小鼠横位主动脉缩窄术

摘要

小鼠横主动脉缩窄术（TAC）是研究心肌肥厚和心力衰竭发生机制的常用实验模型。本文描述了缩窄主动脉以在小鼠中建立可重复的心肌肥厚程度的操作步骤。

摘要

小鼠横主动脉缩窄术（TAC）是一种常用的实验模型，用于研究压力超负荷诱导的心肌肥厚和心力衰竭。¹TAC 最初导致心脏出现代偿性肥厚，通常伴有心肌收缩力的暂时增强。然而，随着时间推移，心脏对慢性血流动力学超负荷的反应逐渐变为失代偿性，最终导致心脏扩张和心力衰竭。²小鼠TAC模型最初由Rockman验证等.¹，并且此后被广泛用作模拟人类心血管疾病、阐明心肌肥厚反应及心力衰竭发展过程中基本信号通路的有力工具。与其他心力衰竭实验模型（如完全结扎左前降支冠状动脉）相比，TAC 能够提供更为可重复的心肌肥厚模型，并在心力衰竭发展过程中呈现更渐进的时间进程。本文中，我们描述了一种在小鼠中实施手术缩窄术（TAC）的逐步操作流程。为了确定主动脉结扎所产生压力超负荷的程度，采用高频多普勒探头测量右侧与左侧颈动脉血流速度的比值。^{3, 4}手术存活率为80-90%，横主动脉缩窄术是一种在小鼠中有效诱导左心室肥厚和心力衰竭的技术。

方案

第1部分：手术区域准备

1. 用 75% 异丙醇对操作区域进行消毒。
2. 确保加热垫已开启并处于合适温度。推荐使用 Gaymar 循环水浴泵连接治疗垫，维持温度在 37 °C ± 1 °C。手术期间维持正常体温至关重要，以避免心率迅速下降。
3. 手术器械在使用前需在高温珠灭菌器中灭菌。本操作需要以下手术器械：钝头剪刀、粗弯镊子 × 2、精细 45° 弯角镊子 × 2、弯角弹簧剪、胸腔牵开器和持针器。
4. 应备有棉签，以备出血时使用。

第2部分：小鼠的准备与插管

1. 将小鼠置于诱导室中，使用2%异氟烷与0.5–1.0 L/min的100% O₂混合气体进行麻醉。
2. 使用毛发剪刀剃除从颈部至胸部中段的毛发。
3. 将小鼠仰卧位放置在加热垫上，以维持体温。
4. 将橡胶带置于动物的门齿上方以伸展颈部。一手持弯头镊子，轻柔地将舌头拨向一侧；另一手持PE 90导管进行气管插管。气管插管随后连接至哈佛式容积控制型啮齿类动物呼吸机，呼吸频率设定为125–150次/分钟，潮气量为0.1–0.3 mL。手术过程中以1.5–2%异氟烷和0.5–1.0 L/min的100% O₂维持麻醉。通过按压小鼠脚趾甲床（趾捏反射）确认麻醉深度是否合适。
5. 手术区域先用聚维酮碘溶液消毒，再用70%酒精脱碘....

讨论

TAC（横主动脉缩窄术）可模拟人类主动脉瓣狭窄，是诱导小鼠心肌肥厚和心力衰竭的常用方法。主动脉缩窄的其他可选部位包括升主动脉和腹主动脉。升主动脉缩窄可对左心室（LV）造成更剧烈且更迅速的负荷过重。相比之下，腹主动脉缩窄保留了更大范围的循环系统，可能有助于代偿。⁸ 因此，TAC 常被视为首选模型，因其能以时间依赖的方式提供适度的左心室超负荷，更便于实验研究。尽管该手术在技术上具有挑战性，但经过实践，我们在野生型小鼠中已达到 80–90% 的存活率。

横主动脉缩窄的紧密程度决定了心肌肥厚发展的程度，以及心脏衰竭和扩张发生的时间范围。此外，小鼠的年龄会影响其恢复速度以及心力衰竭发展的动力学特征。年龄较大的小鼠（>12月龄）在TAC后颈动脉产生适应性反应所需时间更长，且较年轻小鼠（3–4月龄）更易快速发生扩张型心肌病。⁵

对小鼠进行无创插管需要一定的练习。另一种方法如下：

1. 使用钝头剪刀做颈部正中切口，用弯头镊子分离气管周围组织，以暴露气管。
.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
Gaymar T/泵	Harvard Apparatus	型号 TP-500	循环水泵
温度治疗垫	Harvard Apparatus	60-3414
热珠灭菌器	Fine Science Tools	18000-45
钝头剪刀	Roboz 外科器械公司	RS-5980
弯角弹簧剪刀	Roboz 外科器械公司	RS-5668
胸腔牵开器	Fine Science Tools	17002-02
粗弯镊子	Roboz 外科器械公司	RS-5138
Dumont 精细 45° 弯角镊	Fine Science Tools	11253-25
持针器	Fine Science Tools	12565-14
电动剃毛器	GE Healthcare		用于剃除小鼠毛发
PE 90 导管	BD Biosciences	427420	用于插管
MiniVent（呼吸机）	Harvard Apparatus	型号 845
聚维酮碘（Betadine）	Fisher Scientific	19-027132	可在医疗用品商店购买
无菌手套	Mckesson	20-1565
体视显微镜	Unico	ZM186
6-0 丝线缝合线	Fine Science Tools	18020-60
27 ½ 号针头	BD Biosciences	305109
6-0 Prolene 缝合线	Mckesson	3286
布托啡诺（Buprenorphine）	机构动物设施