氯化亚钴建模特点及其应用

简述^[1][2]

氯化亚钴(CoCl₂)由于使用方便、理化性质稳定而成为诱导神经细胞慢性缺氧损伤的首选药物，下面从 CoCl₂诱导神经细胞缺氧损伤的机制及其应用方向和特点作一综述。

应用^[3]

CoCl₂ 作用神经细胞后往往引起细胞的慢性乏氧，经上述机制可引起多种蛋白、基因表达参与缺氧损伤过程。既往研究表明，CoCl₂ 在体内和体外均可成功模拟脑组织或细胞缺氧损伤，且均具有独特优势，尤其在体外造模中应用较广泛。

(一)体内诱导缺氧的应用 Ｒani 等 研究认为应用CoCl₂建立的鼠脑缺氧损伤模型可用于研究大脑缺氧后氧化损伤、HIF-1α 动态变化、相关酶和分子的表达及学习能力的改变。Shweta 发现 CoCl₂诱导的缺氧损伤有免疫分子的参与，认为其诱导组织缺氧不仅仅与 HIF-1α 高表达有关，更重要的还与核因子-κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)途径上调促炎因子如 TNF-a、IL-6、NO 等表达继而维持缺氧状态密切相关(Shwet 等． 2014)。由此可见，CoCl₂诱导脑缺氧不仅仅可以成功模拟缺氧状态，还可以复制脑缺血损伤的相关病理过程。大脑中动脉闭塞是导致缺血性脑卒中的主要原因，因此在建立缺血性脑卒中模型中多使用物理方法直接阻塞脑中动脉如线栓法、血凝块阻塞、铁粉吸附等。此类方法具有定位准确、操作时间短、作用局限且能够完整模拟急性脑缺血缺氧的病理过程的特点，因此经常用于建立脑缺氧损伤模型。

但在实际应用中也会产生诸多问题，如应用广泛的线栓法在其手术当中容易出现血液返流而影响术野、实验动物术中惊厥抽搐等意外，术后也容易发生反射性低血压、血栓形成脱落、蛛网膜下腔出血等不良事件发生，动物死亡率高，同时由于大脑侧枝循环丰富降低了成功率。应用血凝块阻塞、铁粉吸附等方法建立脑缺血损伤模型过程也存在术后动物很难长期存活，梗塞范围难于控制及手术难度高等问题。相比而言，化学方法具有更加简便、重复性好、动物存活率高的优势。CoCl ₂ 应用历史久，尚无相关体内代谢或蓄积产生其他恶性反应的报道，又可成功模拟急慢性脑缺氧状态及炎症反应的病理过程，在组织缺氧损伤模型建立及缺氧预适应上具有不可替代的重要地位。但也不可否认，化学方法模拟缺氧时对动物的其他脏器也有重要影响，如心肌、肾间质、肝脏细胞等的缺氧损伤，在应用中也应该予以重视。因此，在建立动物脑缺血缺氧损伤模型研究中应该根据所研究疾病的具体病理过程及特点进行合理选择。

(二)体外诱导缺氧的应用 CoCl₂ 在建立体外神经细胞缺氧模型中应用广泛，主要是模拟缺血性脑卒中、神经退行性疾病等神经细胞乏氧而出现的病理状态。研究中多以 200 或 400μmol·L－1 CoCl₂ 处理 24 或 48 小时后即可引起缺氧损伤，具有效果理想、可重复性好及操作简便的优势。实验研究中体外缺氧模型的建立方法种类较多，如控制性低氧分压培养、石蜡封闭、低糖低氧培养、氰化物及 Na₂S₂O₄ 处理、缓冲液培养等。目前较理想的是三气调控的低氧培养方法，能够准确控制孵箱内 O₂ 、CO₂ 及 N₂ 浓度及气体动态变化，在不加入任何化学药品前提下建立合理的缺氧模型，但因其造价高、要求严格而受到了应用限制。相比而言，无菌石蜡封闭法也能快速引起细胞缺氧，但其不易把握实验状态及平衡的维持，受到培养液和其他外界因素影响的机会大，故应用较局限。通过对神经细胞缺氧造模方法的效果对比发现单纯低氧、单纯低糖均可引起神经细胞缺氧损伤，且单纯低氧效果优于单纯低糖模型，可导致细胞膜的破坏、LDH 释放增加、ATPase 活性下降等变化(任历等． 2007)。Na₂S₂O₄ 可迅速结合培养液中 O₂ 使细胞急性乏氧，具有作用快、效果明显而不损伤细胞膜的特点，一般作用 10 分钟即可引起神经细胞缺氧，因此在急性神经细胞缺氧损伤应用较广泛。有研究将 Na₂S₂O₄与低糖培养合并作用于神经细胞，发现可以明显诱导细胞缺氧相关的细胞凋亡的发生，缺氧损伤效果更加明显(赵玲等． 2006)。相比而言，CoCl ₂ 造模时间长、机制上更符合慢性乏氧的过程。在许多慢性乏氧所致疾病如神经退行性疾病、肺动脉高压病、肾间质纤维化等的造模损伤的应用上可作为首选方法。

参考文献

[1]张继国,娄红文,郭小林.氯化亚 钴生产工艺及提纯探讨[J].河南化工,1999(03):27-28.

[2]胡俊峰,张宝义.二氯化亚 钴对农药杀虫双解毒作用研究[J].卫生毒理学杂志,1990(03):166-169+202.

[3]邹荣军,齐玲,石婉婷,田晶.氯化亚 钴诱导神经细胞缺氧损伤的机制及应用[J].生理科学进展,2015,46(02):129-132.