Обзорная статья
* These authors contributed equally
В этом обзоре систематически сравниваются экспериментальные модели CVST на животных, оценивая методы индукции, виды, обратимость, тяжесть, осуществимость, воспроизводимость, ограничения и трансляционную ценность для рационального отбора между существующими моделями.
Тромбоз венозного синуса мозга (CVST) — это редкое, но опасное для жизни заболевание цереброваскулярного заболевания, при котором животные модели необходимы для механистических и трансляционных исследований. Этот обзор систематически синтезирует экспериментальные модели CVST по видам и методам индукции с использованием заранее определённых критериев, включая состав тромба, обратимость, тяжесть, воспроизводимость, техническую осуществимость и клиническую значимость. Успешное внедрение моделей CVST определяется прямыми доказательствами окклюзии пазуха, при этом паренхимальные поражения считаются необязательными. Тромбоз, вызванный методами FeCl₃ или фотохимическими методами, как правило, обратим, тогда как модели, основанные на постоянной лигации, инъекции аутологичного тромба, баллонного катетера в сочетании с тромбином или водонабухающей резины, приводят к необратимой окклюзии.
Большинство моделей вызывают лёгкую патологию, тогда как тяжёлые фенотипы обычно требуют комбинированных вмешательств, таких как надувание баллонного катетера с тромбином, полная лигация тромбином или частичная лигация с введением тромбина и применением FeCl₃. Модели только с лигированием демонстрируют низкую воспроизводимость, тогда как фотохимические и баллонные катетерные модели ограничены специализированным оборудованием и техническими требованиями. С точки зрения трансляционной значимости, наиболее клинически применимы модели баллонных катетера крупных животных в сочетании с тромбогенными агентами и модели инъекции тромбов грызунам. Исследования тромболизаза или реканализации должны преимущественно использовать обратимые модели, избегая постоянного перевязывания или жёстких окклюзионных устройств. Модели на основе резины, набухающие водой, особенно подходят для изучения медленно прогрессирующих форм CVST. Внутрисосудистые исследования валидации устройств должны отдавать приоритет свинейским моделям с использованием баллонных катетеров в сочетании с тромбогенными агентами. Кроме того, разработка моделей, специфичных для этиологии, может способствовать доклинической оценке целевых механизмно-ориентированных терапевтических подходов, а нечеловеческих моделей приматов может дополнительно повысить трансляционную значимость.
Тромбоз венозного синуса мозга (CVST) — это редкое, но потенциально опасное для жизни заболевание, характеризующееся тромбозом в дуральных венозных пазух или церебральныхвенах 1. В отличие от артериального инсульта, CVST преимущественно поражает молодых взрослых, особенно женщин репродуктивного возраста, и проявляет различные клинические проявления — от головной боли и папилледемы до судорог, фокальных неврологических дефицитов и венозногоинфаркта 2,3. Лежащая в основе патофизиология многофакторна, включая венозный застой, повреждение эндотелиума и гиперкоагуляцию. Дополнительные факторы, способствующие местной механической обструкции, воспалительным расстройствам и системным протромботическимсостояниям 4,5,6.
Несмотря на достижения в области визуализации и терапии антикоагулянтами, CVST продолжает демонстрировать значительную заболеваемость и смертность, особенно в случаях тяжёлого или экстенсивноготромбоза 7,8. Клинические исследования остаются ограниченными из-за редкости и гетерогенности заболевания, что делает животные модели необходимыми для изучения патофизиологических механизмов, тестирования новых методов лечения и изучения гемодинамическихпоследствий 9. Экспериментальные модели CVST позволяют контролировать индукцию тромбоза, точно рассчитать время вмешательств и систематически оценивать разрешение тромба, реканализацию и вторичные повреждения мозга.
За последние десятилетия было разработано множество подходов к моделированию CVST у животных, включая механическуюсвязку 10, химическое повреждение, вызванное хлоридом железа (FeCl 3) 11,12, фотохимическийтромбоз 13, тромбогенные агенты или инъекцию тромбоза14,15, а также имплантируемые или расширяемые устройства 16,17,18. Эти модели различаются по составу тромба, анатомическому участку, обратимости, тяжести и пригодности вида — от генетически управляемых мышей до анатомически сопоставимыхсвиней 19. Однако большинство существующих моделей не способны воспроизвести сложный этиологический спектр человеческой CVST, включая системное воспаление, гиперкоагуляцию и локальное венозное сжатие. Понимание преимуществ, ограничений и трансляционного потенциала этих моделей крайне важно для проектирования экспериментов, которые могут надёжно информировать клиническую практику.
Этот обзор предоставляет всесторонний обзор доступных моделей животных CVST, рассматривая методы индукции, отбор вида, классификацию на основе характеристик тромба и трансляционные аспекты. Также выделяется существующие пробелы, включая отсутствие моделей, специфичных для болезни или этиологии, и предлагает перспективы для разработки клинически значимых экспериментальных платформ.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Индукционные методы
Для создания экспериментальных моделей CVST были разработаны различные методы индукции. В следующем разделе изложены основные подходы, акцентируя внимание на их преимуществах, ограничениях и соответствующих применениях. Эти индукционные методы схематически иллюстрированы на рисунке 1.
Лигация
Лигация включает механическую обструкцию венозного оттока, обычно путём частичной или полной перевязки целевого синуса, что вызывает локализованный кровяной застой. Хотя у песчанок и кошек применялась только перманентная лигация, модели CVST у крыс обычно создаются с помощью комбинации частичной или полной связки и инъекции тромбогенныхагентов 20,21,22,23. Это связано с тем, что у крыс есть обширные коллатеральные вены, которые стекают в альтернативные пазухи, смягчая тромбоз верхнего сагиттального синуса (SSS) и паренхимальные повреждения. Этот метод ценен для изучения гемодинамических последствий венозной обструкции и паренхимального повреждения, вторичного после венозного стаза. Основные ограничения включают чрезмерный акцент на венозном стазисе, который может не точно отражать многофакторную этиологию клинической ЦВСТ, а также его необратимость, делающая его непригодным для оценки антитромботических или тромболитических терапий.
FeCl3
FeCl3 вызывает тромбоз, вызывая окислительное повреждение эндотелиума у открытой стенки синуса. В результате эндотелиальной денудации вызывается адгезия, агрегация и свертываемость тромбоцитов, формируя быстрые и воспроизводимыетромби 11. Тромбоз, индуцированныйFeCl 3, широко применялся у грызунов икроликов 11,24. Однако этот метод напрямую повреждает эндотелий, который может не точно воспроизводить клинические триггеры человеческой CVST, такие как воспаление, гиперкоагуляция или венозное сжатие. Кроме того, тромбоз, вызванный FeCl₃, подвергается спонтанной реканализации, что делает эту модель неподходящей для долгосрочных исследований. Несмотря на эти ограничения, модель FeCl3 остаётся полезной для исследований патофизиологических процессов после CVST и для оценки антитромботических или тромболитических терапий.
Фотохимический тромбоз
Фотохимические модели, чаще всего использующие краситель Rose Bengal, активируемый зелёным светом, образуют тромбобы, богатые тромбоцитами, в отдельных поверхностныхсосудах 25. Механистически освещение Rose Bengal приводит к образованию реактивных видов кислорода, вызывающих локализованное повреждение эндотелия и окислительный стресс, обнажая белки субэндотелиального матрикса, способствующие адгезии, агрегации и свертливоститромбоцитов. 25. Такой подход позволяет точно контролировать пространственное положение и размер тромба, а в некоторых случаях можно создать частично обратимые тромбы. Фотохимические модели особенно полезны для моделирования тромбоза коры вен, или ССС-тромбоза, в сочетании с тромбином, что позволяет детально исследовать локализованные гемодинамические изменения и микрососудистыереакции 13. Эта модель может применяться независимо только к корковым венам и не подходит для индуцирования тромбоза в крупных венозных пазухах. Полученное повреждение не ограничивается целевой веной, так как окружающие сосуды могут также подвергаться воздействию света или подвергаться диффузии реактивных форм кислорода. Тромбоз вызывается главным образом за счёт прямого повреждения эндотелия, которое не полностью воспроизводит патофизиологию спонтанного венозного синуса тромбоза.
Тромбогенные агенты или инъекции тромба
Прямое внутрилюминальное введение тромбина или тромбопластикина в венозный синус, вызывающее быстрое образование тромбов с характерным фибрином и тромбоцитнымсоставом 24,26. Введение суспензии каолина-цефалина в SSS также вызывает образование тромбоза у крыс икроликов 27,28. Однако введение тромбогенных агентов редко используется отдельно и чаще сочетается с другими методами, такими как лигация, применение FeCl₃ или фотохимический тромбоз 13,23,27. Аутологичные или заранее сформированные инъекции тромба также могут применяться у мышей исвиней 15,29. В этом подходе подготовленные сгустки вводятся непосредственно в просвет пазухи, образуя тромбы, очень похожие на естественно образовавшиеся сгустки с областями, богатыми эритроцитами и фибрином, 29. Впоследствии была связана двусторонняя поперечная синусовая или яремная вена. Тромбогенные препараты или инъекции тромба особенно подходят для оценки тромболитических терапий, поскольку размер, состав и расположение сгустка могут быть стандартизированы. Ограничения включают риск дистальной эмболизации и технические трудности при точном размещении тромба.
Имплантируемые устройства
Модели крыс на основе имплантов представляют собой важную, но ранее недооценённую категорию экспериментальных моделей венозного тромбоза. Эти модели обычно вызывают тромбоз путём установки внутрисосудистых имплантов, что приводит к локализованному нарушению потока и формированию тромба, а не через прямое лигирование сосудов или химически индуцированное повреждение эндотелия. Устройства, предназначенные для имплантации или расширения, включая пластиковые трансплантаты, силиконовые стержни, баллонные катетеры и полимеры, способствующие вздуванию, вызывают венозную обструкцию, занимая просвет пазухи и создавая механический массовыйэффект 14,16,17,18. Mu и др.16 сообщили о воспроизводимой и необратимой модели CVST у крыс, созданной путём вставки водонабухающего резинового устройства в SSS. После имплантации водонабухающий полимер постепенно расширяется внутри просвета пазухи, имитируя замедленное и прогрессирующее венозное обструктивное образование. Силиконовый стержень диаметром 1,2 мм вводился в SSS до тех пор, пока его задний край не сливался с пазухами, что вызывало венозную обструкциювыхода 17. Аналогично, пластический трансплантат, состоящий из конического переднего сегмента с максимальным диаметром 0,12 см и постепенно сужающегося и уплощенного заднего сегмента шириной 0,2 см и длиной 0,1 см был помещён в ССС для индуцирования венозной обструкциивыхода 18. Баллонные катетеры могут размещаться и надуваться в венозных пазухах для создания временного или постепенно усиливающегося сужения света. Их часто используют в сочетании с тромбином или другими протромботическими агентами для стимулирования формирования тромба у свиных и собакмоделей 14,30. Такие модели на основе имплантов следует отличать от традиционных моделей с лигированием или индуцированными FeCl3, поскольку их механизмы тромбогенеза и трансляционные последствия существенно различаются.
Видовые аспекты
Модели мышей
У мышей модели CVST преимущественно формируются в верхнем сагиттальном синусе (SSS), хотя могут поражаться и кортикальные вены. Существует несколько индукционных подходов. Фотохимическое повреждение роуз-бенгалом и зелёным светом индуцирует тромбоцитами, обогащённые тромбоцитами, в SSS или поверхностных венах, обеспечивая точную пространственную регуляцию и частичнуюобратимость 31. Применение FeCl3 вызывает окислительное эндотелиальное повреждение вдоль стенки пазухи, вызывая стабильные и воспроизводимыетромбы 32,33. В качестве альтернативы введение подготовленных сгустков в ССС быстро формирует внутрисветовыезакупорки 29. Главное преимущество мышиной модели — её генетическая манипуляция и широкая доступность штаммов «нокаут», что позволяет проводить детальное исследование иммунных и воспалительных процессов. Однако небольшой размер мышиных пазух создаёт технические трудности, осложняя хирургическое вмешательство и визуализацию in vivo.
Модели крыс
У крыс CVST обычно влияет на SSS, хотя могут быть задействованы и поперечные пазухи. Существует несколько стратегий индукции. Местное воздействие FeCl3 на экспонированном ССС приводит к повреждению эндотелиума и тромбозу11. Прямое введение тромбогенных агентов в ССС быстро приводит к тромбам, богатым фибрином, что позволяет воспроизводить результаты34. Частичная или полная лигация в сочетании с введением тромбогенных агентов, с адъюнктивным применением FeCl₃, вызывает более обширную многосинуснуюобструкцию 23,35. Фотохимический тромбоз, как один, так и в паре с тромбином, может привести к окклюзииSSS 13,36. Кроме того, введение водонабухающего полимерного устройства или пластикового трансплантата в ССС может вызвать длительную закупорку венозного оттока, что позволяет изучать хроническиенарушения 16,18. Кроме того, установка и удаление силиконового стержня может привести к острой окклюзии и последующей реканализацииSSS 17. По сравнению с мышами, у крыс больший диаметр пазухи, что улучшает хирургическую доступность и позволяет проводить детальную визуализацию, такую как МРТ или МРВ. Однако ограниченная доступность генетических инструментов ограничивает возможности механистических исследований.
Модели песчанок
Песчанки также использовались для моделирования CVST, обеспечивая дополнительную платформу для мелких животных. В этих моделях стазис обычно индуцируется путём перевязки заднего сегментаSSS 22,37. У животных с меньшим числом мостовых вен окклюзия SSS приводила к заметному снижению регионального кровотока в мозге и насыщения гемоглобина кислородом, тогда как у людей с большим количеством мостовых вен сохранялся относительно лучший кровоток22. Эти результаты свидетельствуют о том, что межиндивидуальные анатомические вариации могут существенно влиять на гемодинамику мозга, потенциально снижая воспроизводимость и стабильность экспериментальных результатов в этой модели.
Модели кроликов
Модели CVST кроликов обычно включают поперечный синус, хотя иногда нацелена на сигмовидный синус. Методы индукции включают применениеFeCl 3 на стенку пазухи, вызывающее локальное нарушение эндотелия и образование тромба, а также прямое введение суспензии тромбина или каолина-цефалина в просвет24,28. Более высокий венозный калибр у кроликов по сравнению с грызунами способствует внутрисосудистым вмешательствам и введению лекарств, что делает их подходящими для оценки антикоагулянтной и тромболитической терапии. Однако отсутствие инструментов генетической модификации и ограниченная пригодность для поведенческих или неврологических тестов ограничивают их широкое применение.
Модели кошек
Кошек иногда использовали в качестве модели средних размеров животных для изучения патофизиологических последствий CVST. На сегодняшний день только одно исследование установило модель инфаркта мозга путём микрохирургического связывания задней части ССС у кошек. В этой модели окклюзия задней ССС вызвала значительное и воспроизводимое снижение регионального кровотока в мозге, затрагивая примерно 45% мозга, а гистологическое исследование выявило подострый венозный инфаркт, что повторило ключевые признаки нарушенного венозного дренажа, наблюдаемого у тяжелых пациентов сCVST 21. Однако этот подход представляет собой механическую обструкцию, а не спонтанное формирование тромба, что ограничивает его пригодность для изучения тромбогенеза или тромболиза. Вариации в мостовых венах также могут подрывать воспроизводимость и стабильность этой модели.
Модели свиней
У свиней модели CVST обычно нацелены на SSS, а иногда и на внутреннюю яремнуювену 38. Было предложено несколько методов индукции, включая надувание баллонного катетера в сочетании с эндоваскулярным введением тромбина, тромбопластика или фибриновогоклея 14,26,30,39, а также комбинированный подход с введением аутологичного тромба в SSS и перевязыванием двустороннего поперечного синуса 15. Свиньи демонстрируют венозную архитектуру и гемодинамику, очень похожие на человеческие, что делает их идеальными для валидации методов визуализации, тестирования медицинских устройств и оценки трансляционных фармакологических вмешательств. Однако высокие эксплуатационные затраты, интенсивные периоперационные требования и ограниченная доступность ограничивают их широкое применение.
Модели собак
У собак тромбоз SSS вызывался с помощью катетеров с баллонными катетерами с двойным просветом, вставленных через каждую внутреннюю яремную вену и расположенных у торкулярных герофилов. Надувание баллонов вызывало венозный застой, который дополнительно усиливался внутрилюминальной инъекцией тромбина, что приводило к формированию тромба, которое можно было визуализировать с помощьюКТ 40.
Модели нечеловеческих приматов
Хотя нечеловеческие приматы демонстрируют удивительное анатомическое сходство с людьми по венозным структурам мозга, этические ограничения значительно затрудняют разработку модели, и на сегодняшний день ни одна модель CVST у нечеловеческих приматов незарегистрирована 41. Исследователям следует тщательно взвесить осуществимость, включая высокие издержки экспериментов и ограниченную доступность нечеловеческих приматов, этическое одобрение и научное обоснование при рассмотрении моделей нечеловеческих приматов.
Классификации моделей
Обратимые и необратимые модели
Экспериментальные модели CVST классифицируются как обратимые или необратимые, в зависимости от того, можно ли облегчить тромботическую окклюзию естественным или механическим способом. Обратимые модели позволяют контролируемое восстановление кровотока, что делает их идеальными для изучения разрешения тромба, фибринолиза и терапевтической реперфузии. Тромбы, вызванные FeCl₃, к 71-му дню продемонстрировали частичную спонтанную реканализацию. Тромбы, вызванные тромбогенных агентами, такими как тромбопластин, демонстрировали спонтанную реканализацию с частотой реканализации 40% на 4неделе 34 недели. Хотя неврологические дефициты улучшились к 7-му дню, остаётся неизвестным, подвергается ли окклюзия пазух спонтанно реканализации в фотохимически индуцированной CVST модели13. Поскольку фотохимический тромбоз спонтанно реканализируется в средних мозговых артериях, аналогичный обратимый процесс может произойти в модели CVST, хотя это пока не подтвержденоэкспериментально 42. Кроме того, имплантируемый силиконовый стержень и пластиковый графт можно либо оставить в SSS для создания необратимой модели, либо удалить для создания обратимой модели. Эти обратимые модели ценны для изучения времени и эффективности антикоагулянтной и тромболитической терапии, поскольку позволяют наблюдать спонтанную или индуцированную реканализацию.
В отличие от этого, необратимые модели вызывают устойчивую окклюзию венозных пазух с минимальной или отсутствующей спонтанной реканализацией, что делает их особенно подходящими для изучения терминальной стадии тромботической обструкции, вторичного повреждения тканей и долгосрочных последствий. Распространённые примеры включают постоянную лигировку, как самостоятельно, так и в сочетании с тромбином и FeCl323. Применение FeCl₃ в сочетании с инъекцией тромбина также показало заметное снижение скоростиреканализации 24. Кроме того, обструкция, вызванная введёнными тромбами или баллонными катетерами в сочетании с тромбином, обычно считается необратимой, так как в первые 7 дней спонтанной реканализации не наблюдалось14,29. Водонабухающая резина также вызывает необратимую окклюзию в этот период16. Однако следует отметить, что необратимость этих окклюзии пока не подтверждена на протяжении более длительного времени. Эти подходы создают стабильные, адгезивные тромбы, которые сохраняются длительное время, предоставляя надёжную платформу для изучения хронической венозной заложенности, инфаркта и нейропатологических изменений по цепочке. Хотя эти необратимые модели очень ценны для оценки долгосрочных патофизиологических исходов венозной обструкции, они менее подходят для исследований, сосредоточенных на спонтанной реканализации, фибринолизе или краткосрочных тромболитических вмешательствах, поскольку тромбы предназначены для сохранения в значительной степени постоянными. Общая обратимость этих моделей показана на рисунке 2.
Лёгкие и тяжелые модели
Экспериментальные модели CVST также можно классифицировать по тяжести тромботической нагрузки и степени паренхимального повреждения. Лёгкие модели, такие как фотохимический тромбоз, инъекция тромба, силиконовый стержень, пластический трансплантат или локализованное применение FeCl3 , вызывают ограниченную венозную заложенность и минимальное повреждение паренхимы. Эти модели особенно полезны для изучения тонких воспалительных реакций, ранних микроваскулярных изменений или компенсаторных гемодинамических адаптаций без индуцирования тяжёлых неврологических дефицитов или высокой смертности.
В отличие от этого, тяжелые модели включают тромбоз мультисинусов и более обширную венозную окклюзию, которые часто достигаются с помощью комбинации надувания баллонного катетера и инъекции тромбина, полного перевязывания в сочетании с инъекцией тромбина, фотохимического тромбоза в сочетании с тромбиновым введением или частичной лигии в сочетании с инъекцией тромбина и применением FeCl₃ 13,14,23,35 . Эти подходы приводят к широкому распространению венозного инфаркта, церебрального отёка, судорогам и повышению смертности, предоставляя надёжную платформу для изучения патофизиологии геморрагической трансформации, тяжёлых повреждений мозга и агрессивных терапевтических вмешательств. Недавние исследования на крысах показали, что такие комбинированные модели стабильно воспроизводят тяжелые фенотипы, что делает их очень ценными для трансляционных исследований высокорисковых CVST и для тестирования новых антикоагулянтных или тромболитических терапий. Общая серьёзность этих моделей показана на рисунке 3.
Валидация модели животных CVST
Успех животных моделей CVST в первую очередь оценивается по двум дополняющим областям: кровоток в церебральных венах и паренхимальные повреждения. Комплексная оценка венозного потока и паренхимальных изменений гарантирует, что модели CVST точно воспроизводят гемодинамические и тканевые характеристики человеческих заболеваний, тем самым обеспечивая прочную основу для валидации моделей и трансляционных исследований.
Оценка течения венозных синусов
Подтверждение окклюзии пазух и количественная оценка изменений в церебральной венозной гемодинамике крайне важны для оценки успеха модели. Неинвазивные методы визуализации, такие как магнитно-резонансная венография (MRV) или микрокомпьютерная томография (КТ) у грызунов, позволяют напрямую визуализировать присутствие тромба и остаточный поток43,44. Лазерная спекл-контрастная визуализация (LSCI) обеспечивает высокоточную оценку относительной перфузии кровообращения в областях SSS и парасинусальной коры, обеспечивая динамический мониторинг изменений венозногопотока 45. Доплеровская ультразвуковая программа позволяет in vivo оценить размер тромба и скорость кровотока в остаточном просветеSSS 46. Вместе эти методы определяют степень, полноту и стабильность индуцированных тромбов. Успешное создание модели CVST требует прямых доказательств окклюзии синуса, характеризующейся дефектами заполнения светом, прерыванием венозного потока или гистопатологическими признаками внутрилюминального тромба.
Оценка паренхимального повреждения мозга
CVST часто приводит к вторичному повреждению паренхимы из-за заложенности вен, ишемии и геморрагической трансформации. Магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяет in vivo обнаружить отёки, инфаркт и кровоизлияния, тогда как гистопатологические методы, такие как окрашивание гематоксилином и эозином (H&E), окрашивания хлорида 2,3,5-трифенилтетразолия (TTC) и иммуногистохимия для нейронных или нейроглиальных маркеров, позволяют детально оценить повреждениетканей 11,43,45 . Количественные анализы, включая измерения инфарктного или геморрагического объёма и потери нейронов, дополнительно характеризуют степень повреждения. Оценка целостности гематоэнцефалического барьера может проводиться с помощью экстравазации Эванса, тогда как отёк мозга — с помощью содержания воды вмозге 24,35. Поведенческие тесты, такие как неврологический балл, тест на открытом поле, тест на балансировке балки и ротарод, свидетельствуют о неврологической дисфункции, паренхимальномнарушении 35,45. Повреждение паренхимы мозга является следствием CVST и поэтому считается необязательным для создания модели.
Модели грызунов обладают отличной генетической управляемостью и хорошо подходят для механистических исследований иммунных и воспалительныхпутей 47. Однако их мелкие венозные структуры создают трудности для точной хирургической обработки и оценки гемодинамики. Более крупные виды, такие как собаки и свиньи, обеспечивают более доступную венозную анатомию, что позволяет индукцировать тромбоз в множественных венозных пазухах, а также проводить детальную гемодинамическую оценку и фармакологическоетестирование 15. Тем не менее, логистическая сложность, высокие затраты и ограниченная доступность генетических инструментов мешают их широкому использованию. Хотя нечеловеческие приматы больше похожи на человека по физиологии и поведению, они остаются в значительной степени недоиспользуемыми из-за отсутствия воспроизводимых моделей. Отсутствие стандартизированных моделей нечеловеческих приматов ограничивает исследования сложных гемодинамических взаимодействий и вмешательств на основе устройств, которые напрямую переносятся в человеческую CVST. Разработка воспроизводимых моделей на крупных видах помогла бы преодолеть этот разрыв и значительно повысить трансляционную значимость доклинических исследований. Следует учитывать нагрузку животных между видами, так как у меньших животных меньший физиологический стресс, но очень маленькие венозные структуры, тогда как крупные испытывают более высокий физиологический стресс и большую хирургическую сложность, несмотря на большую венозную анатомию.
Обратимые модели подходят для изучения механизмов острой фазы, разрешения тромба и эффективности препарата, тогда как необратимые модели больше подходят для изучения патофизиологических процессов после CVT в острой или хронической фазе, поскольку они имитируют постепенную или устойчивую венозную обструкцию. Тяжесть тромбоза также влияет на полезность модели: лёгкие модели вызывают частичную или полную окклюзию пазух с лёгким повреждением паренхимы, тогда как тяжёлые модели приводят к обширному паренхимальному инфаркту и отёку. В совокупности эти модели предоставляют комплексную основу для изучения временной эволюции и патофизиологических механизмов CVST, а также для оценки целенаправленных терапевтических вмешательств. Этические соображения и благополучие животных должны определять выбор модели CVST и экспериментального дизайна. Модель тяжести, включая степень венозной окклюзии, вторичного паренхимального повреждения и неврологических дефицитов, должна быть заранее определена для минимизации страданий животных. Исследователи также должны учитывать гуманные конечные показатели и отдавать приоритет наименее серьёзной валидной модели, соответствующей научному вопросу, чтобы избежать чрезмерных повреждений. Интеграция этих этических гарантий с разработкой модели повышает научную строгость и трансляционную значимость.
Модели с высокой трансляционной значимостью включают крупные животные модели с использованием баллонных катетеров в сочетании с тромбогенных агентами, а также инъекции тромба грызунам, поскольку они создают внутрилюминальные тромбы, богатые фибрином-эритроцитами, позволяют проводить проверку визуализации и проводят тестирование фармакологических методов. Модели умеренной трансляционной ценности включают модели, индуцированныеFeCl-3, и фотохимические модели, которые воспроизводимы и полезны для дальнейших механизмов и терапевтического скрининга, но основаны на искусственном повреждении эндотелиа. Модели с низкой трансляционной значимостью включают подходы, основанные на постоянной лигации, которые чрезмерно подчеркивают венозный застой и поэтому не рекомендуются для изучения этиологии, антикоагуляции или тромболиза.
Все эти модели можно применить в исследованиях, посвящённых патофизиологическим последствиям CVST. В исследованиях тромболизиса следует преимущественно использовать модели с инъекцией тромба или баллонные катетеры в сочетании с тромбогенными агентами, а также избегать постоянной перевязки, установки силиконовыми стержнями и пластикового трансплантата. Механистические исследования, сосредоточенные на воспалении, повреждении эндотелиа или реканализации, могут использовать модели, индуцированныеFeCl-3, или на основе фотохимических веществ. Модели на основе резины, способные набухающей водой, особенно подходят для изучения медленно прогрессирующих форм CVST, поскольку постепенное расширение имплантата внутри венозного синуса имитирует прогрессирующее сужение люминального сужения и задержку венозного вытока. Внутрисосудистые приборы и трансляционные исследования визуализации должны отдавать приоритет моделям на свиней с использованием баллонных катетеров в сочетании с тромбогенными агентами. Таблица 1 обобщает рекомендуемые применения широко используемых индукционных методов.
Модели, индуцированныеFeCl-3, модели инъекции тромба, лигирование в сочетании с тромбогенными агентами и установка силиконовых стержней обычно очень реализуемы в рутинных лабораторных условиях. В отличие от этого, фотохимические модели и баллонные катетеры в сочетании с тромбогенными агентами больше зависят от специализированного оборудования и технической инфраструктуры. Фотохимическая индукция CVST требует стабильного источника света с определённой длиной волны, точных оптических систем фокусировки и позиционирования, а также контролируемого введения фотосенсибилизирующих агентов, что делает этот подход сильно зависимым от специализированного оптического оборудования и технической экспертизы. Аналогично, модели на базе баллонных катетера требуют эндоваскулярного оборудования и флюороскопического руководства для точного размещения катетера, а также продвинутых навыков оператора внутрисосудистых манипуляций, что ограничивает их возможности лабораториями с специализированными интервенционными лабораториями и экспертизой. Осуществимость этих методов индукции приведена в таблице 1.
Воспроизводимость существенно варьируется между моделями CVST. Модели только с лигированием демонстрируют низкую воспроизводимость, в основном из-за анатомической изменчивости венозного дренажа и коллатерального кровообращения. Баллонный катетер в сочетании с тромбогенных агентами демонстрирует умеренную воспроизводимость, поскольку процедурные результаты сильно зависят от оператора, а фотохимические модели также чувствительны к дальности освещения и точности прицеливания. В отличие от этого, модели, индуцированныеFeCl-3, модели с инъекцией сгустков и вставка силиконовых стержень, как правило, демонстрируют высокую воспроизводимость при применении стандартизированных протоколов. Воспроизводимость этих методов индукции изложена в таблице 1.
Однако сохраняются некоторые ограничения, которые ограничивают клиническую значимость современных подходов. Современные методы индукции надёжно вызывают венозную окклюзию, но редко охватывают сложные, многофакторные этиологии, наблюдаемые при ЦВСТ человека, такие как генетическая тромбофилия, системное воспаление, инфекции, аутоиммунные заболевания или сжатие вен. Следовательно, большинство моделей в первую очередь отражают последующие последствия образования тромба, а не начальные патологические события. Это ограничение ограничивает их способность полностью воспроизводить механизмыболезни 19.
Разработка моделей, специфичных для этиологии, представляет собой важное будущее направление. Методы, такие как инъекция тромбина или тромба, применениеFeCl 3 и фотохимическое повреждение, создают тромби воспроизводимого размера и состава, но не отражают релевантные для пациента факторы риска или системные состояния. Включение таких факторов, как гиперкоагуляционные состояния, воспалительные стимулы, гормональные влияния или комбинированные мультифакторные состояния, может значительно повысить клиническую значимость доклинических моделей, способствуя проведению целенаправленных терапевтических исследований. Несмотря на эти ограничения, существующие модели остаются ключевыми для оценки фармакологических терапий, таких как антикоагулянты и тромболитики, а также для валидации методов визуализации и интервенционных устройств. Будущие исследования должны интегрировать генетические и системные факторы риска, методы мультимодальной индукции и передовые методы визуализации для более точного моделирования патофизиологии CVST человека, тем самым повышая трансляционный потенциал и поддерживая разработку таргетированных, основанных на механизмах терапии.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Успешное внедрение моделей CVST определяется прямыми доказательствами окклюзии пазуха, при этом паренхимальные поражения считаются необязательными. Тромбоз, вызванный FeCl₃ или фотохимическими методами, как правило, обратим, тогда как модели, основанные на постоянной перевязке, инъекции аутологичного тромба, баллонного катетера в сочетании с тромбином или водонабухающей резины, обычно приводят к необратимой окклюзии. Большинство моделей вызывают лёгкую патологию, тогда как тяжёлые феноти...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов, которые можно было бы заявлять.
Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (82401527).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение