2018急慢性肾功能衰竭动物模型研究进展

4081952

　　摘要：人类疾病动物模型是现代中药药理药效研究的重要方法和手段。近年来，急性肾功能衰竭（ARF）和慢性肾功能衰竭（CRF）动物模型的建立方法不断完善，不同的动物模型均有其各自的特点及运用范围。笔者对近年来文献中建立ARF和 CRF 动物模型的操作方法、模型特点与临床运用进行归纳和总结，以期为中医药研究者根据各自研究的侧重点合理选用模型提供有益参考。
http://
　　关键词：急性肾功能衰竭（ARF）；慢性肾功能衰竭（CRF）；动物模型；综述
　　中图分类号：R965.1文献标志码：A文章编号：1007-2349（2017）12-0080-05
　　中医药是中华传统文化之瑰宝，近年来，随着中医中药的广泛运用，肾衰竭患者看到了治疗自身疾病的希望。中医药治疗肾衰竭有悠久历史，古代医学典籍中记载颇多，用现代科学方法阐明中医药治疗肾衰竭的科学内涵，对中医药学的发展具有极大的促进作用。其中，人类疾病动物模型是现代中药药理药效研究的重要方法和手段。笔者对近年来文献中建立ARF和 CRF 动物模型的操作方法、模型特点与临床运用进行归纳和总结，以期为中医药研究者根据各自研究的侧重点合理选用模型，明确中医药治疗疾病的科学内涵提供有益参考。
　　当各种病因引起肾功能严重障碍时，人体内环境就会发生紊乱，其主要表现为代谢产物在体内蓄积，水、电解质和酸碱平衡紊乱，并伴有尿量和尿质的改变以及肾脏内分泌功能障碍引起一系列病理生理变化，称之为肾功能衰竭。根据发病的急缓和病程长短分为：急性肾功能衰竭（acute renal failure，ARF）和慢性肾功能衰竭（chronic renal failure，CRF）。动物模型是有效认识疾病发生，发展规律和研究防治措施的重要途径之一。近年来随着实验研究的不断深入，肾功能衰竭实验动物模型的造模方法有了长足发展。笔者对近年来建立肾功能衰竭实验动物模型的研究方法做一综述。
　　1ARF动物模型
　　急性肾功能衰竭（ARF）是指由于各种原因引起的双肾泌尿功能在短期内急剧障碍，导致代谢产物在体内迅速积聚，水电解质和酸碱平衡紊乱，出现氮质血症和代谢性酸中毒，并由此发生的机体环境严重紊乱的临床综合征[1]。目前使用的实验动物模型种类很多，从机制上可分为缺血性ARF模型和中毒性ARF模型。
　　1.1缺血性ARF模型缺血性ARF模型，是通过机械方法或者药物方法，造成肾脏缺血，最终导致肾小管上皮细胞损伤，从而使动物发生急性肾衰竭临床症状。
　　制备缺血性ARF模型的方法包括：挤压法、肾动脉血流阻断法、输尿管结扎法、肾缺血/再灌注法、部分结扎腹主动脉法、甘油法、油酸法等。制备模型常用动物有大鼠、小鼠、豚鼠、家兔、犬和猪等。
　　1.1.1挤压性ARF模型该模型制备的方法[2]：采用家兔，通过禁食、放血和挤压，造成局部水肿，导致全身血容量不足，肾小球灌注不足，出现血浆尿素氮（BUN）、血肌酐（Scr）上升，尿量、肌酐清除率（Ccr）下降等现象，从而复制ARF模型。
　　挤压性造模，属于单一因素造模法，由于动物间存在个体差异，且作用力难以控制，故而稳定性差，难以建立典型的ARF动物模型，目前实验研究应用较少。
　　1.1.2血流阻断法致ARF陈宁等[3]采用新西兰兔，静脉注射乌拉坦进行全身麻醉，分离两侧肾动脉，并进行双侧肾动脉不完全结扎，造成急性肾缺血。阻断肾血流20min后，恢复肾脏血流再灌注，从而制?淙毖?性ARF模型。实验动物伴随着双侧肾动脉不全结扎，尿量明显减少，血清肌酐水平显著升高，血钾呈升高趋势，并出现代谢性酸中毒，符合ARF临床表现。
　　肾动脉血流阻断法建立的动物模型表现了功能性AR F的多重特点，且临床及病理上较易观察，从病因和对肾脏的损伤上也符合临床实际。是缺血性ARF模型常用的方法。
　　1.1.3输尿管结扎法致ARF黄彦彬[4]采用Wistar雄鼠，腹腔注射水合氯醛（300mg/kg）进行麻醉，游离肾脏和输尿管，结扎左侧输尿管，制备ARF模型。术后14、21、28 d，模型组血清尿素氮和肌酐与假手术组比较，均有明显升高。术后14 d模型组大鼠结扎侧左肾体积扩大，大于对侧肾脏，肾盂和肾盏高度扩张。病理学检查显示肾小管呈囊性扩张，部分区域可见肾实质细胞明显减少，间质成纤维细胞大量增生，胶原纤维形成。
　　有研究显示[5]，采用体重250～350 g 豚鼠，雌雄兼用，在2%戊巴比妥钠（30 mg/kg）腹腔内注射麻醉下，结扎双侧输尿管，术后24 h 血清尿素氮和肌酐明显升高，病理学亦证实符合ARF的诊断标准。
　　输尿管结扎，可造成尿路梗阻，肾盂积水，肾间质压力升高，肾小球囊内压升高，引起肾小球有效滤过压下降，从而导致ARF的形成。结扎输尿管造成的ARF动物模型，操作简单，费时短，创伤小。
　　1.1.4缺血/再灌注致ARF模型急性缺血/再灌注ARF模型的制备[6-7]：动物麻醉后，切除右肾。钝性分离左肾动脉，用无创动脉夹夹闭左肾动脉45min，肾脏由鲜红色逐渐变为暗红色。然后松开动脉夹，肾脏逐渐转变为正常的红色，认为再灌注成功。
　　肾缺血后由于灌注不足导致缺氧，代谢产物堆积，导致肾小管上皮细胞损伤，逐渐发展为细胞凋亡和坏死，既急性肾小管坏死，其基本的病理机制主要包括血管内皮细胞及平滑肌的损伤、炎症反应、氧自由基产生、补体免疫系统的激活、小管上皮细胞的损伤、间质纤维化的逐渐形成[8]。
　　该模型采用外科手术使模型动物肾脏血供受阻，可用于探讨ARF发病机制及氧自由基清除剂对ARF防治作用方面的研究。
　　1.1.5低灌注性ARF模型叶志斌等[9-10]通过部分结扎腹主动脉的方法，压迫腹主动脉，使肾脏持续低灌注、缺血，导致肾小管上皮细胞损伤，诱导产生ARF模型。
　　由于肾脏的持续低灌注为临床上ARF常见诱发因素，而传统的肾动脉夹闭引起的肾缺血与持续低灌注致在发病机制上存在差异，因此，该方法建立的低灌注模型具有重要的临床意义。   　　1.1.6甘油致ARF模型张春梅等[11]采用日本大耳白兔肌肉注射50%甘油（10 mL/kg）的方法诱导形成ARF模型。模型组血Cr、BUN 均高于同时间点正常对照组（P  　　2CRF动物模型
　　慢性肾功能衰竭（CRF）是一种常见的临床综合征，它由各种原因引起肾脏损害并进行性恶化、造成肾单位严重破坏、肾实质不可逆性逆转的损害，致使机体在排泄代谢产物和调节水电解质及酸碱平衡等方面发生紊乱[28]。
　　目前使用的实验动物模型主要可分为肾毒性CRF模型和肾切除CRF模型。
　　2.1肾毒性CRF模型通过肌肉、静脉或者腹腔注射的方式，将具有肾毒性的试剂注入实验动物体内，在体内经过一系列代谢最终蓄积于肾脏不同部位。由于其细胞毒性效应，引起肾脏组织的病理改变。肾脏的实质损害，随病程进展，逐步诱导产生CRF。
　　肾毒性CRF模型主要包括：嘌呤霉素模型、阿霉素模型、腺嘌呤模型。
　　2.1.1嘌呤霉素CRF模型、嘌呤霉素氨基核苷（puromycin aminonucleoside，PAN）对肾脏足细胞具有特异性损害，可以引起足细胞的损伤和凋亡，并损害肾小球滤过膜的负电荷屏障，导致肾小球滤过屏障受损，产生大量蛋白尿。随着病程的进展，形成微小病变肾病（minimal change nephrotic syndrome，MCNS）和局灶节段性肾小球硬化（focal segmental glomerulosclerosis，FSGS）样病变，最终诱发CRF的形成[29]。
　　PAN?I病大鼠模型，临床主要表现为大量蛋白尿，给药方式包括皮下注射、腹腔注射、尾静脉注射和颈静脉注射四种。
　　董??等[30]选用Wistar大鼠，用10% 水合氯醛（0.33g/kg）麻醉，行颈静脉插管术缓慢推注PAN生理盐水溶液（40 mg/kg），术后第13 天、16 天、19 天尾静脉追加PAN生理盐水溶液（5 mg/kg），建立PAN肾病大鼠模型。张梦欢[31]采用给SD大鼠单次腹腔注射150 mg/kg PAN生理盐水溶液（20 mg/mL）的方法制备PAN肾病模型，注射后第三天开始，模型组尿蛋白开始升高，肾组织病理检查显示造模第10天时，模型组肾小管明显扩张，肾间质炎症细胞浸润，肾小管细胞水肿，泡沫化，并且有大量蛋白管型。
　　PAN肾病动物模型，由于其临床及病理表现特异、造模方法简单，是研究MCNS和FSGS病理损害、发生机制及药物干预等的理想实验动物模型。
　　2.1.2阿霉素CRF模型阿霉素（Adriamycin，ADR）具有肾毒性，可使肾脏近曲小管上皮细胞受损，脱落的小管上皮细胞与管腔内的蛋白质及其他细胞成分构成管型，堵塞管腔，引起肾小管内压增高，加重肾损伤，最终形成 CRF。目前多采用静脉注射阿霉素和单侧肾摘除加术后尾静脉注射阿霉素的方法制备CRF模型。
　　张媛媛[32]选用BALB/C小鼠，通过首次静脉注射10mg/kg ADR，2周后再重复注射同等剂量ADR的方法制备阿霉素肾病模型，与正常对照小鼠相比，24小时尿蛋白、血肌酐、尿素都有明显的增加，血清白蛋白显著降低，并出现典型的FSGS表现。施岚等[33]报道SD大鼠单侧肾切除2周后，尾静脉注射ADR3mg/kg，制备阿霉素肾病模型，与对照组相比，模型组大鼠血尿素氮（BUN）、肌酐（Scr）、24h尿蛋白量、肾小球及肾小管病变积分均显著升高（P  　　5/6肾切除模型能成功模拟人慢性肾衰的病理发生发展过程，沙朝晖等[44]研究发现发现5/6肾切除后，系膜细胞和系膜基质增生，肾小球硬化，肾小管灶状萎缩，间质纤维化，表现出与人类肾脏纤维化相一致的病理过程。
　　3结语
　　上述为建立ARF动物模型和CRF动物模型的各种常用方法。各种方法在可行性、操作难易程度、模型病理特征等方面各有特点，在建立实验动物模型时，需根据研究的侧重点，合理选用模型。
　　由于受到多重因素的影响，每一种模型不能做到与临床疾病特点完全吻合，所出现肾损伤的程度也轻重不等。因此，进一步探索更加符合人类急、慢性肾功能衰竭病理变化特点，寻求统一、稳定、简便的动物模型仍是目前亟待解决的重要问题。
　　参考文献：
　　[1]李桂源，王建枝，钱睿哲.病理生理学[M].3版.北京：人民卫生出版社，2016：371.
　　[2]葛庆华，宁天枢，袁捐献，等.家兔挤压性急性肾衰综合征主要发病机理的探讨[J].中华实验外科杂志，1995，12（1）：41-43.
　　[3]陈宁，黄迪，李卓然，等.短暂肾缺血建立急性肾功能衰竭动物模型[J].中国病理生理杂志，2010，26（12）：2493-2496.
　　[4]?S彦彬.肾衰泻浊丸对单侧输尿管结扎大鼠NF-KB、OPN和HGF影响的实验研究[D].黑龙江中医药大学，2009.
　　[5]朱虹，杨进.急性肾功能衰竭动物模型的研究现状和评价[J].实验动物科学与管理，2005，（2）：44-47.
　　[6]邹飞，谭毅，蒋祥林，等.Wistar大鼠肾脏急性缺血再灌注损伤动物模型的建立[J].现代医药卫生，2012，28（3）：327-328+330.
　　[7]霍宏昌.PrxⅢ在大鼠肾缺血再灌注损伤模型心肌内的表达变化[D].河北医科大学，2016.
　　[8]吴克非.黄芪当归合剂及他汀类药物对大鼠急性肾损伤的保护作用[D].南方医科大学，2014.
　　[9]叶志斌，廖履坦.外源性还原型谷胱甘肽对低灌注所致急性肾功能衰竭的影响[J].肾脏病与透析肾移植杂志，1996，（2）：21-23.
　　[10]叶志斌，徐元钊，廖履坦.低灌注性急性肾功能衰竭动物模型的建立[J].中华实验外科杂志，1997，（1）：57-58.
　　[11]张春梅，陈蓉，唐华，等.葛根素对甘油致急性肾功能衰竭兔血液流变学和肾血流量的影响[J].四川动物，2012，31（5）：803-807.
　　[12]赵楠.Bid蛋白表达在甘油致大鼠急性肾衰竭时促肾组织细胞凋亡机制及山莨菪碱干预作用的研究[D].河北医科大学，2006.
　　[13]魏伟，吴希美，李园建.药理实验方法学（第四版）.北京：人民卫生出版社.2010：1233.
　　[14]周瑾.肾衰合剂对大鼠实验性急性肾衰竭的防治作用及其机理研究[D].湖北中医学院，2002.
　　[15]刘翔，张白玉，王荣.四种急性肾衰竭模型的制作与体会[J].实验动物科学，2009，26（4）：16-19.
　　[16]吴广礼，郑秋月，田牛.樟柳碱、东莨菪碱、山莨菪碱对急性肾衰大鼠肾微血管损伤的保护作用[J].微循环学杂志，2002，（1）：6-8.
　　[17]刘恩岐.人类疾病动物模型[M].2版.北京：人民卫生出版社，2014：185.
　　[18]张静，周文.顺铂肾毒性相关机制及其防护研究现状[J].中国药学志，2012，47（22）：1785-1789.
　　[19]李景山.大剂量顺铂致急性肾衰竭免疫学机制的初步探讨[D].大连医科大学，2010.
　　[20]董小君，丁斗，吴曙光，等.顺铂致小型猪急性肾衰模型[J].实验动物科学，2011，28（5）：26-28.
　　[21]陈小波，楼林，岳琴琴，等.实验性顺铂诱导急性肾功能衰竭动物模型的研究.华北煤炭医学院学报，2001，3（2）：131-132.
　　[22]向丽，林波，张?t，等.保肾颗粒对庆大霉素所致大鼠急性肾功能衰竭的保护作用[J].中药药理与临床，2014，30（4）：104-108.
　　[23]吴立夫，周建国.内毒素介导动物急性肾功能衰竭机理的试验研究[J].畜牧兽医学报，2005，（3）：283-287.
　　[24]王华，周孝琼，李焰，等.三类中药制剂对急性肾衰影响的比较[J].中国农学通报，2013，29（32）：54-57.
　　[25]聂祥智，朱忠华，邓安国，等.脂多糖诱导下急性肾功能衰竭小鼠肾脏中TOLL样受体4的表达[J].武汉大学学报（医学版），2007，（2）：147-150.
　　[26]王顺蓉，陈蓉，张春梅，等.壳寡糖对氯化汞诱导的兔急性肾功能衰竭的保护作用[J].四川医学，2012，33（9）：1530-1532.
　　[27]宾俊毅.氯化汞引起的急性肾功能衰竭机能和形态学的观察[D].内蒙古农业大学，2007.
　　[28]王磊，王珏，付强，等.慢性肾功能衰竭的治疗现状及研究前景[J].现代生物医学进展，2012，12（10）：1983-1985.
　　[29]文玉敏，李平.嘌呤霉素氨基核苷肾病大鼠模型的病理机制研究进展[J].中国中西医结合肾病杂志，2013，14（2）：172-174.
　　[30]董??，罗月会，赵世萍，等.黄葵胶囊对氨基核苷嘌呤霉素诱导的大鼠慢性肾病的作用研究[J].中国中西医结合肾病杂志，2011，12（9）：801-803+850.
　　[31]张梦欢.聚合物纳米组装体对肾病大鼠蛋白尿和足细胞病变的治疗研究[D].南方医科大学，2014.   　　[32]张媛媛.EGCG通过减轻氧化??激与抑制NALP3炎性体对阿霉素肾病有保护作用[D].第三军医大学，2014.
　　[33]施岚，王秀，徐玉音，等.补肾活血汤对阿霉素肾病大鼠的治疗作用及机制研究[J].中华中医药杂志，2015，30（10）：3750-3753.
　　[34]杨勇，高娜，樊志起，等.阿霉素注射次数及剂量对肾病综合征模型的影响[J].中国中西医结合肾病杂志，2011，12（8）：676-678.
　　[35]刘珊珊.硝基油酸对小鼠阿霉素肾病的肾脏保护作用及其机制研究[D].山东大学，2013.
　　[36]刘韵璐，廖志航，陈东辉，等.两种造模方法致大鼠实验性肾病模型的肾功能及病理变化比较[J].中药药理与临床，2011，27（3）：117-120.
　　[37]马月宏，许丽萍，王海生.腺嘌呤致大鼠慢性肾功能不全模型的评价及探讨[J].内蒙古中医药，2012，31（1）：141-142.
　　[38]连琦，黎倩，谢媛媛，等.腺嘌呤致大鼠慢性肾功能衰竭模型研究[J].江西中医药大学学报，2016，28（6）：93-97.
　　[39]刘洪彦，杨爱华，刘雪梅，等.腺嘌呤致大鼠慢性肾功能衰竭模型研究[J].中国实验诊断学，2011，15（12）：2014-2017.
　　[40]陈俊蓉，陈利国，谢林林.关于腺嘌呤慢性肾衰实验模型的思考[J].实验动物科学，2013，30（2）：65-67.
　　[41]孙梅艳.5/6肾切除大鼠慢性肾功能衰竭经典模型的建立[A].2017年《中国组织化学与细胞化学杂志》临床研讨会论文集[C].武汉：《中国组织化学与细胞化学杂志》社有限公司，2017：328.
　　[42]余柯娜，麻志恒，钟利平，等.SD大鼠与C57小鼠5/6肾切除慢性肾功能衰竭模型的比较[J].中国比较医学杂志，2015，25（8）：48-87.
　　[43]刘海峰.微创外科技术建立小型猪肾衰竭模型及干预RAAS系统的研究[D].东北农业大学，2016.
　　[44]沙朝晖，付平，周莉，等.大鼠5/6肾切除慢性肾功能衰竭动物模型的实验研究[J].四川动物，2006，（3）：632-634+682.
　　（收稿日期：2017-11-06）