今日实验记录：动物模型 | 良性前列腺增生模型的构建

与光同辉

性前列腺增生症(benign prostatic hyperplasia，BPH) 是中老年男性的常见病之一，严重影响中老年男性的生活质量，发病率也随着年龄增长而增高。BPH在40岁以上的男性发病率在50%以上，到80岁发病率可达80%以上。

BPH包括组织学上的前列腺间质和腺体增生，解剖学上的前列腺体积增大（BPE），尿动力学上的膀胱出口梗阻（BOO），临床症状以尿路症状（LUTS）为主。针对BPH的不同表现及发生发展机制，通过建立相应的BPH动物模型，探讨BPH发病机制及治疗药物药效机制。模型成功与否在实验研究中至关重要。

动物的选择

目前应用于BPH动物模型复制的动物有大、小鼠，猩猩，犬，猕猴，棕色挪威鼠等。其中Wistar大鼠、SD大鼠和犬是较为理想的。



灵长类动物与人类的前列腺解剖结构极为相似，是最佳选择，但因其品种极稀有，同时涉及伦理、造模时间较长、价格昂贵等原因，使灵长类作为实验动物受到限制。



老年犬存在自发性前列腺增生现象，自发性和激素诱导的犬BPH模型均可用于BPH药物评价。自发性前列腺增生的老年犬价格高、难大规模获得，应用受限，而睾酮诱导的犬BPH模型相对容易获得。



小鼠、大鼠具有种纯、量大、价廉等优点，常被作为建立BPH模型的实验动物。鼠类的前列腺背外侧叶组织学上与人类类似，幼龄小鼠前列腺对外源性雄激素最为敏感，并且死亡率低，但与BPH年龄依赖存在不一致。目前研究显示外源性雄激素干预正常或去势雄性大鼠，其中Wistar和SD是最易建立BPH模型的品系。





造模方法

目前BPH模型成功判断标准主要有以下几个方面：表观指标，如前列腺脏器指数、垫料潮湿度、活动次数及尿流动力学指标，如膀胱内压及排尿间隔是模型制作成功的核心指标。

组织病理学指标，如上皮细胞及间质组织的增生是前列腺增生病理变化的直接依据，亦是判定该模型是否成功的决定因素。生化指标如雌雄激素、肽类生长因子、增殖与凋亡蛋白，可以反映前列腺增生的发生发展程度。作为与临床诊断符合程度判定的客观指标，上述评价指标从不同层面反映BPH情况。





一

睾酮诱导



该方法主要适用于大鼠、小鼠、犬等，大鼠报道较多。主要分为去势和非去势两种。

非去势法(小鼠) 造模方法：

选取雄性ICR小鼠，体质量18～22g，采用腹腔注射的方式，按剂量5mg/kg连续给予丙酸睾酮31d。

非去势法(大鼠) 造模方法：

选取雄性SD大鼠，体质量250～270g，每隔 1d对大鼠进行皮下注射丙酸睾酮(50mg/kg) ，丙酸睾酮可溶于橄榄油，给药质量浓度为 0.001mL/g，皮下注射连续4周。

去势法(大鼠) 造模方法：

选取体质量280～320g的Wistar雄性大鼠，腹腔麻醉，经阴囊摘除双侧睾丸，此操作要在无菌环境下进行。手术后为防止大鼠感染，可对大鼠连续3d肌内注射青霉素(2.5×105U/kg) 。手术后，大鼠进行恢复7d，于第8天选取已去势且状态恢复较好的模型大鼠，每天按剂量4mg/kg皮下注射造模药物丙酸睾酮(可将丙酸睾酮溶于植物油中，如大豆油等) ，持续30d制备大鼠前列腺增生模型。

去势法(小鼠) 造模方法：

选取KM雄性小鼠，体质量20～23g，腹腔麻醉，麻醉后经阴囊摘除双侧睾丸，此操作在无菌环境下进行; 为防止感染，对手术后的小鼠进行肌内注射青霉素(2.5×105U/kg) ，注射连续3d。注射3d青霉素后，可取去势成功、状态良好的小鼠，每日按剂量5mg/kg皮下注射丙酸睾酮(可溶于大豆油中) ，连续3周，制备小鼠前列腺增生模型。





二

小鼠尿生殖窦植入法制备前列腺增生模型



造模方法：

选取雄性小鼠，体质量25～30g，腹腔麻醉后，分离前列腺腹叶，并在腹叶内植入3个16d同品系胎鼠的尿生殖窦组织( 尿生殖窦的准备: 取受孕16d的母鼠子宫内的胎鼠，取出胎鼠的尿生殖窦组织，放在玻璃平面皿中，备用) ，此操作过程可在体视显微镜下进行操作，立即缝合。为防止手术感染，可对术后模型小鼠连续3d肌肉注射青霉素(2.5×105U/kg) 。植入16d胎鼠尿生殖窦组织的模型小鼠 21d后即可形成小鼠前列腺增生模型。该模型可维持的时间最少3个月。

优缺点：

该模型可维持的时间最少3个月，具有短期内可产生预期的显著增生。操作难度较大，对实验技术要求高。同时存在感染的风险高，动物死亡率高的问题。与临床吻合度高。

注意：

造模关键因素是取尿生殖窦的胎鼠应属于同品系，胎龄为16～18d。应注意动物手术后预防感染。



三

雌、雄激素诱导老龄大鼠制备前列腺增生模型



常用的BPH研究方法。

造模方法：

选取18月龄左右雄性大鼠，用乙醚麻醉，经阴囊摘除双侧睾丸; 为防止手术感染，可对已摘除睾丸的模型大鼠采用肌肉注射的方式，连续注射5d青霉素(2.5×105U/kg) 。恢复7d后，连续30d对每只大鼠进行皮下注射丙酸睾酮-苯甲酸雌二醇(60:1) 橄榄油液(0.001mL/g) ，每天 1次。该模型维持时间不少于3个月。

优缺点：

更符合临床BPH的发生条件，雌/雄比例往往难以准确的评估，导至造模时激素比例难以确定，在一定程度上会影响成模率。与临床吻合度≥90%。



四

不予干预 ，通过动物自然衰老，诱发 BPH自发性模型



优缺点：

避免外界干预，较好的反映自发状态下BPH的发展及变化。动物数量受到制约难以大规模进行试验。与临床吻合度度≥90%。

注意：

应保证老龄大鼠鼠龄一致，同时应注意大鼠体质量应相近。

结论

根据BPH疾病的临床特点，应该继续开发基于临床特点及发病规律的 BPH 模型。主要从以下几个方面着手，

①在考虑模型成本及伦理的前提下，探索多因素复合模型，复制更贴近 BPH 发病本质的模型。

②筛选能反映 BPH 病变本质的评价指标。

③研发相应仪器用来检查行为学变化，并使其能够量化。

④进一步探索行为学变化与微观指标的内在联系，实现宏观表征与客观指标的联合运用及协同判定。伴随老龄化社会的到来，BPH发病人群不断增加，深入开展 BPH 模型研究，规范造模方法、模型评价标准，建立稳定BPH模型，开发疗效可靠的BPH治疗药物是今后研究的重要方向。