胡 迪，刘 静，赵梦丹，侯俊宇，李明慧，陈多多，申 野，李 坦*，孙 新

(1.北华大学：a.基础医学院，b.医学技术学院,c.公共卫生学院,吉林 吉林 132013；2.吉林医药学院药学院，吉林 吉林 132013)

急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)为临床上较为常见的肾脏病之一[1]，病发时肾功能迅速下降，病程进展到最后会导致急性肾衰竭以及机体其他器官功能下降[2]。缺血/再灌注的发生[3]、抗肿瘤药物的应用、横纹肌溶解症[4]、细菌感染甚至服药不当[5]，均会引起AKI的发生。虽然在治疗过程中，患者的肾脏功能可以有所好转，但想要达到机体健康时的水平，实现却存在一定困难[6]。我国是肾脏病发病大国，AKI的发病率和致死率一直居于前列，并呈现逐年增长趋势。多年来我国虽致力于AKI的治疗研究，但治疗及所投入的医疗资源费用过高一直是难以解决的难题，同时，这也成为造成社会经济和公共健康问题的主要原因之一[7]。

在疾病的研究过程中，动物模型始终是不可或缺的支撑条件，更是开展实验研究的基础。正是因为其在实验研究中的重要地位，在建立动物模型时，不可盲目选择，一定要与病因和病程发展相符合，模型建立后的评价指标也不可脱离实际[8]。在科学研究中，建立合适的动物模型一直是研究疾病分析、预防、治疗的关键，也是如今的瓶颈问题[9]。因此，完善AKI动物模型、建立建模过程中的完整体系对疾病的发生与发展至关重要，也与人类肾脏健康息息相关。

本文将对AKI中的各类动物模型的应用进行总结，以期对AKI的治疗提供坚实的基础理论依据。

1 阿霉素致大鼠、小鼠AKI模型

阿霉素也叫多柔比星，是目前公认的能够较好模拟人类AKI的模型之一，其致病机制主要包括3个方面。①阿霉素的细胞毒素的释放：阿霉素作用于肾脏时产生的细胞毒作用较强，细胞毒在肾脏细胞中释放，导致足细胞形态改变、足细胞标志物裂隙素分布发生变动、细胞骨架结构异常[10]；②阿霉素导致脂质过氧化：阿霉素中含有醌式结构，醌式结构产生的活性氧会使肾脏细胞发生脂质过氧化，破坏肾小球滤膜的完整性，大量蛋白漏出，产生蛋白尿[11]；③阿霉素导致炎症发生：阿霉素可刺激多种细胞因子及炎性介质活性增加，肾小球系膜细胞发生病变，其数量及基质增多，病程逐渐发展，最终形成肾小球硬化[12]。

以往研究中，学者们一般采用大鼠制作阿霉素肾病模型，但使用大鼠的阿霉素模型动物死亡率高，在实际应用时存在一定的困难。研究表明，6周龄BALB/c小鼠喂养3周后，尾静脉一次性注射15 mg/kg阿霉素，1周后观察其肾脏变化，发现肾脏水肿增大、炎细胞浸润、肾小球结构异常、肾间质发生纤维化改变，并且足细胞标志物裂隙素、WT-1、结蛋白均表达异常[13]。李亚丽等[14]改用小鼠进行建模，采用10.5 mg/kg的阿霉素，尾静脉一次性注射进行模型制备，建模后小鼠肾脏结构明显变化，肾小球出现硬化，同时，肾脏各项指标均超出正常范围。唐桂毅等[15]结合了国内外研究中的多种造模方式，改变阿霉素尾静脉注射的给药剂量和次数，最终确定造模的最佳条件为间隔1周2次重复注射阿霉素，分次给药累加剂量为7.5 mg/kg时，模型效果最佳。据观察，此种给药方式可以通过减少阿霉素剂量，减少其他脏器负担，并且可以保证大鼠持续受到低剂量阿霉素刺激，肾毒性加重。这种建模方法既降低了模型动物的死亡率，又可使模型状态稳定，对长期的试验研究有很大帮助。

在一直以来的研究中，小剂量阿霉素建模所需时间长，甚至有失败风险；而大剂量阿霉素有在短期内致动物死亡的概率，延长实验了时间，不利于后续研究。因此，动物品系、剂量选择、给药途径、药物的选择都是建模过程中必须要考虑的因素。在后续的研究中，更要全面的分析整个实验，尽可能的减少建模以外的损伤。

2 顺铂致小鼠及非啮齿动物AKI模型

顺铂为化疗药物，临床上用于治疗多种实体肿瘤，应用广泛。顺铂受近端小管转运蛋白调节，可在肾脏近端小管上皮细胞中累积，导致细胞受损，发生炎症，严重者甚至会死亡[16]。由于顺铂在正常组织尤其是肾脏中会发生不良反应，故其临床应用一直较为局限，无法发挥其最大价值[17]。在顺铂治疗后，约有1/3的患者肾功能出现异常，导致急性肾损伤[18]。在目前的研究中，顺铂导致的肾损伤机制主要有炎性损伤、氧化应激、坏死及凋亡、自噬等多种途径[19]。

潘笑悦等[20]使用不同剂量顺铂诱导小鼠急性肾损伤，结合各方面指标显示应用顺铂诱导AKI动物模型的安全剂量为10～15 mg/kg，而当剂量达到25 mg/kg时动物致死率增大，无法进一步对疾病进行深入研究。目前实验研究AKI多用大、小鼠进行建模，并且常用腹腔注射的方式，一次性注射高剂量顺铂，但是关于顺铂诱导的兔AKI模型却比较少见。唐伟等[21]利用顺铂进行AKI兔模型的制作，结果显示，使用的顺铂剂量与肾脏受损程度有极大的相关性，当耳缘静脉注射1.0 mg/kg体质量连续5 d时效果最好，故此种方法为推荐造模方式，但经机体代谢产生的铂离子如何在肾脏组织中发挥作用仍然需要进一步研究。大鼠、小鼠等啮齿动物与人类在遗传学、体型、行为、寿命等方面存在明显差异，在啮齿动物身上建立的疾病模型有时不能很好地模拟人类疾病的过程；但非啮齿动物，如迷你猪，在遗传学、机体构造和生理学方面均与人类相似，所以从动物模型建立的角度来看，迷你猪比啮齿动物模型更具优势。应用顺铂诱导迷你猪AKI建模，单次静脉注射3.8 mg/kg顺铂，4 d后便出现明显AKI特征[22]，此种方式建模速度快、可行性高，也进一步验证了顺铂作用于非啮齿动物建模的可行性。

3 脂多糖致大鼠、小鼠AKI模型

脂多糖为革兰阴性菌内毒素的主要成分，当革兰阴性细菌刺激机体发生免疫反应、导致机体损伤时，脂多糖是重要致病因素之一。脂多糖进入机体后可产生脓毒血症，脓毒血症会引起肾脏发生急性损伤，同时导致全身多器官衰竭，这也是脓毒血症发病中常见的致死原因[23]。机体感染革兰阴性菌时产生多种炎症因子，如白细胞介素-1、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α等，产生过多或活性增加均可导致肾脏损伤，肾功能发生改变，最后在一系列的病理生理学反应后，导致AKI。脂多糖既能直接造成肾损伤，也可以间接的破坏肾脏细胞，最终导致肾脏细胞坏死，在AKI的发展中起到重要作用[24]。

脂多糖进入血液循环后会引起脓毒血症，近三分之一的AKI患者的诱发因素均为脓毒血症[25]。目前，脓毒血症致AKI的发病机制分别为肾小管上皮细胞线粒体功能受损、氧化应激、炎症反应以及肾脏微循环障碍等。国外研究使用5mg/kg脂多糖证明S-亚硝基谷胱甘肽对脓毒症大鼠急性肾功能不全具有改善作用，并在HE染色中观察到肾脏炎性细胞浸润，肾小球和肾皮质小管中存在组织变性[26]。白鑫宇[27]使用7 mg/kg的脂多糖对小鼠进行建模，并从小鼠病理学及生化指标入手，进行全面分析，病理结果及血清结果均显示造模成功并且小鼠AKI特征明显。当使用10 mg/kg脂多糖诱导AKI时，小鼠肾脏、炎症、氧化应激等相关指标均出现不同程度的变化[28]。龚琴等[29]比较了脂多糖、甘油、顺铂、庆大霉素四种药物诱导AKI的区别，在进行脂多糖的研究时，使用了10 mg/kg的脂多糖对BALB/c小鼠进行建模，研究表明，在脂多糖诱导的AKI肾组织中，可见肾间质充血及炎性细胞增多，肾小管在不同程度上受损，上皮细胞由于坏死产生脱落，但没有甘油和庆大霉素所致肾小管损伤明显。

4 甘油致大鼠AKI模型

甘油是一种高渗性物质，使用甘油进行肌肉注射后，机体会因局部肌肉坏死以及局部红细胞溶解，造成横纹肌溶解(rhabdomyolysis，RM)。肌红蛋白和血红蛋白属于小分子量物质，会比其他物质更容易通过肾小球进入肾小管，对肾小管造成破坏，最终导致急性肾小管坏死[30]。使用甘油进行动物建模是研究RM所致AKI发病机制的一种比较成熟的方法。该模型的特点是肌红蛋白释放增多、肾小管梗阻和肾血管狭窄。最常见的给药方法是肌肉注射[31]。本模型可以导致肾缺血和内源性毒性肾损伤，操作简单，可行性高，试验周期短，肾脏病变稳定，动物死亡率低[32]，对RM所致AKI相关实验研究具有非常大的价值。

使用甘油对雄性SD大鼠进行建模后，甘油注射部位肌肉水肿明显，体毛略发黄，同时大鼠反应迟钝，精神状态不好，拒食水，常聚集成堆，注射1 h后出现暗红色尿液，尿量减少[33]。RM可诱发肾脏组织氧化应激发生炎症反应，最终细胞凋亡或者坏死导致AKI。15%～50%的RM会引发AKI。安丽平等[34]通过肌内注射50%甘油(10 mL/kg)建立RM致AKI大鼠模型，当甘油对其诱导24 h时后，肾脏组织学发生的变化最为明显，具体表现为双肾明显变大，肾脏表面有出血点，肾小管上皮细胞发生不同程度的脱落，甚至出现凋亡及坏死现象，脱落的上皮细胞在近曲小管和远曲小管附近聚集，伴有大量蛋白管型。黄旭东[35]在研究补体在RM致大鼠AKI中的作用时也曾用10 mL/kg 50%甘油进行建模，结果显示，动物模型肾脏相关生化指标均有不同程度的变化，与AKI的病情变化情况相符。除此之外，曹译心[36]、赵晓琴[37]等学者均采用剂量为10 mL/kg 50%甘油对动物进行建模，也取得了理想的效果。

5 结 语

在疾病动物模型的研究中，应明确研究目的，结合适用性和实用性两个方面进行考虑，谨慎选择相应模型。本文从各类药物诱导AKI的机制入手，为实验中各类模型的选取提供了一定的理论基础。我国为肾病大国，动物实验的发展有助于研究不同类型肾病的发病机制，这既可以为肾病的治疗和预后的完善铺平道路，也为今后突破肾病瓶颈提供了依据。在未来的研究与工作中，应该继续完善与创新，使肾病模型更加规范化，为肾脏医学领域做出更大贡献。