自发性高血压大鼠模型详细介绍

自发性高血压大鼠(SHR,spontaneously hypertensive rats)是原发性自发形成高血压的大鼠,也是最常用于遗传性(原发性)高血压及其并发症的实验动物。

自发性高血压大鼠(SHR)的由来:

小编对SHR大鼠来历进行了文献调研,发现一些国际著名的实验动物生产单位在网上提供的SHR资料很少,甚至描述有误。论证结果如下:

在1961年左右,日本京都大学(Kyoto University)医学院Okamoto(Kozo Okamoto)实验室在Wistar大鼠中将具有自发性高血压(尾静脉压即收缩压150~175mmHg)的雄性Wistar大鼠(7周龄)与血压稍高于平均水平的(收缩压140~150mmHg)雌性Wistar大鼠交配,从所得的F1代开始进行近交筛选。在近交筛选过程中观察到,随着代数增加,自发性高血压发生率逐渐增大,而发生的时间(年龄)越来越早,严重高血压(高于200mmHg)的大鼠发生率也越来越高。最终形成了所有雄性和雌性自发高血压发生率100%的近交系SHR。1963年Okamoto和Aoki(Kyuzo Aoki)正式发表了SHR构建过程,但此前已经在1961年和1962年的一些学术会议上进行了介绍。至于何时开始开展上述工作,不清楚。1969年,美国国立卫生研究院(NIH)引进了SHR。

那么,Okamoto最初筛选高血压大鼠所用的Wistar品系大鼠的情况又是怎样的呢?根据该作者论文中的介绍是:

1938年,东京大学从美国Wistar研究所获得Wistar品系大鼠,1944年转到北海道大学,1951年到达京都大学动物中心,至此已经一直进行近交维持。Okamoto实验室就是从这些维持繁殖的Wistar大鼠进行上述SHR筛选实验的。在筛选过程中,就是以该单位提供的正常血压的Wistar大鼠作为对照。由于采取了近交维持措施,该品系大鼠已经与原先的Wistar大鼠有了差别,故称为京都种Wistar大鼠,即Wistar Kyoto(WKY)大鼠。

自发性高血压大鼠的特点:

(1) 高血压。

高血压自发率为100%。

在出生后和4周龄前尚未形成高血压。在4~6周龄期间,在无任何应激刺激(物理、药物、手术等因素)下,自发形成高血压,这些环境因素影响高血压的程度,因此,对温度、声、光等饲养环境要求严格。5周龄的SHR大鼠血压可达150mmHg,成年后血压可达180~200mmHg,甚至可达200mmHg以上。

(2) 高血压性心血管病变。

13周龄左右,心肌细胞肥大,24周龄后左心室壁肥厚进行性加重,心肌胶原含量明显增加,以后因日益加重的心肌纤维化和心肌间质重构而引起心脏舒缩功能障碍。SHR大鼠高血压的发病和心输出量增加有关。随高血压进展,心输出量恢复正常,而总外周阻力增加。大约在40~50周龄之间,表现为心脏和血管肥厚。可出现充血性心功能衰竭。

SHR的高血压中包含肺性高血压和肺静脉括约肌肥厚,因此,也可作为肺性高血压模型。

中风(脑卒中)的发病率低于10%。

(3) 学习和认知功能异常。

与对照鼠比较,3月龄~12月龄时学习记忆和认知功能下降,18周龄后没有发现明显差别。胆碱能神经功能下降非常类似于血管性痴呆(vascular dementia,VaD)。而多巴胺能神经功能下降和去甲肾上腺素能神经功能增强,非常类似于儿童学习障碍和注意力缺乏多动症( attention-deficit with hyperactivity disorder,ADHD)。因此,SHR适用于ADHD研究的实验动物模型。在作为ADHD模型时,一般是在7周龄之前使用,因为SHR在此之后发生高血压。

(4) 脑功能其他改变

脑萎缩和神经元和胶质细胞减少,类似于人类高血压性脑病变。

(5) 血压与年龄的关系

随年龄增加,血压增大。

(6) 盐敏感

高盐饲料喂养后血压进一步升高。

(7) 限制饮食热量摄入可以抑制血压升高。

SHR自发性高血压的原因:

基因性高血压。肾脏的改变在自发性高血压中发挥关键作用:SHR的肾脏移植到血压正常大鼠引起后者血压升高,反之,正常血压大鼠的肾脏移植到SHR,血压下降。SHR肾脏的决定作用似乎与人类的原发性高血压相似。

自发性高血压大鼠使用注意点:

(1) 不同单位之间提供的SHR可能有差别。

例如,查尔斯河实验室(Charles River Laboratories)和Taconic Farms从美国NIH引种分别是在F32和F33,而Harlan公司(Harlan Sprague-Dawley)是在NIH完全近交之后10年左右引种。此外,不同单位还存在近交代数不同的问题。虽然这些方面不能肯定会导致不同单位SHR之间存在的差异,但是,研究表明不同单位的SHR确实存在差别,例如,早在1986年已经报道,不同单位SHR的红细胞抗原RT8存在差异。

(2) 对照动物:应当是Wistar Kyoto大鼠(WKY大鼠)。

(3) 饲养环境要求严格,避免应激性刺激。

(4) 摄食量、体重低于对照大鼠。

自发性高血压大鼠喂养方法:

饲料中多种成分影响血压和内分泌,例如,高盐、碳水化合物类型(如,高糖饲料,高果糖饲料,等)、脂肪类型和脂肪含量(如,高脂饲料、脂肪酸缺乏或过多),等。

建议从断乳开始到使用前这段时间采用AIN93标准饲料或者AIN76标准饲料。

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