动物建模 | MCAO动物模型的建立：线栓法全流程解析与实操指南

导语

 脑卒中（中风）是全球范围内致残和致死率最高的疾病之一，其中缺血性脑卒中占80%以上。研究脑缺血的病理机制和药物疗效，离不开可靠的动物模型。大脑中动脉阻塞模型（MCAO）因其能够模拟人类脑缺血的核心病理特征，成为神经科学研究中的“金标准”。

一、模型原理与核心价值 MCAO模型通过机械性阻塞大鼠或小鼠的大脑中动脉（MCA），造成局部脑组织缺血，模拟人类缺血性脑卒中的血流中断、神经元损伤及再灌注损伤过程。

根据阻塞时间不同，可分为：

•永久性MCAO：持续阻塞血管，模拟不可逆性脑梗死；

•暂时性MCAO：阻塞一定时间后撤出线栓，模拟溶栓后再灌注损伤。

模型优势：

1.可精准控制缺血时间与范围；

2.适用于研究神经保护剂、溶栓药物的疗效；

3.结合行为学、影像学（如MRI）和分子生物学技术，全面解析脑损伤机制。

二、实验材料准备

1. 实验动物选择

•品系：成年SD大鼠（体重280-320g）或C57BL/6小鼠（体重25-30g），雄性更常用（避免雌性激素干扰）；

•术前准备：适应性饲养1周，自由进食饮水，术前12小时禁食（不禁水）。

2. 主要试剂与器械

•线栓：

•大鼠：直径0.28-0.32mm的尼龙线（头端涂覆硅胶或加热成球形，直径0.35-0.4mm）；

•小鼠：直径0.18-0.22mm单丝尼龙线（头端处理为钝圆）。

•麻醉剂：10%水合氯醛（3.5ml/kg腹腔注射）或异氟烷气体麻醉（诱导期4%，维持期1.5-2%）；

•手术器械：显微手术剪、镊子、动脉夹、缝合线（4-0或5-0）、电热毯（维持体温37℃）；

•术后检测工具：神经功能评分表、TTC染色试剂、激光多普勒血流仪。

三、手术操作全流程详解

1. 麻醉与术前固定

•腹腔注射10%水合氯醛（大鼠3.5ml/kg，小鼠0.1ml/10g），待动物翻正反射消失后，仰卧位固定于手术台；

•剃毛消毒：剃除颈部及左眼外眦至耳后区域毛发，碘伏消毒皮肤。

2. 颈总动脉（CCA）分离

•沿颈部正中切开皮肤（大鼠切口长度约2cm，小鼠1cm），钝性分离皮下筋膜；

•游离左侧胸锁乳突肌，暴露左侧颈总动脉（CCA）、颈外动脉（ECA）和颈内动脉（ICA）；

•结扎ECA远心端（4-0丝线），近心端用动脉夹临时阻断血流。

3. 线栓插入与MCA阻塞

•在ECA结扎点近心端剪一小口，将预处理的线栓（头端涂硅胶标记插入深度）轻柔插入ECA，经ICA分叉处进入大脑中动脉（MCA）；

•关键深度： •大鼠：线栓插入深度18-20mm（从颈总动脉分叉处计算）；

•小鼠：插入深度10-12mm；

•固定线栓，缝合皮肤，保留线栓外露部分以便后续再灌注时取出。

4. 再灌注操作（适用于暂时性MCAO）

•缺血时间通常设定为60-120分钟（根据实验需求调整）；

•到达设定时间后，缓慢撤出线栓，恢复MCA血流，结扎ECA切口。

5. 术后护理

•保温：术后将动物置于37℃电热毯上直至苏醒，避免低体温加重脑损伤；

•补液：皮下注射1ml生理盐水（大鼠）或0.3ml（小鼠），防止脱水；

•疼痛管理：术后24小时内可给予布洛芬（5mg/kg）缓解疼痛。

四、模型验证与评估

1. 神经功能评分（术后24小时） 

采用Longa评分法评估行为缺陷：

0分：无异常；

1分：左前肢无法完全伸展；

2分：行走时向左侧转圈；

3分：行走时向左侧倾倒；

4分：无法自主行走，意识丧失。

合格标准：模型组平均评分≥2分。

2. 脑血流监测（术中）

•使用激光多普勒血流仪监测MCA区域血流，阻塞成功时血流下降至基线的20%以下；

•再灌注后血流恢复至基线60%以上。

3. TTC染色（术后24-48小时）

•断头取脑，-20℃速冻20分钟，冠状切片（厚度2mm）；

•浸入2% TTC溶液（37℃避光孵育30分钟），正常脑组织呈红色，梗死区苍白色；

•计算梗死体积占比：梗死面积/全脑面积×100%。

五、注意事项与常见问题

1. 死亡率控制

•大鼠术后死亡率应＜20%，小鼠＜30%。

若死亡率过高，需检查麻醉剂量、手术操作无菌性及术后护理。

2. 手术细节优化

•线栓选择：线栓直径需与动物血管匹配，过粗易损伤血管，过细无法有效阻塞； •插入角度：线栓进入ICA时需保持与血管平行，避免刺破血管壁。

3. 常见失败原因

•模型不成功：线栓插入深度不足、MCA未完全阻塞，需通过预实验调整深度；

•脑出血：线栓头端过于尖锐或插入力度过大，应使用钝头线栓并轻柔操作；

•高死亡率：麻醉过量或术后感染，需严格无菌操作并监测动物状态。