本文刊于:中华心血管病杂志,2018,46(2) : 137-142

作者:高艳香* 刘瑜婷 张亚运 邱娇娇 赵婷婷 于长安 郑金刚

单位：中日友好医院*

主动脉夹层（aortic dissection, AD）是一种严重危及生命的心血管系统疾病，起病急骤，病情凶险，可在短期内造成主动脉破裂导致患者死亡^[1]。目前介入治疗和人工血管置换术是治疗主动脉夹层破裂的主要方法，但手术风险高，患者的远期疗效和预后差。因此，建立有效的动物模型深入研究主动脉夹层的发病机制对于寻找新的治疗靶点及其预防具有重要意义。经典的建立主动脉夹层动物模型的方法是利用血管紧张素Ⅱ皮下埋泵的方式持续刺激老龄鼠或载脂蛋白E基因敲除（ApoE^-/-）小鼠^[2,3]，或通过腹腔注射血管紧张素Ⅱ的方式^[4]。但上述建模方式主动脉夹层的发生率较低、成本高，且不适于主动脉夹层的预测和治疗药物的研究。因此，建立一种稳定的动物模型是主动脉夹层治疗药物和发病机制研究的重要工作基础。β-氨基丙腈（β-aminopropionitrile，BAPN），是一种赖氨酰氧化酶抑制剂，通过抑制胶原和弹性蛋白交联，破坏动脉壁结构的完整性^[5]。早期有研究表明，持续给予幼年啮齿类动物BAPN处理可引起动脉中层变性，导致动脉夹层和动脉瘤形成^[6]。但是使用BAPN的方式和剂量不同，导致主动脉夹层形成和动脉瘤破裂的比例差异很大。因此，本研究采用不同剂量的BAPN饮水处理幼年C57B1/6J雄性小鼠，以期探索出一种稳定可靠的、可模拟人类主动脉夹层的小鼠模型。

结果

1．小鼠一般情况（图1）：

BAPN：β-氨基丙腈；每组10只小鼠；1 mmHg=0.133 kPa

图1 各组小鼠的一般情况

4组小鼠的体重、饮水量、血压均随周龄的增长而增加，组间差异均无统计学意义（P均>0.05），4组小鼠的心率差异亦无统计学意义（P>0.05）。提示本研究所用的各浓度的BAPN饮水对小鼠的体重、饮水量、心率和血压均无明显影响。

2．小鼠死亡率和夹层发生率（图2，表1）：

对照组、BAPN 0.2 g·kg^-1·d^-1组、BAPN 0.4 g·kg^-1·d^-1组和BAPN 0.8 g·kg^-1·d^-1组小鼠主动脉夹层发生率分别为0、30%（3/10）、50%（5/10）和90%（9/10），夹层破裂死亡率分别为0、20%（2/10）、40%（4/10）和70%（7/10），随着饮水中BAPN浓度的增加，小鼠主动脉夹层发生率和夹层破裂死亡率升高。其中，BAPN 0.8 g·kg^-1·d^-1组小鼠的主动脉夹层发生率和夹层破裂死亡率均显著高于对照组（P均<0.05）。BAPN 0.8 g·kg^-1·d^-1组10只小鼠中，7只死于夹层动脉瘤破裂，其中5只发生在胸主动脉，2只发生在腹主动脉。BAPN饮水处理后第15天小鼠开始出现主动脉夹层破裂死亡，平均死亡时间约为22 d。

3．小鼠主动脉大体解剖（图3）：

对照组、BAPN 0.2 g·kg^-1·d^-1组、BAPN 0.4 g·kg^-1·d^-1组和BAPN 0.8 g·kg^-1·d^-1组小鼠胸主动脉最大直径分别为（1.38±0.19）、（2.43±1.56）、（2.45±1.28）和（2.87±0.57）mm，腹主动脉最大直径分别为（1.23±0.13）、（1.30±0.26）、（1.30±0.31）和（1.95±0.81） mm，随着饮水中BAPN浓度的增加，小鼠胸主动脉和腹主动脉最大直径均增加。其中，BAPN 0.8 g·kg^-1·d^-1组小鼠胸主动脉直径和腹主动脉直径均显著大于对照组（P均<0.05）。

4．小鼠主动脉形态学（图4）：

小鼠主动脉组织切片HE染色结果可见BAPN 0.8 g·kg^-1·d^-1组小鼠胸主动脉夹层形成，假腔内充满红细胞，而对照组血管壁结构完整，无假腔行成。维多利亚蓝-天狼星红染色可见BAPN 0.8 g·kg^-1·d^-1组小鼠胸主动脉血管壁结构破坏，弹力板断裂，而对照组弹力板结构完整，无断裂。

讨论

近年来临床上引进了许多治疗主动脉夹层的新技术，投入了大量的资源，但主动脉夹层仍然是高死亡率的致命性血管疾病^[7,8]。因此，研发可以控制疾病快速进展和阻止夹层动脉瘤破裂的药物疗法十分必要。以往建立大动物主动脉夹层模型主要用于研究新的外科手术方案^[9,10,11]，而本研究主要目的是通过建立稳定可靠的小动物主动脉夹层模型，为主动脉夹层的机制研究和治疗药物的研发提供有效工具。

BAPN是赖氨酰氧化酶的抑制剂，后者参与弹性蛋白纤维和胶原蛋白纤维交联，在维持弹力板的稳态中起重要作用。随着年龄的增长，赖氨酰氧化酶活性下降^[12]，因此应选择在幼年快速生长期的小鼠给予BAPN处理，而不是在成年期。此外，在人群中男性主动脉夹层发生率高于女性，并且C57B1/6J小鼠为心血管疾病研究常用小鼠，所以本研究最终选择3周龄雄性C57B1/6J小鼠作为实验对象。有研究表明，BAPN能减轻饮食诱导的肥胖兔子的体重，改善新陈代谢，还可以降低高血压大鼠的血压^[13]。而本研究中，BAPN对C57B1/6J小鼠的体重、饮水量、血压和心率均未见明显影响。

许多研究表明BAPN可有效诱发小鼠或兔子主动脉夹层^[14,15]。本研究采用不同剂量BAPN处理，同时对收集的数据进行差异性分析，以期获得在同一水平上较为可靠的小鼠主动脉夹层模型。随着BAPN饮水浓度的提高，小鼠死亡率和主动脉夹层发生率均增加，表明主动脉夹层动脉瘤的发生对BAPN具有剂量依赖性。近期一项研究表明给予幼年小鼠高浓度BAPN（1 g·kg^-1·d^-1）饮水导致主动脉夹层发生率达87%^[16]，也印证了本研究结果，但其局限于高夹层发生率的小鼠。本研究找到了BAPN给药诱发C57Bl/6J小鼠主动脉夹层发生的量效线性相关区间，为探讨特定基因在体过表达、敲除或药物对主动脉夹层的抑制或促进均提供了有效工具，研究特定基因或药物对主动脉夹层恶化作用可以使用低剂量BAPN（0.2 g·kg^-1·d^-1）饮水夹层模型，研究主动脉夹层保护因素可以使用高剂量BAPN（0.8 g·kg^-1·d^-1）饮水夹层模型。

本研究结果表明，给予C57B1/6J小鼠不同剂量BAPN饮水可成功建立相应主动脉夹层发生率的动物模型，方法简单可靠。虽然这种模型与人群中主要由高血压所致的夹层发病机制不完全相同，但是其模拟了主动脉夹层发生前期主动脉中层变性，血管壁弹力板破坏，稳定性降低，从而促使夹层形成的过程。这一慢性进展过程对探索主动脉夹层发病前期血管形态学及病理生理学变化具有十分重要的价值。通过对夹层发病早期机制的研究，研发可以提早干预夹层发生及进展的药物，对临床预防主动脉夹层的发生具有重要意义。

参考文献（略）