医源性损伤再现：大鼠尿道狭窄建模的电切术技术

摘要

本研究介绍了一种通过电切术损伤大鼠尿道而建立的新型、高效且稳定的尿道狭窄大鼠模型，该模型能有效模拟临床中观察到的医源性损伤。

摘要

尿道狭窄（US）是泌尿外科一种常见的临床疾病，其特点是在所有年龄段中发病率和病理性改变均较高。目前针对尿道狭窄的治疗方法，如尿道扩张术和内镜下尿道切开术，均无法完全治愈该疾病，且复发率和并发症发生率较高。

此外，尿道狭窄（US）的发病机制尚不明确。为了探索其发病机制并开发新的治疗策略，建立一个能够准确反映临床表现的标准化大鼠模型至关重要。本研究介绍了一种使用高频电刀在大鼠中诱导尿道狭窄的简便且可重复的方法。该方法采用设定为单极混合切割模式、功率4 W的电刀进行纵向切口，从而造成显著的尿道损伤。组织病理学分析显示尿道上皮增厚、炎症细胞浸润以及胶原纤维排列紊乱。该模型有效模拟了大鼠尿道内电切术所致的医源性损伤。综上所述，本研究成功建立了一种新型、高效且稳定的大鼠尿道狭窄模型，能够紧密模拟临床情况，为深入研究尿道狭窄的发病机制及开发新的治疗方法提供了有价值的工具。

引言

尿道狭窄（US）是最古老的泌尿系统疾病之一，至今仍广泛存在。近期数据显示，每10万名男性中约有229至627例尿道狭窄患者¹。患有尿道狭窄的患者会出现一系列症状，包括下尿路症状²、疼痛³以及性功能障碍⁴。目前有多种治疗方法可供选择，如尿道切开术、尿道成形术和尿道扩张术⁵。然而，这些治疗常伴随出血、感染和尿失禁等问题，增加了疾病负担，并表现出不同的复发率^6,7。因此，确定最有效的治疗方案仍是研究人员和临床医生面临的重要挑战。

尿道狭窄（US）通常表现为由于尿道黏膜及其周围海绵体组织的纤维化和瘢痕化导致的前尿道管腔狭窄⁸。尽管该病较为常见，但其病因和发病机制尚不明确，且目前缺乏适用于深入研究的合适动物模型。医源性损伤，尤其是经尿道手术所致的损伤，是当前尿道狭窄的主要原因，占病例总数的41%⁹。因此，理想的尿道狭窄研究动物模型应能准确模拟临床常见的损伤情况，具有与人类相近的基因组和蛋白质组相似性，并具备良好的稳定性和可重复性。此类模型将....

方案

本研究使用了二十只6月龄的雄性Sprague-Dawley大鼠，每只体重为400–500 g。所有动物实验均遵循中山大学第五附属医院机构动物护理和使用委员会的指导方针进行（批准编号：00349）。动物饲养于温度和光照条件受控的设施中。尿道狭窄的一个基本特征是尿道内瘢痕组织的形成。根据已确立的瘢痕形成时间线，即通常在损伤后4周内发生，我们将术后4周时尿道内出现可辨识的瘢痕组织作为实验终点。

1. 外科手术器械的准备

1. 准备以下手术材料：特氟龙涂层导管（0.6 x 1 mm）、可吸收缝线（6-0）、缝合剪、组织镊、持针钳、平头镊、高频电外科设备（图1），包括高频电刀面板、手术电极高频电刀以及肛门导电棒（参见材料表）。
2. 使用含75%乙醇的酒精棉片清洁手术区域。
3. 准备以单极电切模式使用高频电刀。
   1. 使用电源线将高频电刀连接至接地的220 V主电源。
   2. 将已灭菌的手控刀柄和导电棒分别插入对应的插孔中（图1C）。
      注意：确保所有电源线均牢固连接，以保障手术安全。

2. 动物准备....

结果

本研究中所述方案成功在大鼠中建立了稳定的尿道狭窄模型，并表现出高度可重复性。手术平均持续时间为20分钟，操作过程中未出现技术问题。术后4周成功获取了尿道组织标本。

实验组大鼠的膀胱出现过度膨胀的迹象，而对照组大鼠的膀胱则呈空虚状态（图4）。这些观察结果表明，在实验建模后，大鼠的排尿功能出现了显著障碍。

术后四周，实验组伤口部位已形成蜡白色瘢痕组织，凸出于尿道表面(图5B)，而对照组尿道切口区域则呈现光滑、淡红色的正常外观(图5A)。

尿道组织切片经苏木精和伊红（H&E）染色后进行组织学检查，结果显示尿路上皮显著增厚，并伴有淋巴细胞聚集。此外，Masson染色发现明显的红染区域，提示尿道上皮组织出现增生和化生，且胶原纤维排.......

讨论

尿石症对医疗系统造成重大负担，并产生显著的经济影响，对患者的心理和生理健康均产生不利影响²⁰。目前仍需要一种不仅能彻底治愈尿石症，还能有效预防其复发的治疗方法。

在本研究中，我们采用大鼠模型建立了一种简单且可重复的方法，用于模拟患者尿道损伤，随后进行经尿道手术诱导的尿道损伤。大鼠作为动物模型备受青睐，因其成本低、易于操作、具有良好的重复性，并能提供可靠的数据。本研究所使用的大鼠模型相较于其他模型具有多项优势：该模型常用于各类组学分析，且易于管理。此外，啮齿类动物与人类在泌尿道上皮细胞基因表达上的相似性，使得大鼠尿道损伤模型特别适用于深入的研究²¹。

如图7所示，TGF-β在对照组和实验组的尿道全层均有表达，且实验组中TGF-β的表达水平明显高于对照组。既往研究已证实，损伤后尿道上皮细胞几乎都会发生表型转化，转变为肌成纤维细胞，而这一过程主要由TGF-β驱动。TGF-β通过调.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
可吸收缝合线（6-0）	KERONG COMPANY	KR2230814
动物手术垫	广东省生物医学成像重点实验室提供	NA
CaseViewer 2.4	3DHISTECH Ltd.
卡洛芬	Sigma-Aldrich	MFCD00079028
CoraLite488 标记山羊抗兔 IgG(H+L)	Proteintech	SA00013-2
H&E 染色试剂盒	Abcam	ab150669
高频电外科设备	北京泰科诺尔科技有限公司	ES-100v
Masson 染色试剂盒	Merck	HT15
持针钳	RWD 生命科学	S15001-11
石蜡油	NA	NA
平头镊	RWD 生命科学	F13019-12
戊巴比妥钠	广东省生物医学成像重点实验室	NA
Sprague–Dawley 大鼠	广东省医学实验动物中心	GDMLAC-035
缝合剪	RWD 生命科学	S15001-11
特氟龙涂层导管（0.6 mm × 1 mm）	DGZF 新材料公司	NA
TGF Beta 1 多克隆抗体	Proteintech	21898-1-AP
组织剪	RWD 生命科学	S13029-14