以自发性高血压大鼠为模型的应用研究进展

自发性高血压大鼠模型的应用概况高婷1，刘健2,3,5，樊小农2,3,4，王舒2,3,5（1.天津中医药大学，天津300193；2.天津中医药大学第一附属医院针灸研究所，天津300193；3.国家中医药管理局脑病针刺疗法重点研究室，天津300193；4.国家中医药管理局量效关系三级实验室，天津300193；5.天津市针灸学重点实验室，天津300193)）摘要：自发性高血压大鼠是一种自发性高血压动物模型，目前已广泛应用于原发性高血压的基础研究，在此基础上，该模型亦越来越多地构建成与其他疾病相关的动物模型用于医学研究，如脑缺血再灌注损伤、代谢综合征、注意缺陷多动障碍等。关键词：自发性高血压大鼠；动物模型；应用概况中图分类号：文献标识码：文章编号：自发性高血压大鼠(SpontaneouslyHypertensiveRat,SHR)是1963年东京KOkamoto从Wistar大鼠中通过选择性交配而培育出来的一种自发性高血压大鼠，其被毛呈白色。SHR的主要特性有［1］：高血压发生率高，10周龄后动脉收缩压雄性大鼠为200~350mmHg，雌性大鼠为180~200mmHg；心血管疾病发病率高，但无明显原发性肾脏或肾上腺损伤；寿命较长，可生存13~14个月。SHR是目前国际上公认的最接近人类原发性高血压的动物模型，已广泛应用于原发性高血压及抗高血压药物筛选的基础研究。在此基础上，近年也有学者用SHR成功构建成与其他疾病相关的动物模型用于医学研究，如脑缺血再灌注损伤模型、代谢综合征模型、注意缺陷多动障碍模型等。1SHR应用于原发性高血压病原发性高血压（EssentialHypertension，EH）是以不明原因引起的血压升高，伴或不伴多种心血管独立危险因素的综合征，占人类高血压病的95%以上［2］，对该病的研究一直是当今医学界的热点。目前国际上常用于研究EH的动物模型有：GH(遗传性高血压大鼠)、SHR(自发性高血压大鼠)、SHRSP(易卒中自发性高血压大鼠)、DS(Dahl盐敏感性大鼠)等。其中SHR是应用最广泛的动物模型，除具有自发性高血压特点外，还与人类EH有相似的发病机制，最主要是伴有高血压并发症，如脑梗塞、心肌纤维化、肾硬化等。而与SHR相比，其余高血压大鼠高血压水平虽与SHR接近甚至相当，但未见心肌明显肥厚以外的心血管并发症，所以应用较少［3］。收稿日期：2013-03-22基金项目：国家重点研究计划（973）项目（No：2012CB518505），国家自然科学基金（No：81202738），天津市应用基础与前沿技术研究计划（No：13JCZDJC31700）,天津市卫生局中医中西医结合科研项目（No：11036）作者简介：高婷（1988-），女，硕士生。研究方向：针刺治疗脑血管疾病的研究。E-mail：[e-mail]，tel:[phone]通信作者：刘健（1974-），女，副主任医师。研究方向：针刺治疗脑血管疾病的临床和基础研究。E-mail：[e-mail]1.1SHR模型在降压药研究中的应用原发性高血压早期以血压升高为主，部分患者伴有眩晕、急躁、心悸等症状，多无靶器官的损害。其病因尚未明确，近来有学者提出血压升高可能与血管周围脂肪组织（PVAT）的含量少有关［4］。因此，早期预防和控制血压成为防治高血压病发展的重要环节。林继红［5］等观察卡托普利单次和连续给药对不同时间点SHR的血压变化，发现卡托普利单次给药1~2h内与连续给药2~3d的降压效果相似，均可以明显降低收缩压，连续给药的降压效果更稳定，说明卡托普利单次或连续给药对降低SHR血压均有效，为该模型用于抗高血压药物的快速筛选提供了依据。邴国强等［6］发现中药复方红花降压胶囊对SHR有显著降压作用，且实验证实该药对大鼠脏器无毒性反应，亦为该药用于高血压病的治疗提供了依据。另有学者认为10周龄以上的SHR出现血压升高，伴有急躁易怒、眩晕等中医宏观表征，类似于人类高血压病的肝阳上亢证［7］。李湘平等［7］对40只SHR给予平肝潜阳中药方和依那普利治疗后发现，与模型组比较平肝潜阳方和依那普利均能降低SHR的血压，以依那普利降压效果更优，但该中药在改善大鼠急躁易怒、眩晕等症状比依那普利起效更快。说明平肝潜阳中药不仅能降低大鼠血压，而且能很好地改善大鼠急躁易怒、眩晕等中医宏观表征。1.2SHR模型在改善心功能研究中的应用左心室肥厚和心肌纤维化是高血压病常见的并发症，也是导致心律失常、心力衰竭及猝死的独立危险因素。早期控制血压，预防并逆转左心室肥厚，已成为防治高血压病的重点。已有研究发现SHR存在高血压性心脏和血管病变，是研究高血压左心室肥厚较理想的动物模型［8］。蒋嘉烨等［9］对6周龄SHR分别行半夏白术天麻汤和卡托普利治疗，发现在大鼠18和24周龄时半夏白术天麻汤具有明显降低动脉压作用，与卡托普利降压效果近似。但同期在改善大鼠心肌结构，逆转左心室肥厚方面该中药效果更明显，推断其机制可能与改善大鼠肥厚心肌中肾素-血管紧张素系统（RAS）血流动力学和RAS中各因子mRNA的表达有关。李醇文等［10］研究证实丹参酮ⅡA中药不仅能降低SHR血压，并能通过改善大鼠心肌基质金属蛋白酶（MMP）/蛋白酶组织抑制因子（TIMP）二者间的平衡来预防和抑制大鼠心肌纤维化。ChaJH等［11］发现应用氯沙坦治疗3~5周可明显降低原发性高血压大鼠SHR的收缩压，且在第5周能有效抑制SHR心室肥厚和血管紧张素转换酶（ACE）的蛋白表达，降低ATIA中mRNA的表达水平，从而发挥保护心脏和改善心功能的作用。1.3SHR模型在改善肾功能研究中的应用肾脏在对血容量、电解质平衡以及对肾素-血管-紧张素系统调节方面起着重要作用。长期的高血压可导致肾脏动脉硬化，出现蛋白尿、肾功能减退，严重者会造成肾功能衰竭。因此对高血压及肾脏损害的防治十分重要。王波等［12］研究表明，应用高剂量养肝益水颗粒中药治疗SHR6周，可通过下调大鼠肾脏Smad2、Smad3和上调肾脏Smad7的表达以阻断TGF-β-TβR-Smads信号转导通路来降低血压，抑制肾脏纤维化，从而改善肾小球硬化，达到治疗高血压早期肾损害的目的，其效果优于贝拉普利。范靓靓等［13］发现黄豆苷元和咪达普利干预SHR4周后，二者均能显著降低大鼠尿β2-微球蛋白（β2-MG）和丙二醛（MDA）水平，提高肾组织内的SOD活性。虽然前者起效较后者缓慢，但亦说明黄豆苷元对高血压肾损害有一定的保护作用。林娜娜等［14］发现氯沙坦、培哚普利、氨氯地平三种药均能降低SHR血压，且降压效果无明显差异。但氯沙坦在高血压病发展过程中可抑制细胞凋亡因子Bax和促进Bcl-2基因和蛋白的表达，延缓了高血压肾病的进展，而培哚普利和氨氯地平则无此作用。2SHR应用于脑缺血再灌注损伤模型高血压引起的缺血性脑卒中是危害人类健康又一大杀手，占脑血管病的80%~85%，其发病率高、致残率高［15］，因此防治脑缺血再灌注损伤损伤则成为治疗高血压脑卒中的关键环节。有研究显示［16］选择SHR作为脑缺血疾病研究的模型，是因为SHR具有与人类相近的脑血管解剖结构，且与人类原发性高血压的病理基础相似，脑缺血后的病理生理过程接近于人类。而由于SHR本身造价高，所以在国内多采用线栓法阻断SD或Wistar大鼠大脑中动脉建立局灶性脑缺血再灌注损伤动物模型，但有学者认为用SD大鼠或Wistar大鼠建立的模型与SHR模型相比，缺乏导致脑缺血及缺血再灌注损伤的脑动脉粥样硬化等血管壁病变的病理基础，因此，应用SD大鼠或Wistar大鼠建立的脑缺血再灌注损伤模型尚不理想［17］。余国龙等［17］用线栓法对84只雄性SHR建立局灶性脑缺血再灌注损伤模型，以神经行为学评分和TTC染色显示脑组织梗死面积作为造模成功与否的评判标准并与SD组比较。发现用SHR制备的模型成功率虽略低于SD大鼠，但SHR神经行为损伤和脑梗死面积均比SD大鼠损伤程度严重，从而证实了采用线栓法制备的SHR脑缺血再灌注损伤模型用于基础研究中稳定性好，可行性强。谭安雄等［18］发现芒果苷能显著减轻大鼠的神经功能缺陷，降低脑组织梗死面积，对脑缺血再灌注损伤损伤的具有保护作用，这可能与降低SHR脑组织中的炎性因子IL-8、IL-1β、TNF-α的含量有关。沈梅红等［19］研究证实电针针刺SHR的“百会”、“大椎”穴，可减轻脑缺血再灌注引起的局灶性脑损伤，发挥了一定的脑神经保护作用。另有Campbell等［20］发现低体温疗法对缺血性脑卒中也有一定的治疗作用。3SHR应用于代谢综合征模型代谢综合征(MS)是一种合并有高血压及葡萄糖与脂质代谢异常的综合征，是导致糖尿病及心血管疾病的危险因素。MS的发生可能与胰岛素敏感组织中的葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）含量减少，出现胰岛素抵抗有关［21］，近年来MS一直是国内外关注的热点。目前MS的动物模型有遗传性模型、转基因和基因敲除模型、环境因素诱导模型和外科干预或药物诱导模型等，而SHR代谢综合征模型最大的优点是完全自然发病，能最大限度的模拟MS症状，尤其是SHR的胰岛素抵抗现象，使其成为研究以高血压为特征的MS首选模型，为更好地开展MS的研究提供了实验基础。其不足之处是SHR可能只表现出MS的部分表型，易出现变异。夏晓莉［22］利用经60Co照射的高脂膳食喂养刚离乳的SHR14周。结果发现高脂膳食组SHR体质量、Lees指数、血压、血糖、TG均较对照组高，病理观察高脂组SHR肝组织多灶性轻度脂肪病变，中度慢性炎症和部分呈局灶性肝细胞坏死。说明经60Co照射的高脂饲料可诱导SHR出现典型的MS，为研究MS及其伴随的心血管疾病提供了一种理想的动物模型。侯衍飞［23］研究发现与WKY大鼠相比，褪黑素及其类似物，以褪黑色素受体非选择性激动剂Neu-p11为主，在降低收缩压的同时能显著抑制SHR的体质量增长，升高脂联素水平，促进胰岛素抵抗3T3-L1前脂肪细胞对葡萄糖的摄取，改善胰岛素敏感性，从而更好的改善SHR代谢综合征。黄晓忠等［24］实验发现通心络能降低SHR血压及血糖、调节血脂、改善糖耐量受损、抗动脉硬化和改善大鼠心脏收缩功能，对治疗MS起到一定的作用。4SHR应用于注意缺陷多动障碍模型注意缺陷多动障碍（AttentionDeficitHyperactivityDisorder，ADHD)是儿童期常见的一种行为障碍，多表现为多动、注意力不集中、注意缺乏持久性，常伴有学习困难和认知障碍等。该病发生率较高，国外患病率一般为3%~5%，国内为1.3%~13.4%。SHR作为ADHD动物模型，有学者已发现幼年SHR相对于WKY大鼠已表现出与注意缺陷多动障碍相似的行为［25-26］，联合应用开场实验，làt迷宫及跳台实验等多种行为学方法从多动、注意障碍、学习记忆等方面比较，发现SHR的错误频率显著高于WKY大鼠，能从多层次再现ADHD行为特征。所以SHR成为目前国际上应用最广泛的ADHD动物模型。池霞等［27］采用开场实验、làt迷宫、跳台等动物行为学实验，已初步观察到SHR在自主活动、非选择性注意以及学习记忆等方面表现出多动、注意力不集中、认知障碍等ADHD行为特征，为研究ADHD的发病机制、病理变化提供了较为理想的动物模型。黄晓等［28］采用丹酰氯柱前衍生化-高效液相色谱法，测定出SHR血清中谷氨酸含量低于正常大鼠，脑组织中谷氨酸含量显著高于正常大鼠，谷氨酰胺则低于正常大鼠，从而说明谷氨酸、谷氨酰胺在ADHD的发病中可能有一定的作用，为进一步研究其发病机制提供了依据。Robinson等［29］发现体育锻炼可减少SHR的定向行为和不自主活动行为，与药物利他林和阿托西汀对ADHD治疗作用相似，说明体育锻炼作为一种辅助或替代疗法用于ADHD治疗具有一定的积极作用。5展望SHR动物模型在上述疾病研究的应用中已取得了一些成功，特别是在用于人类原发性高血压病的研究及抗高血压药物的筛选方面。但疾病发生机制是复杂多样的，临床用药有时也只能改善一些症状，而不能彻底有效的治疗，所以，对疾病