(1)复制方法 6周龄雄性Wiser大鼠。野百合碱(MCT)用乙醇和生理盐水(2:8)混合液配成质量分数为1%~2%的溶液,按照50~60mg/kg体重的剂量腹腔注射1次,14~21d即形成大鼠肺心病急性发作期动物模型。模型建立后3周左右进行血流动力学指标测定:大鼠麻醉后固定于手术台上。用充盈肝素溶液的PV—1肺动脉专用插管(外径0.82mm)从分离的右颈外静脉经右心房及右心室插管至肺动脉内,导管接压力换能器,通过多导生理记录仪记录右心室收缩压(RVSP)、肺动脉收缩压(PASP)、肺动脉舒张压(PADP),计算平均肺动脉压(mPAP)。心、肺称重:待肺血流动力学指标测定完毕后,开胸向肺动脉内注入生理盐水。洗出肺内血液,剪去肺门,滤纸吸去表面水分,称量肺湿质量(wW);取出心脏,去心房,游离右心室自由壁(RV)和左室加室间隔(LV+S),冰盐水洗净血液,以滤纸吸去水分,分别称取质量,计算右心肥厚指数[RV/LV+S]及肺渗出指数[wW/BW(×1000)](BW为体重)。模型建立后3周动物的mPAP以及右心肥厚指数均明显增加。右肺组织中性甲醛中固定24h后,石蜡包埋、切片,醛品红一Van Gieson染色,光镜下观察各组右肺血管病理形态学改变。模型组腹腔注射药物1周后,大鼠活动明显减少,喘促,食量减少,毛发直立,鼻部及唇周紫绀;3周后见肺表面凹凸不平,呈灰白色,弹性差,多处局灶性淤血征,右心室明显增厚。光镜下注射MCT 3周后,肺内肌型动脉和腺泡动脉中膜厚度比例均明显增大,以腺泡动脉更为明显。肺血管内皮细胞肿胀,呈立方形或柱状突向血管腔内,核形变圆,甚或坏死脱落,发生血小板性血栓;肺血管渗出明显,血管壁增厚,管腔变狭窄,甚至完全闭塞,出现明显的血管周围炎。
(2)模型特点 野百合碱是双吡咯类生物碱,在肝脏内经P450单氧化酶转化后,经由血液循环到达肺脏,可引起肺血管不可逆性损伤。肺血管内皮细胞被认为是MCT的靶细胞,内皮细胞损伤在肺血管重建过程中起着关键作用。单次注射MCT后肺动脉内皮细胞出现肿胀、变性和坏死脱落,伴血小板性血栓形成,从形态学方面证实了这一观点。MCT损伤内皮细胞后,引起内皮细胞功能障碍,异常释放多种生物活性物质(如ET、PDGF、bFGF等),促进了血栓形成和平滑肌细胞增生,肺动脉肌化明显增强,肺血管结构重建,引起肺动脉高压。导致肺心病。MCT选择性损伤肺血管内皮。值得注意的是,本模型大鼠3周内即可完成慢性肺动脉高压模型建立,明显短于既往的单纯分流方法。大鼠价格低廉、手术过程相对简单、实验重复性好,适用于肺动脉高压实验研究。一次性注射野百合碱即可特异性引起大鼠肺血管损伤、重建,并最终引起肺血管重构核右心室肥大,因此MCT注射大鼠常被用做肺动脉高压的模型。
(3)比较医学 肺心病是多病因、致病机制复杂的临床疑难病,肺血管重建和右心肥大是其形态学的特征表现。由 MCT引起的肺心病在病理变化上具有以下与临床相似的特征:①肺血管内皮细胞损伤:肺血管内皮细胞被认为是 MCT损伤的靶细胞。MCT在肝脏内转化为吡咯野百合碱(Monocrotaline Pyrrole,MCTP)等活性吡咯类衍生物后,经血液循环到达肺脏,引起肺血管内皮细胞不可逆性的损伤。光、电镜下均观察到大鼠肺动脉内皮细胞肿胀、变性和坏死脱落,支持MCT以肺血管内皮细胞为靶细胞的观点。②微血管血小板性血栓形成:MCT引起内皮细胞变性、坏死脱落后,内皮细胞下的胶原裸露,可促发血栓形成。此模型可以观察到在内皮细胞脱落的小血管内,有血小板性血栓形成。③弹性膜断裂、堆积:MCT可引起血管弹性膜断裂。血管周围的炎性反应是其中的原因之一。④肺动脉肌化增强:MCT引起肺动脉肌化增强,肺腺泡内动脉肌性动脉比例增加。这些新肌化血管中的平滑肌细胞可能来源于血管周细胞和原位中间型细胞。
因此,一次性注射MCT即可引起肺血管损伤、重建,导致肺心病;在此过程中,血管内皮细胞起着关键作用;肌化的肺动脉中膜平滑肌细胞可能来源于血管周细胞和原位的中间型细胞。如果将MCT引起的肺心病动物模型再加上低氧负荷以及肺部的机械损伤等其他的致病因素,将更有利于研究对特异病因引起的肺心病的治疗作用。