型。该评估方法符合中医学理论和辨证论治原则，对于运用现代药理学和分子生物学方法等进行中医药理论的研究具有重要的现实意义。

CHF模型的建立涉及手术操作，而减少手术操作的失误，可提高动物存活率。手术或药物对于动物的刺激程度不同，对于实验数据的影响程度也不同。选择合适的造模方法、评价指标及模型评价标准的意义重大。

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R99

A

1672-2124(2017)09-1157-03

DOI 10.14009/j.issn.1672-2124.2017.09.002

国家自然科学基金资助项目(No.81573631、No.81303120)

*博士研究生。研究方向：中药基础理论研究。E-mail：wenjx2048@163.com

#通信作者：主任药师，博士，研究员。研究方向：中药药性理论研究、配伍研究。E-mail：zhaoyl2855@126.com

2017-08-02)