腦性癱瘓（cerebral palsy，CP）簡稱腦癱，是由各種原因所引起的嬰兒在出生前后一個月內(nèi)出現(xiàn)顱腦損傷或發(fā)育缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致的姿勢異?；蛘哌\動障礙，屬于非進(jìn)行性腦損傷。目前，腦癱已成為兒童致殘的主要疾病之一。成功地建立近似于人類腦癱腦損傷機(jī)制與臨床表現(xiàn)的動物模型是深入研究其發(fā)病機(jī)制，進(jìn)行有效干預(yù)的基礎(chǔ)。

根據(jù)腦癱的病因?qū)W假說，目前腦癱模型制備方法大致有缺血缺氧型、感染型、神經(jīng)毒素型、腦外傷型、多法聯(lián)合型五種。

動物的選擇

多腦回動物如狗、豬、羊、兔等因體積較大、飼養(yǎng)相對困難、費用較貴等原因限制了其在實驗中的大量應(yīng)用; 與人類最接近的靈長類動物則更加昂貴和稀少，不適應(yīng)實驗研究應(yīng)用; 非多腦回動物如鼠類體形小、數(shù)量大、價格便宜、易飼養(yǎng)，行為表現(xiàn)多樣，情緒反應(yīng)敏感，且其腦體積小便于腦組織病理變化和生化改變的觀察。因此目前國內(nèi)外大多傾向采用大鼠作為腦癱模型動物。

造模方法

一、缺血缺氧模型

缺血缺氧模型是比較常用的腦癱動物模型，主要有以下三種造模方式。

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單側(cè)頸動脈結(jié)扎法

造模方法1：研究者將3日齡幼鼠結(jié)扎單側(cè)頸總動脈后暴露于8%O2缺氧環(huán)境中1.5 h，連續(xù)觀察幼鼠行為學(xué)表現(xiàn)33天，結(jié)果發(fā)現(xiàn)幼鼠出現(xiàn)顯著生長障礙，轉(zhuǎn)圈等異常行為明顯增多。

造模方法2：研究者通過結(jié)扎7日齡幼鼠右側(cè)頸動脈2h后，置于37℃恒溫的密閉缺氧箱中2 h后取出，結(jié)果顯示幼鼠出現(xiàn)了腦部損傷，病理表現(xiàn)符合缺血缺氧性腦病的特征。

優(yōu)點：單側(cè)頸動脈結(jié)扎法被認(rèn)為最為成熟的是大鼠單側(cè)頸總動脈結(jié)扎合并缺氧環(huán)境制作的動物模型，其成功率高，易于操作，重復(fù)性好，實驗結(jié)果穩(wěn)定可靠，是運用較為廣泛的腦癱動物模型。

缺點：單側(cè)頸動脈結(jié)扎法不能模擬由于產(chǎn)前因素造成的胎兒宮內(nèi)缺氧。

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雙側(cè)頸動脈結(jié)扎法

造模方法1：研究者選取出生4d的幼鼠給予雙側(cè)頸動閉塞，在出生第6天時對腦組織進(jìn)行病理學(xué)檢測，發(fā)現(xiàn)內(nèi)囊周圍白質(zhì)出現(xiàn)囊性損傷和凝固性壞死。這種改變與腦癱發(fā)生的時間點有些差別，但可以在制作腦癱模型時作為一種參考。

造模方法2：研究者選取清潔級5日齡Wistar新生大鼠，結(jié)扎兩側(cè)頸總動脈，30日齡時進(jìn)行神經(jīng)行為學(xué)和腦組織病理學(xué)檢測，發(fā)現(xiàn)模型幼鼠腦組織病理學(xué)和神經(jīng)行為學(xué)變化大致符合腦癱標(biāo)準(zhǔn)。

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子宮動脈結(jié)扎

造模方法：研究者將孕18周大鼠麻醉后行腹中線切口，暴露4條子宮動脈后同時阻斷血流45min。在不同的時間段采集幼鼠腦組織進(jìn)行組織學(xué)檢查，以鑒定造模是否成功。

二、感染模型

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腹腔內(nèi)感染模型

造模方法1：研究者給予孕16d、17d的大鼠腹腔注射脂多糖（LPS），每次350μg/kg，連續(xù)2d。出生30d的仔鼠神經(jīng)行為學(xué)檢測和腦組織病理學(xué)檢查結(jié)果顯示模型組大鼠隨意運動障礙，姿勢、肌張力異常；腦損傷部位在白質(zhì)，系膠質(zhì)細(xì)胞、髓鞘的損傷。

造模方法2：研究者將孕16-18天健康 Wistar大鼠腹腔注射LPS 0.4 mg/kg，12h后置于缺氧環(huán)境中缺氧2.5 h，4h后再次腹腔注射LPS 0.4 mg/kg。在乳鼠出生4周后進(jìn)行行為學(xué)、神經(jīng)電生理及腦組織病理學(xué)檢測。

優(yōu)點：腹腔內(nèi)注射脂多糖模型旨在反應(yīng)內(nèi)毒素對腦白質(zhì)的局部損害，與脂多糖的局部濃度密切相關(guān)。應(yīng)用孕鼠腹腔注射LPS致宮內(nèi)感染合并缺氧的方法更為成熟，對運動功能的損害較小，具有簡單易行、能夠逼真模擬人類在懷孕晚期宮內(nèi)感染缺氧致胎兒腦部損傷等優(yōu)點，為腦癱的實驗研究提供了理想的動物模型，值得推廣。

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宮內(nèi)感染模型

造模方法1：研究者給孕17天的大鼠宮內(nèi)注射LPS 而誘發(fā)早產(chǎn)現(xiàn)象，后續(xù)研究也證明炎癥反應(yīng)學(xué)說是引起早產(chǎn)兒發(fā)生腦癱的重要因素。

造模方法2：研究者選取孕15天的Fischer344 鼠給予子宮內(nèi)注射LPS 1mg/kg，在自然分娩后1～21天之間對幼鼠進(jìn)行神經(jīng)行為學(xué)檢測和組織病理學(xué)檢查，以確定造模是否成功。

造模方法3：研究者給予孕28～31天的白兔宮腔內(nèi)注射LPS 20 μg/kg，出生后幼兔神經(jīng)行為學(xué)和腦組織病理學(xué)檢測結(jié)果顯示LPS可導(dǎo)致模型幼兔腦白質(zhì)的損傷和運動功能障礙。

三、神經(jīng)毒素模型

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膽紅素模型

造模方法：研究者給予出生24h內(nèi)的仔兔腹腔注射膽紅素300 mg/kg，常規(guī)哺育45天后進(jìn)行神經(jīng)行為學(xué)檢查和病理學(xué)檢測，發(fā)現(xiàn)可造成仔兔腦損傷并致腦癱。

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甲基汞模型

造模方法：研究者在大鼠孕后的12d、13d、14d分別向腦室內(nèi)注射甲基汞5mg/kg來制作腦癱模型。造模后在幼鼠出生后1d、15d、30d 分別采集腦脊液及腦組織，檢測S100B濃度。

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三硝基丙酸模型

造模方法：研究者選取出生5天的大鼠注射三硝基丙酸，并在注射后的1d、2d、3d、9d進(jìn)行腦組織病理學(xué)檢測，發(fā)現(xiàn)模型大鼠腦組織改變較廣泛，具體可見白質(zhì)與大腦皮質(zhì)的損傷，胼胝體萎縮，腦室擴(kuò)張等。

四、腦外傷模型

此種造模方法有腦組織切除法、液壓沖擊法、加速致傷法、自由落體打擊法、各種腦組織破壞法等。諸多方法中以自由落體打擊法和液壓沖擊法相對成熟，應(yīng)用較廣泛。

造模方法1：研究者利用液壓沖擊的方法迅速地向大鼠顱腔內(nèi)注射一定量的液體，致使大鼠顱腔內(nèi)的壓力驟然增加，引起腦組織的彌散性受損。

造模方法2：研究者設(shè)計一種自由落體打擊裝置來撞擊致腦損傷以制作模型。

方法1和方法2的缺點：這兩種造模方法被認(rèn)為是比較經(jīng)典的腦外傷致腦癱模型，但是其所致腦癱的癥狀持續(xù)時間均相對較短，因此只適合做為腦損傷急性期的研究。

造模方法3：研究者運用腦組織部分切除的方法制作痙攣型腦癱模型，造成的腦損傷在神經(jīng)解剖學(xué)上與痙攣型腦癱的病理解剖改變比較接近，出現(xiàn)的痙攣型腦癱體征維持時間亦較長。

造模方法4：研究者采用電毀損錐體束法致大鼠一側(cè)肢體痙攣性腦癱，結(jié)果成功制備了穩(wěn)定性較高的具有痙攣性癱瘓癥狀的腦癱模型。

五、多法聯(lián)合模型

多法聯(lián)合模型就是將兩種以上的造模方法聯(lián)合應(yīng)用，從多角度呈現(xiàn)腦癱多因素致病的特點。

造模方法1：研究者先向幼鼠腦池中注射LPS后，進(jìn)行頸內(nèi)動脈結(jié)扎，然后再置于低氧環(huán)境來聯(lián)合制作腦癱模型。并且認(rèn)為此種造模方法能明顯加重模型鼠腦組織損傷的程度。

造模方法2：研究者采用孕鼠體內(nèi)注射LPS的方法造成宮內(nèi)感染，再對幼鼠運用缺血缺氧法制作腦癱模型，結(jié)果顯示模型幼鼠的強(qiáng)迫性和自主性運動明顯異常，同時模型動物雙側(cè)大腦半球的皮質(zhì)、皮質(zhì)下，以及附近白質(zhì)、豆?fàn)詈撕秃谫|(zhì)均有損傷。

腦癱動物模型的鑒定

有效地對模型進(jìn)行鑒定才能判斷模型制作的成功性，才能提高實驗數(shù)據(jù)的可信度。采用的檢驗動物模型常用方法有以下幾點：

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神經(jīng)行為學(xué)檢測

目前腦癱的診斷主要依靠其特征性的臨床表現(xiàn)，即空間學(xué)習(xí)認(rèn)知能力、運動功能的損害，姿勢的異常等，檢測方法主要有Morris水迷宮、足印重復(fù)間距分析試驗、平衡木試驗等。水迷宮中大鼠需要對迷宮周圍物體的空間位置進(jìn)行比較評價，從而學(xué)會尋找及記憶迷宮中平臺的位置，爬上平臺，逃避溺死，Morris水迷宮是測驗大鼠學(xué)習(xí)和記憶尤其是空間記憶的比較可靠的方法 。此外，應(yīng)用足印步態(tài)重復(fù)間距、平衡木試驗對腦癱動物模型生物學(xué)行為檢驗，研究結(jié)果顯示模型組足印步態(tài)重復(fù)間距、平衡木通過時間以及后足脫落次數(shù)均與正常組有差異，腦癱鼠肢體存在行動遲緩、運動障礙。

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病理形態(tài)學(xué)

組織病理學(xué)檢測可以客觀直觀的獲取到組織形態(tài)學(xué)圖片，可以清晰的觀察到腦皮層細(xì)胞排列是否整齊，輪廓是否清晰，結(jié)構(gòu)是否完整以及有無異型性細(xì)胞等等。

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神經(jīng)電生理檢測

神經(jīng)電生理方法對腦癱的檢測近年來得到了飛速的發(fā)展。有研究者對小鼠進(jìn)行皮質(zhì)微電極刺激并繪圖，結(jié)果顯示感覺運動受限組的動物80%一級皮質(zhì)定位點支配臀部運動，缺血組這一數(shù)據(jù)為57.1%，均高于對照組，提示痙攣狀態(tài)的再現(xiàn)。

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分子生物學(xué)指標(biāo)

由于缺氧缺血或?qū)m內(nèi)感染等可激活受損局部的星形細(xì)胞和小膠質(zhì)，它們產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，并與血液中滲入的白細(xì)胞一起對這些細(xì)胞 因子產(chǎn)生應(yīng)答，進(jìn)而損害腦白質(zhì)組織的星形細(xì)胞、少突膠質(zhì)以及軸突等，最終導(dǎo)致腦白質(zhì)組織的壞死、星形 膠質(zhì)化、細(xì)胞凋亡以及囊腔形成等多種病理改變 。分子生物學(xué)指標(biāo)的測定也為后續(xù)細(xì)胞移植與基因治療腦癱提供了理論依據(jù)。

總結(jié)

目前尚沒有能夠模擬各種類型腦癱公認(rèn)的、理想的動物模型。每一種動物模型都有其優(yōu)勢與不足。研究者應(yīng)根據(jù)自身的研究方向和側(cè)重點來選擇與之相適應(yīng)的實驗動物模型。

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