突破传统局限，打破僵局的创新小鼠微创血栓性中风模型

时间：2025年5月12日

来源：Nature Communications

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目前缺血性中风治疗面临诸多困境，现有动物模型存在缺陷。研究人员开发小鼠微创血栓性中风模型（tMPS）。该模型可在清醒小鼠中诱导中风，有可重复性，tPA 治疗有效。这为中风研究提供新工具，推动中风治疗发展。

中风，这个健康 “杀手”，在全球范围内肆意横行，每 40 秒就有一人深受其害，其中约 87% 为缺血性中风，多由大脑中动脉（MCA）被血栓堵塞引发。面对如此严峻的形势，改善现有治疗手段、开发新疗法迫在眉睫，而这离不开精准模拟人类疾病的动物模型。然而，当下常用的 MCA 闭塞模型却问题重重，比如会产生超出 MCA 区域的大面积梗死，与人类中风情况不符；需要麻醉，干扰研究结果；缺乏再灌注过程，无法模拟临床实际；难以兼容体内成像技术；开颅操作影响缺血后炎症反应和脑血流动力学等，严重阻碍了中风研究的进展。

为打破这一僵局，美国威尔康奈尔医学院（Weill Cornell Medicine）Feil Family Brain and Mind Research Institute 的 Kimberly Marks、Josef Anrather 等研究人员，投身于中风模型的创新研究。他们成功开发出一种新颖的小鼠微创血栓性中风模型（tMPS），相关成果发表于《Nature Communications》，为中风研究领域带来新的曙光。

在技术方法上，研究人员主要采用了以下关键技术：一是通过静脉注射凝血酶包被的磁性纳米颗粒（tMP），并在颅骨外放置磁铁，使颗粒聚集在 MCA，实现血管闭塞，模拟中风过程；二是运用激光多普勒血流仪（LDF）和激光散斑成像（LSI）监测脑血流变化，直观反映中风及再灌注情况；三是进行行为学测试，如挂线测试、转角测试和黏贴去除测试，评估小鼠的神经功能缺损；四是借助免疫组化、流式细胞术等手段，研究中风后免疫细胞浸润和细胞变化。

研究结果如下：

MCA 闭塞与内源性再灌注：研究人员通过优化磁性纳米颗粒，发现 500nm 的 tMP 可使 MCA 区域脑血流下降 85% 以上，且在移除磁铁后能实现渐进性内源性再灌注，到第 5 天血流基本恢复到对侧水平。给予 tPA 治疗后，能显著缩小梗死体积。
颗粒分布与生理影响：tMP 主要聚集在肝脏的库普弗细胞（Kupffer cells）中，对肝脏功能指标及全身炎症标记物影响较小，不会引发额外的全身炎症反应，表明其生物相容性良好。
行为学缺陷：接受 tMPS 的小鼠在多项行为学测试中表现出明显的神经功能障碍，如挂线测试中悬挂时间缩短、转角测试中偏向梗死侧、黏贴去除测试中接触和移除黏贴的时间延长，而 tPA 治疗可改善这些缺陷。
免疫细胞浸润：中风后，同侧皮层的 CD45^hi浸润白细胞、Ly6C 单核细胞衍生细胞、中性粒细胞、T 细胞和 NK 细胞等免疫细胞数量显著增加，反映出中风引发的免疫反应动态变化。
体内成像：tMPS 手术可配合无创薄颅骨颅窗和头板进行多光子成像，观察到注射 tMP 后红细胞速度减慢、血管直径减小、血流动力学改变等现象，为深入研究中风病理提供了直观依据。
清醒小鼠实验：tMPS 模型可在清醒小鼠中诱导中风，避免了麻醉对研究结果的干扰。与麻醉状态相比，清醒状态下诱导的中风梗死体积更大。同时，研究发现昼夜节律对梗死体积无显著影响。

在研究结论和讨论部分，tMPS 模型展现出诸多优势。它首次实现了在清醒、非麻醉小鼠中模拟血栓性大动脉闭塞，避免了吸入性麻醉剂的潜在干扰，为研究中风的生理病理机制提供了更真实的模型。其具有内源性再灌注特点，与人类中风患者部分自发再灌注现象相似，有助于研究再灌注相关机制。此外，该模型可模拟颈动脉狭窄，与人类中风的主要病因相关，且对整体生理参数影响小，还能兼容体内成像，便于研究脑膜在中风中的作用。然而，该模型也存在一些局限性，如尾静脉注射技术要求高、清醒小鼠中风梗死体积变异系数较大、未研究血脑屏障破坏等问题，且未在不同年龄组和更多生理状态下进行测试。尽管如此，tMPS 模型的出现，仍为中风研究开辟了新的道路，有望推动中风治疗领域取得新的突破，为改善患者预后带来新的希望。