不同剂量野百合碱诱导大鼠肺动脉高压模型的实验研究

董丽君，陈 鹏，程江涛

不同剂量野百合碱诱导大鼠肺动脉高压模型的实验研究

董丽君，陈 鹏，程江涛

目的 观察不同剂量的野百合碱诱导大鼠肺动脉高压模型的建立，探索合适的野百合碱造模剂量。方法 将60只雄性SD大鼠随机分成4组，正常对照组、野百合碱低剂量组、野百合碱中剂量组和野百合碱高剂量组，一次性给予颈背部皮下注射不同剂量野百合碱诱导建立肺动脉高压大鼠模型。4周后，测量各组大鼠肺动脉压力、心输出量、肺血管阻力以及右心室肥厚程度。 结果 野百合碱高剂量组大鼠死亡率、肺动脉压力、右心室室壁厚度高于中剂量组、低剂量组和正常对照组(P<0.001)，心输出量低于中剂量组、低剂量组和正常对照组(P<0.001)；高剂量组肺动脉压力、肺血管阻力高于中剂量组、低剂量组(P<0.001)。 结论 中剂量组野百合碱诱导的大鼠肺动脉高压模型更为接近大鼠肺动脉模型的理想数值。

肺动脉高压；野百合碱；心输出量；肺血管阻力；右心室肥厚

肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension，PAH)主要引起肺动脉压力升高、肺血管阻力增加，其形态学特征是肺动脉血管结构重建和右心室肥大。肺动脉高压一般分为原发性和继发性，原发性少见，而继发性肺动脉高压常见于由于各种慢性阻塞性肺疾病导致的缺氧或高原低氧环境，又被称为低氧性，这是肺心病发生的核心环节；继发性肺动脉高压还见于先天性心脏病大量血液分流，严重者最终成为器质性梗阻性肺动脉高压，从而丧失外科手术的机会，预后不良，病死率居高不下[1，2]。 因此，对于肺动脉高压的进一步研究显得尤为紧迫，而肺动脉高压模型的建立就显得尤为重要。目前文献中在众多肺动脉高压模型的建立中，最常用的为野百合碱诱导的大鼠肺动脉高压模型，野百合碱为一种双吡咯类生物碱，经血液循环后到达肺脏从而引起慢性血管炎性病变，接近临床发病机制[3，4]。剂量通常为40 mg/kg、50 mg/kg和60 mg/kg，但对于哪一种剂量最为合适仍众说纷纭。同时了解模型大鼠的血流动力学状态是其他相关研究的基础，其中肺动脉压力、心输出量和肺血管阻力都是检测的相关重要指标，也是评判模型是否成功的关键。文献报道多采用改良后PE-50导管直接插入检测大鼠的肺动脉来检测肺动脉压力，采用热稀释法测量大鼠心输出量，同时进一步计算出肺动脉阻力，从而更为准确反映出模型大鼠的心功能状态[5]。本研究旨在通过实验找出最为适合的、病死率较低的、可靠的野百合碱造模剂量。

1 材料与方法

1.1 试验药物及仪器 Monocrotaline(购于美国Sigma公司)以无水乙醇和生理盐水2∶8制备成1%的溶液，混匀，备用。水合氯醛(上海拓然生物有限公司)以生理盐水溶解(6%)。肝素溶于生理盐水配置浓度为25 U/mL。PE-50聚氯乙烯导管，生物探测仪机器配套的压力换能器、温度探测器和配套心排量导丝(MLT1402 T-type Ultra Fast Thermocouple Probe)购于上海Adinstrument仪器国际贸易公司。

1.2 实验动物及分组 雄性SD大鼠60只，体重180 g～220 g，购于上海第二军医大学。随机分为4组，每组为15只。正常对照组腹腔注射乙醇生理盐水2∶8的溶液，低剂量组颈背部一次性皮下注射野百合碱为40 mg/kg，中剂量组为50 mg/kg，高剂量组为60 mg/kg，同等环境下饲养28 d。

1.3 大鼠一般情况观察 包括生长情况，饮食，毛发，呼吸，活动，鼻腔、口腔和眼睛出血情况，有无感染及死亡情况。

1.4 肺动脉压力和心输出量测定 大鼠饲养28 d后，大鼠肺动脉压力测定采用改良后的PE-50导管末端呈半圆弧型所行右心导管术测定；心输出量采用热稀释法测定，肺血管阻力由肺动脉压力和心输出量间接计算得出。大鼠称重，6%水合氯醛腹腔注射麻醉后，仰卧位固定后，备皮消毒，沿正中切开气管插管后，用改良后的PE-50导管连通生物探测仪及压力换能器经右侧颈静脉插入肺动脉后测得肺动脉压力波形及肺动脉压力，记录并保存。获得大鼠的肺动脉压力后在左侧找到颈动脉，将温度探测仪连接心排量导丝沿颈动脉插入4 cm～6 cm至胸主动脉，然后沿右侧上腔静脉迅速注入(2 s～4 s)0 ℃～4 ℃生理盐水0.2 mL～0.4 mL，观察记录仪上的温度曲线变化，作好记录并保存。

1.5 右心室肥厚指数测定 测量完毕，处死大鼠，完整取出大鼠心脏，切去心房，分离右心室(RV)及左心室和室间隔(LV+S)，用滤纸吸干水分后称重、计算RV/(LV+S)值。

2 结 果

2.1 一般情况 模型组大鼠在皮下注射野百合碱1周之后开始出现动物活动量减少，毛发直竖，灰暗而且无光泽，呼吸明显急促加快，食欲下降，消瘦。高剂量组在注射2周后死亡3只，4周后共死亡8只，中剂量组在注射2周后死亡1只，4周后死亡共2只，低剂量组及正常组未见死亡。死亡大鼠解剖后出现明显肺淤血，肺表面不平整，弹性差，肺脏变大。4周之后实验组大鼠已明显出现消瘦、呼吸困难、口腔及鼻腔出血、腹水形成，伴随有肝脏肿大、心脏肿大、右心室室壁增厚等一系列心力衰竭表现。

2.2 实验动物数量统计 高剂量组在注射2周后死亡3只，4周后共死亡8只，中剂量组在注射2周后死亡1只，4周后死亡共2只，低剂量组及正常组未见死亡。最终共有50只大鼠符合结果分析(见表1)。最终检测成功率分别为100%、98%和96%(见表2)。

表1 各组大鼠最终存活数量统计 只

表2 各组存活大鼠血流动力学检测最终成功率 %

2.3 各组大鼠肺动脉压力 低、中和高剂量野百合碱大鼠的平均肺动脉压力均显著高于正常对照组(P<0.001)，并且高剂量组肺动脉压力明显高于中、低剂量组。详见图1、表3。

2.4 各组大鼠的心输出量结果 低、中和高剂量野百合碱大鼠的心输出量明显低于正常对照组(P<0.001)。详见表3。

2.5 各组肺血管阻力结果 低、中和高剂量野百合碱组大鼠肺血管阻力明显高于正常对照组，且高剂量组明显高于中低剂量组(P<0.001)。详见表3。

2.6 各组大鼠右心室室壁厚度 与正常对照组相比，低、中、高剂量野百合碱组大鼠右心室不同程度增厚(P<0.001)。详见表3。

正常对照组 低剂量组

中剂量组 高剂量组

图1 各组大鼠肺动脉压力

表3 各组大鼠肺动脉压力、心输出量、肺血管阻力、右心室室壁厚度比较(±s)

3 讨 论

目前，肺动脉高压动物模型创建有很多种方法，包括野百合碱模型、慢性低氧模型、野百合碱联合单侧肺切除模型、慢性低氧联合血管内皮生长因子(VEGF)拮抗剂SU5416以及现在发展迅速的基因工程造模方法[6-10]。但是众多方法中最为常用的仍然为野百合碱和低氧诱导模型。这两种方法具有广泛性、简洁性，并且在过去很长的一段时间内为各种有关肺动脉高压的研究做出了巨大贡献。 注射野百合碱后大鼠一般情况发生变化，动物活动量减少，毛发直竖，灰暗而且无光泽，呼吸明显急促加快，食欲下降，逐渐消瘦。4周之后各组大鼠均已出现明显体重下降、呼吸困难、口腔及鼻腔出血、腹水形成，伴随有肝脏肿大、心脏肿大、右心室室壁增厚等一系列心力衰竭表现。经测量大鼠的右心室压和肺动脉压力明显升高，心输出量减少，右心室肥厚，肺血管阻力增加，表明应用此法制备的大鼠肺动脉高压模型成功。实验过程中发现动物饲养的环境也在实验中起着重要的作用，必须远离各种干扰因素。右心导管术导管的改良是实验数据测量成功的关键。用热稀释法注入冰生理盐水的过程中必须准确快速，否则注入的冰盐水越多，时间次数越多，心排量的测量越不准确，动物越容易死亡。 野百合碱制造动物模型的方法操作比较简便，并且一次性注射后3周～4周模型即可建立，但是仍然避免不了动物模型后期因为心力衰竭以及肝脏淤血、腹水等原因引起死亡，并且死亡率较高，因此寻找此种方法中相对较为合适的野百合碱造模剂量是进一步进行其他相关研究成功的关键。实验过程中分别采用40 mg/kg、50 mg/kg和 60 mg/kg三种不同剂量的野百合碱来观察实验结果的不同，注射后实验组大鼠在一般情况及血流动力学方面出现不同程度的变化，但高剂量组出现变化的时间明显早于其他组，严重程度也明显较高。4周以后高剂量死亡率高达53.33%，有数据及实验表明此种剂量下的大鼠在5周以后死亡率高达35%，右心室的收缩压甚至达到了80 mmHg，形成重度肺动脉高压[7-12]，则无法进一步进行其他相关类似药理及机制方面的研究。虽然低剂量组的肺动脉高压形成过程较为缓和，4周后死亡率较低，但是最终观察出的一般情况及血流动力学指标较为接近正常对照组大鼠，出现接近肺高压损伤的所需时间较长，有数据表明此剂量下大鼠的肺血管损伤增厚及纤维化不明显。

虽然至今仍没有一种完美的类似于肺动脉高压患者的动物模型，但是野百合碱造模仍为现如今较为常用的方法，并且在肺动脉高压机制的研究及治疗中起着重要的作用。综上所述，必须同时兼顾血流动力学指标达准、血管组织损伤形成和动物的死亡率较低这几项因素才是成功的动物模型。50 mg/kg体重剂量的野百合碱造模，时间较短，死亡率较低，实验的重复性和连续性较高，因此试验显示此剂量形成大鼠肺高压模型最为便捷，准确可靠，能为进一步的肺动脉高压机制研究和治疗奠定基础。

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(本文编辑 郭怀印)

Experimental Study on Different doses of Monocrotaline-induced Pulmonary Hypertension in Rats

Dong Lijun，Chen Peng，Cheng Jiangtao

The First Affiliated Hospital，Henan University of Traditional Chinese Medicine，Zhengzhou 450000，Henan，China

Cheng Jiangtao

Objective To investigate the different doses of monocrotaline induced pulmonary hypertension and explore situable monocrotaline dose to model pulmonary hypertension.Methods Sixty male Sprague-Dawley rats were randomly divided into four groups，normal control group，low dose group，middle dose group and high dose group，rats were given subcutaneous injection of appropriate doses of monocrotaline disposably in order to induce the formation of pulmonary hypertension.After our weeks，the pulmonary arterial pressure，cardiac output，pulmonary vascular resistance and right ventricle hypertrophy were measured.Results The mortality rate in high dose group was higher than that in low-dose group and control group.Mean pulmonary arterial pressure and right ventricular wall thickness in high doses group was higher than that in moderate dose group，low dose group，and control group(P<0.001).Cardiac output in high doses group was lower than that in moderate dose group，low dose group，and control group(P<0.001).Conclusion The moderate dose monocrotaline induced pulmonary hypertension is closer to the ideal value model.

pulmonary arterial hypertension；monocrotaline；cardiac output； right ventricle hypertrophy

国家自然科学基金资助项目(No.81273948)

河南中医学院第一附属医院(郑州 450000)

程江涛，E-mail：chengjt9888@163.com

R563 R256.1

A

10．3969/j．issn．1672-1349．2015．10．007

1672-1349(2015)10-1172-04

2015-02-11)