小鼠冠状动脉结扎术的改良技术

摘要

在小鼠中诱导实验性心肌梗死的手术操作首先在第三和第四肋骨之间进行左侧开胸，以暴露心脏前表面和左肺。随后结扎左冠状动脉，关闭胸腔，小鼠可自行恢复。

摘要

心肌梗死（MI）是人类死亡的最重要原因之一^1-3。为了改善MI患者的发病率和死亡率，我们需要更深入地了解心肌缺血的病理生理机制。这些知识可能有助于确定新的治疗靶点，从而推动创新性心血管疗法的发展⁴。在小鼠中建立实验性心肌梗死模型是目前临床前研究中日益流行的小动物模型，通常通过永久性或暂时性结扎左冠状动脉（LCA）来诱导心肌梗死⁵。在本视频中，我们将逐步介绍在小鼠中诱导实验性心肌梗死的方法。

首先用2%异氟烷对动物进行麻醉。将失去意识的小鼠进行气管插管，并连接呼吸机以进行人工通气。剃除左侧胸部毛发，沿腋中线在皮肤上做1.5 cm切口。钝性分离左侧胸大肌，直至暴露肋骨。将肌层拉开并用眼睑拉钩固定。完成上述准备后，在第三和第四肋间进行左侧开胸术，以暴露心脏前表面和左肺。随后用7-0 Ethilon缝线结扎LCA动脉近端段，通常可导致梗死范围约占左心室的40%。手术结束时关闭胸腔，动物接受术后镇痛治疗（Temgesic，0.3 mg/50 ml，腹腔注射）。将动物置于保温笼中直至自主恢复。

方案

1. 实验方案正文

1. 手术前，通过吸入2-5%异氟烷对一只6周龄或以上的雄性小鼠（C57BL/6）进行麻醉。通过夹捏脚趾确认动物已充分麻醉。
2. 将失去意识的小鼠仰卧于加热垫上，以维持37 °C的恒定体温。剃除左侧胸前区的毛发。
3. 将小鼠固定在带有异氟烷气体腔的插管装置上。通过口腔插入内径为0.2的导管至小鼠气管，然后将插管后的小鼠置于无菌手术区域（由温控器维持37 °C），并将气管导管连接至呼吸机（呼吸频率为每分钟120次，压力为4-6 mmH₂O）；使用碘伏和75%乙醇对术区进行消毒。
4. 在小鼠眼睛上涂抹眼用软膏。将标准心电图电极贴附于四肢脚掌，并将小鼠连接至心电图记录仪。
5. 使用无菌剪刀沿腋中线做1.5 cm切口。使用剪刀而非手术刀，以避免损伤小鼠皮下组织。随后使用钝头血管剪分离并牵开胸壁上的胸前肌。
6. 在第三与第四肋间行左侧开胸术，以暴露心脏前表面及左肺。
7. 使用合适的牵开器进一步牵开胸壁，以改善视野和操作空间。使用有齿镊和钝头剪刀去除心包膜。
8. 将缝针（带7-0 Ethilon缝线）穿过左冠状动脉下方，并在结扎线与动脉之间保留一部分心肌组织，以实现左冠状动脉结扎。成功的冠状动脉闭塞可通过左心室前壁的运动减弱或无运动，以及心电图记录的变化（例如 ST段抬高、QRS波增宽）来确认。
9. 在第三和第四肋骨处缝合两针（6-0 Ethilon缝线）关闭胸腔。
10. 使用5-0 Ethilon缝线缝合皮肤。
11. 术后镇痛：给予一次腹腔注射布托啡诺（0.05 mg/kg）。停止异氟烷麻醉后，动物通常在2-5分钟内自主恢复。最后将小鼠置于温暖的笼中，并在饮水中提供0.6 mg/ml布托啡诺，以预防术后不适。术后24小时内需密切监测小鼠状态。
12. 心肌梗死后3天进行超声心动图检查以评估心脏功能。成功的手术可通过左心室前壁无运动（见结果部分附带视频）加以验证。实验结束时，取出心脏并储存在-80 °C，用于后续研究，即 基因表达分析。

结果

仪器	功能描述
钝头剪刀	用于剪开皮肤、肋间胸肌和缝线
眼睑拉钩	用于暴露手术视野
钝头镊	用于夹持皮肤和肌肉
持针器	用于夹持缝合针
5-0 缝线	用于缝合皮肤
6-0 缝线	用于缝合胸肌
7-0 缝线	用于结扎冠状动脉

...

讨论

本报告中演示的左冠状动脉（LCA）结扎手术是一种可靠且可重复的小鼠实验性心肌梗死（MI）诱导方法^{3, 6}。按照本方案进行LCA结扎通常会导致约40%左心室区域发生心肌缺血³。该操作可引起心电图ST段显著改变⁷，并在心脏前表面出现明显苍白。由于心肌梗死范围较大，术后死亡率可高达30%^{8, 9}。需要注意的是，不同品系动物的心肌梗死面积和心肌梗死后死亡率可能存在差异。该方法具有多个优点：皮肤切口沿腋中线而非前胸壁放置，有利于后续进行超声心动图检查；手术切口缝线不会干扰心脏前壁节段的超声成像。此外，小鼠气管插管可为操作者提供充足手术时间。在胸腔内原位（in situ）结扎LCA比将心脏外翻后结扎更为“生理”，因为后者易引发严重心动过缓和全身性缺氧¹⁰。与基于冷冻损伤的方法相比，该技术也具有优势，因为冷冻损伤所引发的病理生理过程与缺血性心肌梗死不同，可能干扰缺血性心肌病机制研究的准确性。我们相信，本视频及配套说明将为现有小鼠实验性心肌梗死技术提供有益补充。

故障排除：