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模型制备

盐敏感高血压动物模型

2020年10月14日 浏览量: 评论(0) 来源:《心血管病实验动物学》 作者:霍勇 陈明 主编 责任编辑:yjcadmin

一、盐敏感高血压概述

1905年,法国医学生Ambard和Beaujard首次提出膳食盐是高血压病因的观念。高血压是一种遗传与环境因素相互作用所致的疾患,盐是重要的环境因素之一。膳食盐摄入增加,血压也随之增高。已被动物模型、临床试验、荟萃分析证实。现今,50个以上随机对照临床试验已经进行。在最新一项meta分析表明,在正常血压个体,尿钠减少1.8g/d(78mmol/d)就可降低收缩压、舒张压分别为2.0mmHg和1.0mmHg,而在高血压患者却可降低分别为5.0mmHg和2.7mmHg。控盐对血压影响有异质性。对黑人、中老年人、高血压患者、同时合并高血压、糖尿病、。肾病患者降压效果更好。这组人群肾素血管紧张素醛固酮系统反应性低,甚至有人设想盐敏感是反映亚临床肾功能失调的显性表现。遗传和饮食因素都会影响对钠敏感性。至于饮食,由钠特定升高的血压可被膳食方式降压(DASH)食物和高钾饮食所抵减。目前虽没有临床试验证明降低盐摄入对心血管事件有效。但有充足证据表明低盐可以降压,同时降低血压将减少心血管事件风险。

由于同一人群内个体间对盐负荷或限盐却呈现不同的血压反应,存在盐敏感性问题。盐敏感性可定义为相对高盐摄入所引起的血压升高,可通过急、慢性盐负荷试验作诊断。盐敏感性高血压的临床特点主要有盐负荷后血压明显升高,血压的昼夜差值缩小、夜间谷变浅,肾脏靶器官损害出现早,尿微白蛋白排泄量增加、肾脏的锂清除率降低,有胰岛素抵抗表现,左心室重量增加。目前对盐敏感性高血压发病机制尚未完全清楚,细胞膜结构及功能改变所导致的离子转运缺陷与信号转导异常可能是高血压病(尤其是盐敏感性高血压)发病机制之一。Dah1大鼠及Dah1/Rapp大鼠被认为是研究盐敏感高血压的最重要的动物模型,已被广泛应用于盐敏感性高血压发病机制的研究,尤其是涉及肾脏机制,肾素-血管紧张素机制、遗传基因及内皮细胞系统机制等。

二、Dahl大鼠模型的建立及发展

美国Dahl等1960年首次建立盐敏感大鼠模型。Dahl盐敏感性大鼠(Dahl salt-sensitive rats,简称DS大鼠),Dahl盐拮抗性大鼠(Dahl salt-resistant rats,简称DR大鼠),建立Dahl方法:

1.在未经选择的普通Sprague-Dawley(SD)大鼠中进行。

2.首先测定一组未经选择的SD大鼠对摄入高盐食物(8%NaCl)的血压反应。将血压增高最明显者进行配对,同时也将血压变化最小者配对。由于高盐食物对血压作用差异很大。前者及后者分别为盐敏感及盐抵抗者的祖先。

3.第一代选择性配种后,即可见高盐时升压反应的显著差异。依此再继续选择性配种二代。三代以后高盐时两组血压升高已无重叠。经选种培育的大鼠在高盐时血压显著升高者称为Dahl盐敏感性大鼠(DS大鼠),而血压变化不明显者称为Dahl盐抵抗性大鼠(DR大鼠)。

4.血流动力学检查发现,DS大鼠可表现为心排出量及总周围阻力均增高,但后期仅见血管阻力增加。DS大鼠可发生心室肥大及心力衰竭。Dahl鼠相比SHR较易于发展为严重心脏、肾脏衰竭,这可能一方面来自更高的血压,另一方面与不同发病机制有关。

三、Dahl/Rapp大鼠模型的建立

John Rapp等分别对DS及DR大鼠进行配对选种达20代,称为Dahl/Rapp大鼠,其所有遗传基因组几乎为100%纯合子。Dahl/Rapp大鼠对盐敏感者称为DS/Jr(John Rapp)或 SS(salt-sensitive)/Jr,对盐抵抗者称为DR/Jr或SR/Jr大鼠。

1.喂养高盐(8%NaCl)食物后,DS/Jr大鼠迅速无例外地产生低肾素型高血压。

2.高盐3~4周后,DS/Jr大鼠可出现恶性高血压伴发严重血管及肾损害,8~12周内死亡。死亡原因主要是肾小动脉及肾小球硬化所致肾衰竭。其肾脏病理改变与高血压患者的高血压肾硬化类似。相反,DR/Jr大鼠摄入高盐食物不发生高血压,且维持正常肾功能。

3.摄入低盐(0.4%NaCl)食物,DS/Jr大鼠至少需3~4个月才开始发生高血压及伴发的血管和肾病变。DS大鼠及DS/Jr大鼠的盐敏感性高血压的发病机制尚不明,但大多认为可能主要与高盐负荷时肾脏排钠功能受限而致钠潴留有关,表现为体重及血浆容量增加。经肾移植手术,将DR大鼠肾脏替换DS大鼠肾脏,则可防止DS大鼠发生盐敏感高血压。肾移植的实验结果表明,DS大鼠的遗传缺陷主要表达在肾脏。

四、从Dahl盐敏感大鼠品系发展并维持起来的Tg53大鼠模型

Tg53大鼠模型是一种近亲交配的转基因大鼠,作为具有高血压、高脂血症危险因素的冠状动脉粥样硬化模型,转入基因是胆固醇酯转移蛋白(CETP),使其在肝脏上过表达。 CETP是一种重要的脂蛋白代谢调节酶。该模型具有高总胆固醇、高甘油三酯、低HDL、高血压、冠心病表现,可用于高血压发病机制及代谢综合征心血管损害的研究。

五、Dahl盐敏感系大鼠在高血压研究的应用

在人类疾病和动物模型证实肾脏盐调节是高血压的重要病因。确切病例如Liddle综合征。集合管钠通道遗传多态性导致持续性激活,而致使钠潴留和相关性高血压。一种转基因技术应用于研究钠钾ATP酶(Na-K-ATPase)在高血压和。肾脏盐调节。Dahl盐敏感大鼠具有α1 Na-K-ATPase多态性,隔离和高血压。将野生型α1 Na-K-ATPase表达在Dahl盐敏感大鼠,使用自身的启动子,并获得血压降低和缓解肾小球硬化,提示α1 Na-K-ATPase是这种盐敏感高血压模型的易感因素。此外,在测定Dahl大鼠上皮钠通道基因(ENaC)变异与盐敏感高血压关系,筛选了ENaC α, β, γ基因,经过综合序列分析未发现同系DS和DR同一基因任何差异。因此,ENaC基因内序列或ENaC的调控基因多态性可能解释Dahl盐敏感大鼠比DR高的ENaC活性。也有研究认为NO和O2产物在Dahl盐敏感大鼠肾脏中不平衡主要决定了氧化应激、肾血流动力学和排泄功能,导致钠潴留,有助于盐敏感高血压的发展。已知SHR大鼠Na+/H+交换体(NHE)活性比WKY高2倍,Dahl盐抵抗大鼠予高盐饮食11周时NHE活性SHR相同,但SHR血压很高,Dahl盐抵抗大鼠血压无变化。故认为没有理由相信NHE活性和NHE3表达是SHR或Dahl鼠高血压的诱发原因。

肾内多巴胺调整钠转运并和肾神经介质系统相互作用。异常的肾多巴胺产量和受体功能曾被报道在人类盐敏感和低肾素高血压,如同遗传性动物模型,包括Dahl盐敏感和SHR大鼠。肾脏近端小管D1受体信号转导缺陷将减少多巴胺对钠转运的抑制和促成钠潴留和高血压,但这似乎并不是原发性高血压的基本机制。

Dahl盐敏感大鼠不同于DOCA盐敏感和肾次全切(SN)盐敏感大鼠,神经递质降钙素基因相关肽(CGRP)和P物质(SP)在这种盐敏感高血压中没有起到反向调节作用。在获得性盐敏感高血压模型中,CGRP和SP能起反向调节角色。相反,这些肽类神经介质在SHR大鼠中是降低的,故促进血压升高。用Dahl盐敏感大鼠研究VEGF与高血压,结果表明高盐损害肾VEGF信号转导系统,因此Dahl盐敏感大鼠可以作为研究盐敏感高血压肾脏 VEGF信号通路作用机制动物模型。

噻唑烷二酮类药能明显降低Dahl盐敏感大鼠血压,这种心血管药物并不是直接与代谢功能或激活PPARγ活性来作用。这表明可能发现胰岛素增感因子具有益心血管的药理特点。缬沙坦对Dahl盐敏感大鼠心血管保护作用,可能部分通过缓激肽-eNOS、氧化应激途径。给予Dahl盐敏感大鼠氯沙坦和硝苯地平治疗时发现单药都能降压并改善主动脉和左室肥大,但只有两药联合时才能减少主动脉转化生长因子β(TGFβ)和左心室脑钠素的表达,两药联用可减少蛋白尿、尿肌酐排泄率、肾脏胶原Ⅲ、Ⅵ。给予DS大鼠免疫抑制剂麦考酚酸吗乙酯,能降低血压[(122±2)mmHg对(139±4)mmHg],白蛋白排泄率也显著降低。实验表明,免疫系统激活和肾免疫细胞浸润在DS大鼠高血压进展和肾损害具重要作用。

作为独特的盐敏感高血压的遗传性大鼠,Dahl盐敏感大鼠在揭示盐敏感高血压发病分子机制和靶器官损害及其药物干预治疗方面发挥着不可替代的作用。


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