脑缺血后再灌注模型（MCAO）

一、模型定义与核心原理

MCAO/R模型通过机械性阻断大脑中动脉（MCA）血流，模拟人类缺血性脑卒中后血流中断及恢复再灌注的病理过程，核心在于研究缺血核心区梗死与再灌注继发性损伤（如自由基爆发、炎症级联反应）。

• 病理机制：

  • 缺血期：血流中断→ATP耗竭→兴奋性氨基酸释放→钙超载→神经元凋亡/坏死。
  • 再灌注期：氧自由基爆发→线粒体功能障碍→血脑屏障（BBB）破坏→炎症细胞浸润→继发性脑水肿与神经损伤。

• 与永久性MCAO的区别：

  特性	MCAO/R（再灌注模型）	永久性MCAO
  血流恢复	缺血后撤栓实现再灌注	无再灌注
  模拟病理	梗死 + 再灌注损伤	不可逆梗死
  应用重点	溶栓治疗、神经保护剂评价	急性缺血机制研究

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二、标准化操作流程

（一）动物选择与术前准备

• 物种：
  • 大鼠：SD大鼠（280–320g），血管韧性好，操作容错率高。
  • 小鼠：C57BL/6（遗传背景清晰）或昆明小鼠（成本低，但血管更脆弱）。
• 术前处理：禁食12小时，气体麻醉（异氟烷），维持体温37±0.5℃。

（二）手术关键步骤（线栓法）

1. 血管暴露：
   • 颈部正中切口，分离颈总动脉（CCA）、颈外动脉（ECA）、颈内动脉（ICA）。
   • 结扎ECA及其分支，ECA近端预留活结。
2. 线栓插入与缺血：
   • 线栓规格：

• 大鼠：尼龙线直径0.26–0.28mm，硅胶头端（减少血管损伤）。
• 小鼠：尼龙线直径0.128mm，插入深度0.8–0.9cm（自CCA分叉处计）。
  • 插入路径：经ECA残端插入ICA，推进至MCA起始部（血流阻断验证：激光多普勒监测血流降至基线10%以下）。

1. 再灌注实现：
   • 缺血时长通常为60–120分钟（依研究目标调整），轻柔撤出线栓恢复血流。
   • 注意事项：拔线过快易导致血管破裂出血（死亡率↑）。

（三）术后管理

• 并发症预防：
  • 术后注射抗生素（2.5 mL/kg），保温复苏，自由饮水。
  • 监测呼吸与神经体征，及时处理脑水肿。

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三、模型评价体系

（一）神经功能评分（术后24h）

评分系统	评价标准	应用范围
Longa 5分制	0分（正常）→4分（不能行走）	快速初筛
改良mNSS	细化运动、感觉、反射（0–18分）	长期恢复评价
12分法	综合平衡、爬行、触觉等指标	高精度研究

模型成功标准：评分≥2分（Longa）或 mNSS显著高于假手术组（p<0.05）。

（二）脑损伤与梗死定量

1. TTC染色（金标准）：
   • 原理：活细胞染红色（脱氢酶活性），梗死区苍白色。
   • 结果：MCAO/R大鼠梗死体积占比达30–50%。
2. 组织病理学：
   • H&E染色：观察神经元坏死、核固缩、炎性浸润。
   • 免疫组化：

• NeuN（神经元丢失）：缺血区表达降低＞60%。
• GFAP（星形胶质细胞活化）：表达升高70%。

1. 脑水肿检测：
   • 干湿重法：缺血半球含水量显著升高（82.5±2.1% vs. 对侧78.4±1.3%）。

（三）分子与代谢指标

• 氧化应激：SOD活性↓、MDA水平↑（p<0.01）。
• 血脑屏障完整性：Evans蓝渗出量增加。
• 代谢组学：GC-MS/NMR检测脑组织乳酸↑、ATP↓、兴奋性氨基酸紊乱。