脑缺血动物模型构建全攻略:从MCAO到光血栓法的选择与应用
来源/作者:普拉特泽-生物医学整体课题外包平台
脑缺血(Cerebral Ischemia)是脑卒中的主要病理基础,占所有卒中病例的80%以上。研究脑缺血的发病机制、病理生理变化及潜在治疗方法,离不开可靠的动物模型。目前,常用的脑缺血动物模型包括线栓法(MCAO)、光化学诱导法(光血栓法)、四血管闭塞法(4-VO)等。 脑缺血动物模型构建由普拉特泽生物动物检测平台总结分享,动物检测平台为广大科研实验人员提供【脑缺血动物模型外包实验服务】
我们将解析脑缺血动物模型的构建方法,对比不同模型的优缺点,并谈论其在神经科学研究、药物筛选及临床转化中的应用,帮助选择最适合的实验方案。
一、脑缺血动物模型的分类
根据缺血范围,脑缺血模型可分为:
①局灶性脑缺血模型(如MCAO、光血栓法)——模拟动脉阻塞性卒中
②全脑缺血模型(如4-VO、两血管闭塞法)——模拟心脏骤停导致的广泛性脑缺氧
根据缺血持续时间,可分为:
①短暂性缺血(可逆性,如MCAO线栓再灌注)
②永久性缺血(不可逆,如电凝血管)
二、主流脑缺血模型构建方法详解
1. 线栓法(MCAO模型)——金标准局灶性缺血模型
原理:通过颈内动脉插入硅胶线栓,阻塞大脑中动脉(MCA),导致皮层和纹状体缺血。
①操作步骤
动物准备:SD或Wistar大鼠(250-300g),麻醉(异氟烷/氯胺酮),维持体温37℃。
②颈部手术:
⑴颈正中切口,分离颈总动脉(CCA)、颈外动脉(ECA)、颈内动脉(ICA)。
⑵结扎ECA分支,CCA近心端夹闭,ECA远端结扎。
⑶在ECA切口插入硅胶线栓(直径0.22-0.28mm),推进至MCA起始部(约18-22mm)。
▲缺血与再灌注:
▲短暂性MCAO:60-120分钟后撤出线栓,恢复血流。
▲永久性MCAO:线栓保留,不进行再灌注。
优点
模拟人类缺血性卒中
可控制缺血/再灌注时间
梗死区域稳定(皮层+纹状体)
缺点
╳手术难度高,需显微操作技巧
╳可能出现蛛网膜下腔出血
╳个体差异较大
2. 光化学诱导法(光血栓模型)——精准定位缺血
原理:静脉注射光敏剂(如玫瑰红B),特定波长激光照射目标血管,诱导内皮损伤和血栓形成。
操作步骤
动物准备:小鼠/大鼠,麻醉后固定于立体定位仪。
光敏剂注射:尾静脉注射玫瑰红B(10-20mg/kg)。
激光照射:
剃除颅骨表面毛发,暴露目标血管(如MCA分支)。
560nm激光照射5-10分钟,诱导血栓形成。
优点
→精准控制缺血位置(可靶向皮层、海马等)
→无需开颅,微创
→适用于抗血栓药物研究
缺点
╳ 血栓形成机制与临床卒中不完全相同
╳光照参数需优化(强度、时间)
3. 四血管闭塞法(4-VO)——经典全脑缺血模型
原理:阻断双侧椎动脉+颈总动脉,造成全脑缺血(模拟心脏骤停)。
操作步骤
●第一天:电凝或结扎双侧椎动脉。
●第二天:夹闭双侧颈总动脉,诱导全脑缺血(5-15分钟)。
优点
● 模拟心脏骤停后脑损伤
● 海马CA1区选择性神经元死亡(研究记忆障碍)
缺点
●手术复杂,死亡率较高
●缺血时间需严格控制
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