脑卒中疾病介绍
脑卒中（cerebral stroke）又称“中风”是一种急性脑血管疾病，是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病，包括缺血性和出血性卒中。缺血性卒中的发病率高于出血性卒中，占脑卒中总数的60%～70%。脑卒中已成为我国第一位死亡原因，也是中国成年人残疾的首要原因。
出血性脑卒中(cerebral heamorrhage)是指非外伤性脑实质内出血，包括脑出血和蛛网膜下腔出血。多种原因可引起脑血管破裂导致出血性脑卒中的发生，最常见病因是高血压合并细、小动脉硬化，其他病因包括动-静脉血管畸形、脑淀粉样血管病变、血液病、梗死后出血、脑淀粉样血管病、脑动脉炎、抗凝或溶栓治疗等。
缺血性脑卒中（Ischemic stroke）是指由于脑的供血动脉（颈动脉和椎动脉）狭窄或闭塞、脑供血不足导致的脑组织坏死的总称。常见病因包括大动脉粥样硬化、心源性栓塞和小动脉闭塞等。
2021年7月，中国卒中学会在第七次学术年会期间正式发布了识别卒中早期症状的“BE FAST口诀”，前5个字母各代表一个早期症状，最后1个字母是提醒一旦发现卒中症状，就要马上拨打急救电话，立刻就医：“B”——Balance是指平衡，平衡或协调能力丧失，突然出现行走困难；
“E”——Eyes是指眼睛，突发的视力变化，视物困难；
“F”——Face是指面部，面部不对称，口角歪斜；
“A”——Arms是指手臂，手臂突然无力感或麻木感，通常出现在身体一侧；
“S”——Speech是指语言，说话含混、不能理解别人的语言；
“T”——Time是指时间，上述症状提示可能出现卒中，请勿等待症状自行消失，立即拨打120获得医疗救助。
严重脑卒中可造成永久性神经损伤，急性期如果不及时诊断和治疗可造成严重的并发症，甚至死亡。根据发病情况可分为特异性治疗和非特异性治疗，特异性的治疗包括溶栓、抗血小板治疗、早期抗凝和神经保护等，非特异性的治疗包括降压治疗、血糖处理、脑水肿和颅内高压的管理等。
体外模型作为一种较为单一机制发生的评价系统，在脑卒中药物开发过程中主要作为药效活性初筛和作用机制研究而被广泛应用。目前根据缺血性脑卒中的发生机制和疾病发生过程，应用最广泛的是神经细胞氧糖剥夺模型，即 OGD模型，主要模拟体内缺血性损伤的发生过程，通过对细胞进行无糖和去氧的处理，模拟脑组织因脑梗死导致的能量供应不足诱发的凋亡。为了研究脑卒中的发病机制，更好地预防和治疗脑卒中，建立合适的动物模型至关重要。目前多种动物模型已被广泛用于脑卒中的病因、发病机制、新治疗靶点等的研究和新疗法的评估。出血性脑卒中常用的模型有自体血注射模型与胶原酶模型。缺血性脑卒中常用的模型有线栓模型、电凝模型、光化学栓塞模型等。出血性卒中
脑内直接注入自体血是经典的脑出血模型，通常经股动脉采集自体血，由于注入的血是非肝素化自体血，可观察到血液凝固过程中释放的血管活性物质对脑循环及脑组织的影响，与临床脑出血的过程较接近。造模方法：采集自体股动脉血，利用立体定向仪将自体血准确注入至大鼠相应脑区，注血量根据动物脑体积的大小而定。模型特点：操作简单，出血部位稳定，动物死亡率低；与人类脑出血病理过程相似，适合于脑实质出血的自然过程、病理形态学等特点的研究，可观察血液凝固过程中各种因子对脑组织代谢和血流的影响。
胶原酶模型
胶原酶是一种可以分解细胞间基质和血管基底膜胶原蛋白的金属蛋白酶，可以分解细胞基质及血管基底膜上的胶原蛋白。脑内注射胶原酶即可损害脑血管基底膜上的胶原蛋白,破坏血脑屏障。血管壁被侵损后引起渗血，进而血液逐渐积聚，出血融合成血肿。胶原酶主要分布于脑血管周围,存在于巨噬细胞和单核细胞内,在细胞内时失去活性，病理情况下,从细胞内释放出来并被激活，发挥其作用使血管损伤，形成与脑组织混合存在的小片状出血。模型特点：胶原酶模型通过调节胶原酶的含量，可控制血肿的大小，可以进行脑出血后的炎症、水肿、缺血半暗带的研究，但由于该模型下脑出血缓慢，不能模拟脑出血时血管迅速破裂的特点，且胶原酶加剧了炎症反应，因此不适合研究脑出血的免疫反应。缺血性脑卒中
对于缺血性动物模型而言，主要分为2类。即全脑缺血模型和局灶性脑缺血模型，血流是否恢复又分永久性闭塞和再灌注。全脑缺血模型
全脑缺血模型，顾名思义即动物全脑血液供应阻断。目前，常用的全脑缺血模型有四血管闭塞模型、三血管闭塞模型和双血管闭塞/低压模型。四血管闭塞法（4-vo模型）
4-vo是由两个椎动脉的永久结扎和两个颈总动脉的临时结扎产生的。1979年Pulsinelli 首创四血管闭塞法，是公认研究多种缺血性脑疾病的经典模型之一，广泛应用于脑缺血再灌注神经损害的研究。造模方法：背侧颈正中切口，分离部分背肌和颈肌，暴露出第1-2颈椎横突，用电凝针直接探入其中间灼断椎动脉；腹侧颈正中切口，分离双侧颈总动脉，穿线备用，缝合颈部肌肉皮肤。24h后拆线打开原手术切口，行双侧颈总动脉反复夹闭：双侧同时夹闭5min、松开30min，重复三次。模型特点：该模型可高度模拟人类急性缺血性变化，缺血后生理指标稳定，病理改变充分，可导致大鼠前脑严重缺血，海马等与智能相关的区域受损严重，但动物存活率较低，操作难度高。
三血管闭塞模型（3-vo模型）
造模方法：阻断基底动脉和两侧颈总动脉，造成慢性脑缺血不足模型特点：缺血迅速，效果好，可进行血管再灌注，适用于急性全脑缺血性疾病损伤的研究，操作过程中会暴露基底动脉，手术创伤大，易损伤延髓。
双血管闭塞/低压模型（2-vo模型）
造模方法：结扎双侧颈总动脉，降低平均动脉压(降至50mmHg)，并在缺血10~30min后重新恢复血供，可用于模拟前脑缺血。模型特点：该模型可造成脱髓鞘改变、轴突丢失、胶质细胞增生等白质损伤的病理改变，操作简单、重复性好、死亡率低，被广泛用于慢性脑缺血的研究。
局灶缺血模型
局灶性缺血是指在脑内特定区域血流量降低，是人类脑缺血性疾病发作的常见类型。迄今为止，人们对局灶性脑缺血模型的研究较多，也更为深入。构建局灶性脑缺血模型方式有很多种，常用的有线栓法、光化学法和电凝法等。线栓模型
目前，脑缺血模型普遍采用国际上广泛认可的大脑中动脉栓塞模型（Middle Cerebral Artery Occlusion，MCAO），其发病机理与人类缺血性脑卒中表现相似，对于制作模拟人脑缺血模型对脑缺血发病机制及药物筛选有重要意义。造模方法：分离暴露颈部血管，从颈外动脉( external carotid artery，ECA)或颈总动脉( common carotid artery，CCA)分叉处插入尼龙线，进入颈内动脉( internal carotid artery，ICA)，阻断大脑中动脉（Middle Cerebral Artery，MCA）起始端及其所有侧支血液供应，导致MCA区局灶缺血。模型特点：模型制作无需开颅，创伤较小；操作相对简单，缺血部位相对固定，可控性好；可实现脑缺血后再灌注，是理想的标准局灶性脑缺血动物模型。[1]
光化学法栓塞模型
光化学的基本原理是光敏剂在特定强度光源的照射下发生化学反应，在大脑的照射局部产生脑水肿和血小板微血栓，形成局灶性梗死。造模方法：静脉注射孟加拉玫瑰红光敏感性染料后再使用特定波长的光透过颅骨照射大脑，光照可激活染料，形成超氧化物，进而导致血管内皮损伤，血小板活化聚集，最终使动脉末端缺血细胞迅速死亡，从而导致皮质缺血损伤。模型特点：无需开颅，病灶部位可控，可研究特定皮质脑区梗死性病变，重复性高，死亡率低，但缺乏缺血半暗带，无法模拟部分病例的生理变化，适用于慢性脑缺血研究。[1]
电凝法
除了线栓模型，还可以通过直接闭塞脑表面血管引起局灶性缺血，通过外科手术方法灼烧或结扎脑部血管，可造成永久性脑梗死。造模方法：选择颞下部进行开颅，采用双极电凝将大脑中动脉闭塞后切断。模型特点：手术在直视下操作，梗死成功率高，在一定程度上模拟了人类永久性脑梗死；缺血效果稳定，出血量少；开颅对动物损伤较大，闭塞血管后无法进行再灌注性损伤研究。
神经功能学评分
神经功能包括意识状态、运动、感觉、视觉、共济和神经反射等多方面，在临床神经功能检查中以上方面都会得到体现。MCAO动物研究中，可根据动物的生理病理特点，从运动、感觉、意识、神经反射等方面检测动物的神经功能损伤和恢复程度。神经功能学评价不仅是判断模型成功与否的指标，也为观测病理生理发生发展的进程、模型规范化及药物干预的研究提供了一定的依据。缺血24h后进行评分。Zea Longa法为5级0～4分制：0分，无神经损伤；
1分，提尾时对侧前肢内收屈曲(轻度神经损伤)；
2分，爬行时向对侧旋转(中度神经损伤)；
3分，站立或爬行时，向对侧倾倒(重度神经损伤)；
4分，无自主活动伴意识障碍。
脑梗死体积（TTC染色）
2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法观察脑梗死灶：TTC染色后，未缺血部分呈玫瑰红色，而脑梗死灶呈苍白色(在MCA供血范围内)，证实模型制作成功。TTC染色原理：TTC为一种水溶性盐，是呼吸链中吡啶一核苷结构酶系统的质子受体，与正常组织中的脱氢酶反应使正常组织呈玫瑰红色：缺血组织内线粒体损伤、脱氢酶活性下降，不能诱导染色反应而呈苍白色。TTC染色步骤：将脑立即置于-20℃冰箱冷冻10min，用锋利双面剃须刀片按约2mm厚度，在距额、枕极2mm间做连续冠状切片，共取5～6个脑片。将脑片置于含0.5％ TTC的培养皿内，滤纸覆盖脑表面，37℃恒温培养箱避光染色20min。期间注意不时翻动脑片，以使染色均匀。[2]
派思维新脑卒中模型案例分享
Model：Middle cerebral artery occlusion model
Animal：SD rat（male 250-280g）
Group：Control group, Model group, Positive group（Edaravone）
Endpoint：Neurological score, TTC
Model：Collagenase injection model
Animal：SD rat（male 250-280g）
Group：Control group, Model group
Endpoint：Neurological score, Path ology（brain）
参考文献
[1] Barthels D, Das H. Current advances in ischemic stroke research and therapies. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2020 Apr 1;1866(4):165260. doi: 10.1016/j.bbadis.2018.09.012. Epub 2018 Sep 15. PMID: 31699365; PMCID: PMC6981280.
[2] Li F, Ma Q, Zhao H, Wang R, Tao Z, Fan Z, Zhang S, Li G, Luo Y. L-3-n-Butylphthalide reduces ischemic stroke injury and increases M2 microglial polarization. Metab Brain Dis. 2018 Dec;33(6):1995-2003. doi: 10.1007/s11011-018-0307-2. Epub 2018 Aug 16.
