膀胱结石是常见的泌尿系统疾病，地理区域、种族漫衍、社会经济以及饮食习惯均会影响其发病率 。原发性结石主要是营养因素所致 。继发性结石形成缘故原由重大，良性前线腺增生症、尿路熏染、膀胱增大、膀胱憩室、膀胱异物或神经源性膀胱等因素都可能成为诱因 �；颊咧⒆纯商逑治颉⒏雇础⒓谭⒂诠Ｗ璧哪蜾罅艉透捶⑿阅蚵费镜�，同时增添终末期肾病、膀胱癌甚至殒命的危害 。
膀胱结石疾病研究的要害是建设合适的动物模子 。大、小鼠是结石疾病研究中最常用的2种实验动物 。现有膀胱结石的建模要领虽多，但常被归纳综合为泌尿系统结石，且少有文献对膀胱结石动物模子制备要领、特征和有用性举行归类总结 。本综述将膀胱结石动物模子的制备要领归纳为4类，即物理诱导、化学诱导、微生物诱导和基因敲除，并从制备要领、模子特点和应用等方面举行综述，为膀胱结石的进一步研究提供参考 。
1. 物理诱导模子
膀胱中的异物可成为结石形成的病灶，尤其膀胱内医源性异物，如膀胱内器械移位或断裂、手术纱布、非吸收性缝合线等 �；谝煳锘乒菇ǖ哪Ｗ映莆锢碛盏寄Ｗ� 。锌盘、塑料片和非吸收性外科缝合线均可作为植入质料 。
1.1 锌盘植入模子
锌盘植入模子最早于19世纪50年月建设，是药物抗尿石作用非临床研究的常用要领 。大鼠麻醉后切开下腹袒露膀胱，翻开膀胱腔将已知重量和尺寸的锌盘植入其内，用可吸收外科缝合线缝合 。大鼠术后恢复约3 d即可应用于药效学研究，通过锌盘周围沉积物的重量转变来评估药效 。
早期模子中锌盘重量为10～48 mg，视察时间长达6～8周 。大鼠膀胱恒久袒露于植入物易形成较大的晶体沉积，不但增添了动物的痛苦，还可能导致肾功效严重杂乱和尿路熏染 。使用约20 mg的锌盘植入膀胱，建模第10天可视察到显着的结石（均重约75.4 mg） 。随着视察时间延伸，第20天和第48天结石均重划分可达85.3和257.3 mg 。因此，建议将视察周期（药效评估周期）缩短至10～20 d 。大鼠膀胱中植入重量小于10 mg、直径最小为2 mm的锌盘，10 d后X射线显影可见锌盘周围有晶体沉积，并陪同尿肌酐、尿白卵白水平显著升高和肾小球滤过率降低 。刷新后的模子最大限度地降低了膀胱壁损伤和出血 。
1.2 经膀胱穿线模子
手术后尿路管腔中的缝合质料（手术钉或永世缝合线）向来被视为引起结石的危险因素，缝合线诱导的尿石症也被用作大鼠尿石症的可展望模子 。经膀胱穿线模子的制备要领为：成年大鼠经麻醉、消毒后，于下腹开一小孔露出膀胱，在膀胱顶部剪开约0.5 cm切口；将丝线一端以缝合针穿过膀胱壁后，两头打结，一端留置膀胱内，另一端在膀胱外，缝合膀胱并复位 。5周后剖解取出膀胱内线结上的结石，洗濯并干燥后称重 。
研究批注，缝合线的材质决议了却石的严重水平、发育时间以及结石因素 。膀胱腔内线结越多，越易引起结石，结石量也越多 。如膀胱内留有缝合质料或线结，5周后平均每100 g大鼠可爆发25 mg结石，不然将仅在丝线外貌形成钙质沉淀 。形成结石的水平与质料有关，铬肠线最易引起结石，丝绸次之，聚酯质料再次之 。
1.3 膀胱埋石模子
随时间生长，膀胱内的异物最终会形成多层结石 �；谝煳锝崾�，手术中取出的人体结石碎片也是不错的植入选择质料 。该模子的制备要领与锌片植入模子类似 。选取预先处置惩罚的结石碎片（直径2～3 mm）埋入成年雄性大鼠膀胱内，3周后剖解取出膀胱结石，洗濯并干燥后称重，模子组结石重量增添116% 。
物理诱导要领构建的模子中形成的结石以磷酸铵镁晶体和草酸钙为主 。如建模历程中大鼠口服乙二醇，则植入物周围形成晶体的主要组成为草酸钙 。这类模子曾用于石淋消汤、复方芭蕉芯颗粒和二金排石汤等多种中药溶石剂的药效评价，其优点是在时间、因素和结石形成量方面具有可展望性，且任何清静、稳固的质料均可用作植入质料 。使用α-氰基丙烯酸正丁酯遇血凝固的特征，接纳18 G穿刺针在超声指导下穿刺进入肾盂，将0.5～1.0 mL组织黏合剂注入肾盂后迅速注入猪血，B超验证模子制备乐成 。向腔体注射可凝固液体可迅速形成结石，这为我们提供了思绪，但尚未在啮齿类动物中发明使用该类型质料的报道 。弱点是操作中动物手术不可阻止，对职员要求高且增添了动物殒命的危害 。总之，物理诱导模子可靠且有用，且使用非消融性异物所建的模子有助于定量评估药物的消石能力 。
2 化学诱导模子
化学诱导模子是指实验动物恒久袒露于一种或多种化学物质，即诱石剂而形成的模子 。诱石剂包括药物、化学品和食物添加剂等 。现在，化学诱导模子是研究最多的一类模子，缘故原由在于结石易感人群的饮食习惯和营养因素中的化学物质袒露是膀胱结石病因学研究的一个主要偏向 。
2.1 乙二醇诱导模子
乙二醇诱导模子是应用最普遍的结石模子之一，多与氯化铵或维生素D3联用 。乙二醇是草酸代谢通路的中心产品，进入体内转化成羟乙酸或乙醛酸，继而转化为草酸；氯化铵能降低尿pH值，导致代谢性酸中毒 。团结使用氯化铵和乙二醇，3～4周后剖解，可视察到模子大鼠和小鼠肾、膀胱和输尿管中有不规则、折光性较强的草酸钙晶体 。用该要领诱导结石4周，可视察到模子大鼠摄食、饮水均镌汰，体现出消瘦、冷漠、不活跃和体毛变少的特征 。尿液剖析发明，模子大鼠尿液pH和尿量低于正常组，而尿钙和尿镁水平升高 。草酸钙结石在种种结石中比例最高，乙二醇及其代谢通路在草酸钙结石形成中起主要作用 。近期研究批注，P38丝裂原活化卵白激酶通路与乙二醇诱导而成的泌尿系统结石亲近相关 。P38卵白磷酸化激活后，调控包括氧化因子、促炎因子等在内的一系列基因转录 。有研究批注，消石剂款子草提取物通过抑制P38丝裂原活化卵白激酶通路，而抑制草酸钙结石的形成 。
乙醛酸和羟脯氨酸等中心代谢产品也可直接作为诱石剂使用 。C57BL/6L小鼠ip给予乙醛酸溶液75 mg·kg-1，一连给药2周可建模乐成；在大鼠饲料中加入5%(w/w）羟脯氨酸，约4周可造模乐成 。接纳动物自由摄入含诱石剂饲料的要领构建模子，虽然也有乐成报导且适当的简化了事情流程，但并不可准确盘算诱石剂在模子动物体内的袒露剂量 。维生素D3具有增进肠道钙吸收的作用，过量袒露易造成高钙尿症，增进草酸钙结石形成 。乙二醇团结维生素D3构建模子能有用提高模子乐成率 。
2.2 三聚氰胺诱导模子
三聚氰胺是具有稍微毒性的化工质料 。《国际化学品清静卡》（International Chemical Safety Cards，ICSC）明确指出，恒久或重复大宗摄入含三聚氰胺的食物，可能对肾和膀胱爆发危害，最终导致结石 。
多项研究发明，三聚氰胺0.05～0.4 g·kg-1一连ig给药30 d，可诱发雄性大鼠爆发膀胱结石；三聚氰胺0.4 g·kg-1给药20 d，膀胱结石率可达60%，结石率具有剂量-反应关系；同时血清中尿素氮、肌酐和尿酸含量均升高，且无肾毒性指征 。如以小鼠为模子动物，喂食含有0.9397%（w/w）三聚氰胺的饮食，2周后小鼠泛起大宗膀胱结石，陪同膀胱黏膜层严重受损，膀胱结石率高达70% 。
有研究指出，结石是同时摄入三聚氰胺和三聚氰酸（工业杂质）形成难溶性化合物（氰尿酸-三聚氰胺）在肾小管沉积的效果，单独使用一种化合物不会形成结石 。笔者推测，该结论差别于前述研究可能是混淆物的袒露剂量小或袒露周期短导致的 。仅以121 mg·kg-1三聚氰胺-三聚氰酸的羧甲基纤维素钠混淆液ig给药1周建模乐成，剂量和周期均远低于前述建模计划，抑或两者可能有差别的结石形成机制 。
2.3 对苯二甲酸诱导模子
对苯二甲酸（Terephthalic Acid，TPA）是常用的化学品，恒久袒露于二甲基对苯二甲酸酯及其体内代谢物TPA的人或动物较容易爆发尿酸中毒、电解质消除改变和高钙尿，导致尿液中对苯二甲酸钙（CaTPA）和磷酸氢钙（CaHPO4）结晶过饱和，并最终形成膀胱结石 。在饲料中加入5%TPA饲养14 d，大鼠膀胱腔内均有数颗钙化小体，成石率高达100% 。该模子诱发的大鼠膀胱结石，伴有膀胱移行上皮增生，部分膀胱组织中可视察到以上皮细胞为内衬的囊肿 。在大鼠TPA 90 d亚慢性毒性研究中检测到21/52例尿石症，伴有尿液pH值显著降低、尿量显著升高的征象 。在TPA毒理学回首性研究中，TPA导致结石的效应呈险要的剂量-反应曲线 。TPA1000 mg·kg-1可导致大鼠膀胱结石、膀胱增生和肿瘤，当剂量降至142 mg·kg-1以下时该效应消逝 。
TPA诱导的大鼠尿石症和人自觉性尿石症相似，并伴有高钙尿和酸尿，对氯噻嗪治疗有反应 。该模子乐成率高，短期建模以形成钙结石小体为主，部分不可见的微结石需接纳Von Kossa染色法检测 。现有研究使用TPA构建结石模子的报道相对较少，可能与TPA对其他脏器的毒性有关 。
2.4 酒石酸胆碱诱导模子
酒石酸和酒石酸胆碱是正当的食物添加剂，在体内形成不溶于水的酒石酸钙 。饮食中含有大宗酒石酸盐的大鼠的尿路易爆发以四水酒石酸钙为主的结石，其机制尚未深入研究 。
以含有酒石酸胆碱的饲料喂食雄性C57BL/6J小鼠，自由饮水 。4周后，小鼠膀胱上皮泛起“毛刺样”；20周后，小鼠膀胱泛起大宗结石，膀胱黏膜层严重受损，但未见肾结晶和肾损伤 。经傅里叶转换红外光谱剖析，膀胱结石的化学因素为四水酒石酸钙，该效果与1例太过摄入酒石酸盐饮料临床患者的结石因素高度匹配 。较量酒石酸胆碱、三聚氰胺和乙二醇3种结石诱导剂的建模效果，发明乙二醇模子组和三聚氰胺模子组小鼠均体现出显着的肾损伤，而酒石酸胆碱可诱导原发性膀胱结石而不致肾损伤 。
化学诱导模子中尿结石形成机制切合尿结石形成学说中的“过饱和结晶学说” 。当体内难溶性化合物量凌驾泌尿系统的渗透能力时，形成难溶的晶体，成为尿结石焦点 �；в盏寄Ｗ佣镩婷实汀⒁撞僮鳌⒂帐林掷喽�，已普遍用于多种抗结石药物的药理及药效学等方面的研究，如猪苓、广款子草注射液、加味乌茹汤、消石素和五淋化石丹等 。但在详细操作中，已知诱石剂仍然保存许多不确定性，主要体现在诱石剂的袒露量与成石率并不具有显着的剂量-反应关系；动物泌尿系统中形成大宗晶体，导致肾和输尿管结石，并可能损伤其他脏器，倒运于药物评估；动物品系和个体差别大，如Wistar雄性大鼠对乙二醇诱导的肾毒性最敏感 。
3 微生物诱导模子
熏染性结石占尿路结石的5%～15%，由尿素酶阳性病原体（真菌、细菌、支原体等，也称解脲酶微生物）一连性熏染尿路引起，结石因素以鸟粪石（磷酸铵镁）为主 。解脲酶微生物熏染尿路后爆发的脲酶能剖析尿素爆发氨和CO2，显著改变尿液pH值（7.2～8.0），膀胱中尿液一连处于这种pH下易形成晶体 。常见的解脲酶微生物有奇异变形杆菌、铜绿假单胞菌、梭状芽胞杆菌、乳杆菌和葡萄球菌等，前两者通常为优势菌群 。
在建模操作中，膀胱内的菌液易随尿液倾轧，直接注入熏染源微生物菌液的成石率低且速率慢 。故微生物诱导模子常与物理诱导要领联用，如锌盘和种种聚乙烯质料等，延伸熏染菌在膀胱的滞留时间，有用提髙模子乐成率 。最早在锌盘植入模子的基础上，将1010CFU·L-1的奇异变形杆菌接种入膀胱，5 d后乐成诱导了轻度熏染模子；3周后，结石均重达88.3 mg 。将无菌微细聚乙烯管（两头打圆）与细菌菌液配合作育后，用18 G穿刺针将微细聚乙烯管推入膀胱，接种后仅6 d即可视察到结石，3周后模子乐成率达100% 。通过金属导丝推杆将异物（聚乙烯质料）置入大鼠膀胱内，每隔2 d灌注1次懦弱拟杆菌菌液（109CFU·L-1，约1.5 mL），一连3周，大鼠膀胱内均可见结石；且灌注组与比照组（仅推入异物）相比差别有统计学意义 。这批注通过接种微生物建模的要领是可靠的，且熏染主要局限于下尿路，对肾损伤小，经尿道置入膀胱异物并团结微生物诱导可显著提高膀胱结石率 。
解脲酶微生物在诱导大鼠膀胱结石中起着主要作用 。熏染的作用是增强结石的形成 。当尿液无菌时，使用肠线或聚乙醇酸缝合线的大鼠结石率仅20%；而在有解脲酶微生物保存的情形下，结石率高达80%～100% 。如前所述，大大都学者以为解脲酶微生物是通过改变尿液pH为形成结石提供了相宜的理化情形；但患结石大鼠的尿液中促炎性细胞因子水平高于正常大鼠，如人白细胞介素8大鼠类似物（GRO/KC）及白细胞介素1α和1β，以为膀胱中的炎症反应很可能是结石形成历程中的要害因素，其机制还需进一步研究 。
微生物诱导的膀胱结石模子具有成石速率快、术后殒命率低、熏染规模仅限于膀胱的优点，但也保存手艺难以掌握的弱点 。该模子已普遍用于疾病爆发气制及治疗膀胱结石的有用性评价，如评估香草酸和排石汤颗粒等药物的抑石作用 。
4 基因敲除模子
胱氨酸尿是以肾内碱性氨基酸（包括胱氨酸、鸟氨酸、赖氨酸和精氨酸）转运障碍为特征的遗传性疾病，属常染色体隐性遗传，常伴有慢性肾病 。现在基因敲除手艺已经被应用于这种特殊的膀胱结石疾病研究 。
胱氨酸尿与2个编码基因溶质载体家族3成员1（solute carrier family 3 member 1，Slc3a1）和Slc7a9的突变有关，它们划分编码异源二聚胱氨酸转运卵白的rBAT和b0,+AT亚单位 。该转运卵白主要认真胱氨酸在肾小管和小肠上皮细胞的重吸收 。将Slc7a9-/-Slc3a1+/+小鼠与Slc7a9+/+Slc3a1-/-小鼠杂交后获得的F1代杂合子小鼠举行自交，发明F2代小鼠中双杂合子小鼠（Slc7a9+/-Slc3a1+/-）比单杂合子小鼠（Slc7a9+/-Slc3a1+/+和Slc7a9+/+Slc3a1+/-）胱氨酸渗透率更高，批注这种胱氨酸尿模子是双基因遗传 。Slc3a1或Slc7a9突变均可引起碱性氨基酸的转运缺陷，划分导致A型或B型胱氨酸尿，或同时导致AB型胱氨酸尿 �；蚯贸∈螅⊿lc7a9-/-和/或Slc3a1-/-）初期症状体现为尿液中胱氨酸含量增添，在4周龄时肾结石和膀胱结石基本形成，并一连生长，尿液中可见六角形晶体；药效研究一样平常选用2～3月龄的雄性小鼠，该阶段小鼠的结石爆发率更高，如Slc3a1-/-小鼠可达50% 。组织病理改变主要体现在肾，如肾小管和盆腔扩张、肾小管坏死、肾小管透明液滴和慢性间质性肾炎 。A型和B型胱氨酸尿小鼠模子中保存基因型/表型相关性，为进一步研究胱氨酸尿患者遗传机制提供了新的看法 。
研究者已应用该模子验证了青霉胺（D-penicil?lamined）、α-硫辛酸（α-lipoicacid）和托尔瓦普坦（tolvaptan）在增添尿胱氨酸的消融度及抑制Slc3a1-/-小鼠胱氨酸尿模子中胱氨酸结石形成的作用，并发明L-胱氨酸二甲酯（L-cystine dimethyl ester）虽不可阻断结石的爆发，但能抑制胱氨酸晶体一连生长 。这些发明提供了一种构建有用的胱氨酸尿石症模子的思绪，可用于研究导致该疾病的遗传和情形因素，并可用于药物评估 。
结语
膀胱结石在生长中国家和快速老龄化的蓬勃国家都是常见的临床问题 。膀胱及相关泌尿系统结石成因重大，历程涉及遗传、饮食和自身代谢及曾爆发的物理和化学事务 。种种结石动物模子均有其优弱点和非临床研究的适用性 。与化学诱导模子相比，物理和微生物诱导模子主要针对膀胱，对其他脏器影响较� �；但一项体外模子研究发明，解脲酶微生物也能从膀胱向上游迁徙到输尿管和肾，随后在肾中形成生物膜和结石 。受遗传学研究希望的限制，基因敲除要领现在仅应用于制备某种特定的结石模子，应用面相对较小 。现有模子的一些共有特征可总结为：
①建模动物以大鼠为主，其次选用小鼠、猫或猪 。
②模子可能保存动物性别的差别 。在化学诱导模子中，雌性动物体内形成的结石在一定水平上小于雄性；而微生物诱导模子中雌性动物的成石率更高= 。现在的研究尚未剖析这种性别差别是由激素水平照旧剖解特征引起的，或者兼而有之 。
③动物品系差别 。如在微生物诱导模子中，F344大鼠的易感性最高，SD大鼠次之，Lewis大鼠和Wistar大鼠易感性最弱 。
然而，现有模子尚保存以下缺乏：
①判断标准纷歧 。目今研究中提到的判断标准有肉眼视察、结晶尿、剖解组织显微视察、组织病理学检查等；后期研究应告竣一致的判断标准，使各研究间能够举行合理的较量 。
②模子动物血液、尿液等生化指标效果纷歧致，尤其是镁和钙，常在同种或差别模子中体现出差别 。
③人们对结石形成信号通路中的特异性标记物知之甚少 。有报导推测，血清中NADH脱氢酶1α亚复合物亚基8和免疫球卵白超家族中的一种跨膜糖卵白basigin可能是三聚氰胺诱导膀胱结石的潜在生物标记物 。
④无法回避的副作用 。尤其是化学诱导模子，虽然被普遍应用，但可能导致代谢性酸中毒、细胞损伤和肾小管上皮细胞坏死等，副作用大；改用结石形成中心代谢产品或者信号通路中的信号因子作为诱导剂，也许能建设越发清静、合理的疾病模子 。
⑤现有的模子高度依赖于人工诱导，可能并不完全适用于自然结石形成的研究 。
诚然，自然界中保存一些自觉性尿路结石的动物模子，包括圈养或野生动物，如狗、猫、水獭、海豚和雪貂等 。这些自觉性模子的发病机制也许更靠近人类膀胱结石爆发的真相，很可能成为膀胱结石模子的辽阔宝库 。
Source: 中国药理学与毒理学杂志. 2024, 38 (06)，膀胱结石啮齿类动物模子的制备要领及应用希望
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