常温下心脏骤停与心肺复苏：小鼠缺血-再灌注损伤模型

摘要

本文介绍了一种用于围手术期和重症监护相关急性肾损伤的有力模型。通过心脏骤停诱导的全身低灌注，几乎可以复制临床急性肾损伤的组织学和功能变化。

摘要

急性肾损伤（AKI）是危重疾病中常见且致死率极高的并发症，其死亡率高^1-4，最常见原因为全身性低灌注^5,6。在啮齿类动物模型中成功复制全身性低灌注一直存在诸多困难^7-9,9,10。采用局部缺血的模型反复显示出无法转化为临床实际的结果，而允许实现全身低灌注的大动物模型又无法获得小鼠所具备的完整基因操作工具集^11,12。然而，近年来出现了一种小鼠心脏骤停与心肺复苏模型，可被改造用于模拟AKI¹³。该模型能够可靠地再现临床AKI中观察到的生理、功能、解剖及组织学结局，具有快速可重复性，并兼具小鼠外科模型的诸多显著优势，包括可进行基因操作、相对于大动物成本较低以及操作简便。本课题组已在此模型应用方面积累了丰富经验，用于评估AKI中的多种器官特异性结局^14,15

方案

所述所有操作均遵循美国国立卫生研究院关于研究中动物护理和使用的指南，并且所有动物实验方案均已获得俄勒冈健康与科学大学机构动物护理和使用委员会的批准。

1. 手术准备

1. 称量小鼠体重。本方案适用于体重在 20 至 25 g 之间的 C57BL/6 小鼠。使用 3-4% 异氟烷在诱导箱中诱导麻醉，随后以 1.5-2.5% 异氟烷在空气/氧气混合气体中维持麻醉。
2. 为小鼠眼睛涂抹润滑剂，并将其仰卧位固定在加热垫上。用胶带固定四肢。后肢脚掌可固定于中立位，但前肢脚掌应尽可能贴近胸壁固定，以便在胸外按压时充分扩展胸壁。
3. 涂抹润滑剂后插入直肠温度探头。通过连接电子温度控制器（Digi-Sense, Cole Parmer, Vernon Hills IL）的加热垫和加热灯控制体温，设定温度维持在 37.0°C。由于在无血流状态下动物体内可能形成温度梯度，因此在目标器官附近测量和控制温度至关重要。
4. 使用 2.5 cm 长的 22 号特氟龙导管（Insyte-W, BD, Franklin NJ）和弯头引导器（Frova Introducer, Cook Medical, Bloomington IN）的截短远端进行气管插管。其他气管插管方法也可接受，但使用弯头引导器可使颈部保持轻度伸展的合适位置，从而优化静脉导管置入时的手术视野。将气管导管接头用缝线环扎固定于门齿，并施加轻微张力以在胸外按压期间固定头部。

讨论

小鼠常温心脏骤停与心肺复苏模型为评估最常见临床急性肾损伤（AKI）病因——全身性低灌注——的病理生理学和形态学特征提供了多种研究途径。该模型得益于实验室小鼠遗传操作技术的广泛应用，以及其已被充分阐明和明确的解剖学与生理学特性，有助于开展假设验证研究。

如文中所述，在经验丰富的操作者手中，存活率可达80%。尽管手术准备和心脏骤停后的护理较为简单，但对心脏骤停小鼠的实际复苏是一项具有挑战性的外科技术，需要大量练习。根据我们的经验，一名缺乏经验的外科医生在对约前30至50只动物进行复苏尝试后，复苏成功才会逐渐成为常态，而实现稳定一致的损伤建模与复苏则需要进一步训练。特别是，在学习该技术的初期阶段（即前20只动物），获得有意义的存活几乎不可能，任何复苏后存活的动物均应在复苏后立即实施安乐死，以避免不必要的痛苦。在初步训练之后，当动物在复苏后数分钟内表现出强有力的心脏功能恢复时，可继续让其存活至自主循环恢复（ROSC）后15分钟。在此时间点已表现出强烈自主呼吸努力的动物，在适当护理条件下很可能存活24小时。这一训练阶段应在IACUC（实验动物照护与使用委员会）方案中明确说明。其中最难掌握的技.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
氯化钾	Abbott Laboratories	06653-5
异氟烷	Abbott Laboratories	05260-05 (及其他)
盐酸肾上腺素	多家供应商	多种
Digi-Sense 温度控制器	Cole-Parmer	EW-89000-00
Angiocath 静脉导管	VWR international	381134
Frova 角度气道导入器	Cook	G27282
MicroVent 小鼠呼吸机	Harvard Apparatus	733591