动物造模 | 急性肾衰动物模型构建

人间宝藏

急性肾衰（ARF）是由各种病因引起的肾功能快速下降而出现的临床综合征。根据病因发生的解剖部位可以分为：肾前性，肾性，肾后性。肾前性ARF指因各种原因引起肾实质血流灌注减少，导至 GFR 降低和肾小球滤过减少，约占 ARF 的55%。肾性 ARF 指出现肾实质损伤，以肾缺血和肾毒性药物或毒素导至的急性肾小管坏死(ATN)最为常见，其他还包括急性间质性肾炎(AIN),肾小球疾病和肾血管疾病等，约占 ARF 的 40%。肾后性 ARF 系尿路感染所致，梗阻可发生在从肾盂到尿道的尿路中任何部位，约占 ARF 的 5%。在过去的半个世纪中急性肾功能衰竭被认为是由肾缺血引起的血液动力学疾病，而这一观点的建立正是源于动物模型的发现。

ARF 常用造模方法简述

近年来，通过临床上对不同 ARF 患者的追踪研究，ARF的病因谜团被不断地揭开，也推动了多种大鼠急性肾衰模型方法的建立。

物理法

01

一侧肾缺血/ 再灌注加对侧肾切除:

雄性 SD 大鼠,切除右肾。同时阻断左侧肾动脉 45 min,，再灌注24 h，建立大鼠缺血性急性肾衰竭的动物模型。测定各组大鼠肾组织和血浆 SOD 活性、MDA 含量及肾组织中 NO 的含量。

模型评价：本模型采用外科手术的方法使模型 动物肾血供受阻，引发肾功能损伤，细胞缺血缺氧，最终造成肾小管上皮细胞损伤，诱发急性肾衰。结果导至模型大鼠肾组织中 SOD 含量下降，MDA含量显著上升。

科研应用：该模型常用于研究临床上 ARF 的发 病机制以及氧自由基清除剂对 ARF 防治作用方面的探究。应用本模型，通过使用对比增强超声,来评估急性肾充血大鼠模型中的肾灌注损伤。孙倩倩应用次模型探究了 EPO 后处理抗大鼠肾缺血再灌注损伤作用及机制研究 。

02

部分结扎腹主动脉模型

雄性 SD 大鼠，摘 除右肾，左输尿管内插入 PE-10 导管，部分结扎腹主动脉，60 min 后解除结扎线，按实验预订时间分别采血作血液生化测定。

模型评价：本模型属于持续低灌注型 ARF。镜下切片组织处，观察到肾小管上皮细胞弥漫性肿 胀，有少量肾小管小灶性坏死，管腔内可见管型,肾间质明显水肿。缺点是实验操作较复杂，术中易出血。

科研应用：本方法建立的低灌注 ARF 模型与临 床患者的实际情况更为相似，可以用于联合多脏 器，研究多脏器共同影响病情的作用机制。王建萍应用此模型研究了奥美沙坦对腹主动脉结扎左心室肥厚大鼠肾的保护作用 。

化学法

01

甘油型

SD 雄性大鼠，禁水 24 h,给予 50% 甘油生理盐水 10 mg / kg。双后肢注射，构建模型，定时采血,进行尿素氮的测定。

模型评价：甘油具有高渗性，会导至局部肌肉的变性坏死，引起血管内溶血，诱导肾血管收缩，导至肾血流量和肾小球滤过率二者都下降，引起肾小管的损伤。该模型经济成本低，方法简单，病变较稳定，可进行动态观察。

科研应用：本模型具有肾缺血和内源性毒性物质两种有害物质可对肾造成双重的损伤。Nagano 等对肝细胞生长因子(HGF)对甘油诱导的急性肾功能衰竭的预防进行了详细的研究。应用此模型也研究了肾衰合剂防治大鼠急性肾衰竭的实验研究。

02

油酸型

选用 Wistar 雄鼠，通过左肾动脉注射油酸(0. 15 mL / kg),定时采血作生化测定。

模型评价：注射油酸致大鼠肾上皮细胞发生肿 胀、坏死,间质水肿,模型动物的血 BUN 显著升高, 引发肾内血管缺血以及严重的微循环障碍,使得肾排泄功能衰竭。该实验方法简便易行。

科研应用：此模型模拟的是人类起源于肾微循环障碍的缺血性 ARF 方面的研究,有助于更深一步 了解急性肾衰发病时肾微循环的变化。吴广礼等 运用该种模型对“樟柳碱,东莨菪碱,山莨菪碱” 这三种莨菪药物对肾衰的保护作用进行了研究。

03

氯化汞型

选用成年大鼠,一次性腹腔注射顺铂,采血测定血液生化指标 。

模型评价：注射氯化汞后,肾血流量下降,SCr 水平升高,BUN 水平升高,肌肝清除率降低,肌肝, 尿素氮总排出量显著减少。低剂量汞中毒时,表现为肾近曲小管直部上皮细胞的坏死,而大剂量汞中 毒时,近曲小管其他节段也可发生坏死。本模型制备方法简单,病变较为稳定。

科研应用：可用于研究由于重金属 Hg 中毒时引起的肾损伤。有研究者应用此模型研究了骨髓间质干细胞对大鼠急性肾小管损伤修复的促进作用, 观察了骨髓间质干细胞(MSCs) 对氯化汞(HgCl2) 导至的急性肾小管损伤有无治疗作用,并探讨了其可能的机制。

04

氨基糖苷类型

选用 Wistar 雄鼠,腹腔注射庆大霉素140 mg / kg(也可选用卡那霉素),连续注射 7 d。建立庆大霉素模型。

模型评价：药物蓄积在肾小管处,导至肾小管 上皮细胞的功能发生紊乱以损伤肾小管。模型动 物尿中 NAG 酶及溶菌酶的排泄,明显增多,血尿素 氮和尿蛋白含量增多,发生急性肾小管坏死。实验 操作简单易行,且肾近曲小管上皮细胞的损伤可随 用药时间而加重。

科研应用：可用于临床上氨基糖苷类抗生素致 ARF 的药物防治方面相关的研究。应用本模型探讨急性肾衰大鼠肾组织中长链非编码 RNA linc00152 的表达情况及其对急性肾衰的影响 。也可研究中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白 (NGAL)和肾损伤分子(KIM-1)在庆大霉素诱导的 急性中毒性肾衰竭模型中的表达,探讨其对急性肾 损伤早期诊断的应用价值。

05

蛇毒诱导

成年雄性 SD 大鼠,在大鼠的尾部消毒后,从尾静脉注射五步蛇毒,根据体质量计 算出注射剂量,采血作血液生化测定。

模型评价：静注毒液后,可造成模型动物肌肉 的直接损伤,导至实验动物出现大量血红蛋白尿, 使得肾小管发生阻塞,同时蛇毒又可激活机体内的 X 因子和凝血酶,溶解破坏红细胞,致血栓形成,从 而导至肾的微循环被破坏。模型简便易行,对于蛇毒中毒的研究有很大意义。

科研应用：可利用本模型研究高压氧辅助抗蛇 毒血清治疗对五步蛇中毒大鼠肾保护作用。进一步探究蛇毒中毒所致的一系列肾损伤。

06

氟化钠诱导

成年大鼠,经口按 135 mg / kg 体重的剂量一次性灌服氟化钠,作相关尿液生化指标测定。

模型评价：造模方法简单,氟化物对肾组织的损害程度为 α-GST 可表现出强烈而持久的改变,而 该指标对于临床上人体氟化物中毒引起的肾近曲小管损伤的早期检测和长期观察具有重要意义。

科研应用：模型有助于制定用于治疗人氟中毒致肾衰竭的指导方针,用于模拟临床上的氟中毒患者有研究者应用此模型研究了TGF-β1 和 AQP2 在氟中毒大鼠的表达及意义。也可通过本模型研究不同剂量氟对大鼠骨代谢及肝、脑、肾损伤的影响 。

07

顺铂诱导

有研究报道雄性 SD 大鼠戊巴比妥钠麻醉,以顺铂(CP)6 mg / kg 单次尾静脉 注射,从而制备肾毒性 ARF 动物模型。

模型评价：顺铂(CP)在临床应用中对人体存在 一定的毒性,尤其是对肾具有较大的毒性。镜下可见肾髓质外侧大部分肾小管坏死,小管上皮细胞坏死,脱落,细胞核故所,溶解,消失,小管管腔扩张, 腔内有脱落碎屑。优点是模型制作方法简便,可行性高。

科研应用：可用于探索顺铂类药物的作用机 制,药物代谢,研究相关防治措施。Menon 等研究发现两种阿育吠陀制剂,来缓解顺铂诱发的急性肾衰竭。也可用于研究促红素预防顺铂所致的大鼠急性肾功能衰竭的肾保护作用 。

总结与展望

在疾病的模型研究中，不同模型可以用于满足不同的研究需求。在实验初期阶段，应明确研究目的，结合适用性和实用性选取更适合的模型来达到更好的效果，本文对模型的选取提供了一定的指导。我国作为肾病大国，以动物实验为基石,研究不同类型肾病的发生机制，不仅为肾病药物的研发和治疗方法的开创奠定了基础，也为未来攻克肾病难题点亮了一盏希望之灯。相信在未来的工作中, 一定会研究出更适合的肾衰模型。

来源：李佳璐,刘俊亭,袁慧雅.大鼠肾衰模型造模方法及比较研究进展[J].中国比较医学杂志,2019,29(07):108-113.