通过颈内动脉灌注将物质靶向递送至小鼠脑部

摘要

来源： Leda, A. R., 等．通过颈内动脉向中枢神经系统靶向递送物质的小鼠显微外科输注技术．J. Vis. Exp. （2017）

本视频展示了一种显微外科手术操作，旨在通过颈内动脉（ICA）将测试物质靶向输注至脑组织。该操作涉及精确的缝合与血管操控，以暂时阻断血流，确保物质的可控递送。将毛细管插入颈外动脉（ECA）并向前推进至分叉处。输注时，该物质可绕过体循环，穿过血脑屏障，实现向脑实质的靶向递送。

方案

所有涉及动物模型的操作均已经过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会审核。

1. 手术小鼠的准备

1. 使用实验室麻醉系统，将异氟烷与氧气混合，对小鼠进行麻醉。在商用麻醉机上设置异氟烷浓度为4-5%，氧气流速为2 L/min（参见材料表）。将动物转移至手术台面，在体视显微镜下通过鼻罩维持麻醉状态（异氟烷浓度设为1.5–2.5%，氧气流速为2 L/min）。
   1. 确保小鼠呼吸频率维持在每秒1–2次呼吸，无喘息现象。同时确认动物无胡须刺激反应及足底反射（脚趾夹捏反应）。手术期间应至少每5分钟监测一次呼吸频率和呼吸努力程度。遵循所在机构动物护理与使用委员会（IACUC）及兽医制定的啮齿类动物麻醉监测具体指南。
2. 使用无菌棉签在每只眼睛表面滴加一滴眼用润滑剂，以防止角膜干燥。建议给予抗炎药和镇痛药以减轻动物不适。
3. 将动物仰卧放置，并通过鼻罩持续维持麻醉状态。
4. 用70%乙醇和洗必泰对动物颈部区域进行清洁，擦拭三次。使用剃刀剃除手术区域的毛发（具体操作如下所述）。

2. 颈总动脉（CCA）的解剖

1. 在体视显微镜下进行整个显微外科手术操作。使用手术剪和镊子在颈部正中做一浅表切口，切口位置自胸骨上方延伸至下颌下方（长约3至4 cm）。
2. 使用镊子小心分离脂肪和结缔组织，以暴露气管。
3. 在小鼠颈部后方放置一个枕头（圆形物体，直径约0.5 cm），以伸展颈部，进一步暴露操作区域。
4. 使用组织牵开器或牵开钩分离组织。
5. 在动物气管左侧，小心用镊子分离结缔组织，以暴露左侧颈总动脉（CCA）。
6. 用镊子小心地去除所有结缔组织，暴露颈总动脉分叉处以及颈外和颈内动脉的起始部分。

3. 物质输注用胆囊管的准备

1. 用镊子将两段尼龙缝合线（每段约1 cm）插入颈外动脉（ECA）下方。
2. 在ECA尽可能高的位置打一个永久结。
3. 在ECA的最低可能位置、CCA分叉点正上方，打一个可松解的结。此结应比上方的结更为松弛。
4. 使用血管夹在尽可能低的位置闭合CCA。
5. 使用血管夹闭合颈内动脉（ICA）。
6. 使用显微解剖弹簧剪在颈外动脉（ECA）上两个结之间的位置进行一个小切口（约2 mm）。

4. 物质输注 通过 ICA

1. 组装灌注系统。将一段长约6英寸的毛细管（理想尺寸：2.5 mm × 1.2 mm）连接至含有250 µl待灌注物质（如药物、病原体、细胞外囊泡等）的结核菌素注射器上，并将毛细管尖端轻轻插入步骤3.6中制作的切口。
2. 继续缓慢推进毛细管，直至其到达颈总动脉（CCA）夹闭处与分叉点之间的中点位置。
3. 结扎远端颈外动脉（ECA）的结扎线。确认结扎松紧适度，既能允许毛细管内液体流动，又可防止渗漏。
4. 移除颈内动脉（ICA）上的夹子。
5. 轻柔按压注射器活塞，以大约10 µl/秒的速度进行物质灌注。

5. 输注后操作步骤

1. 将夹子重新放回颈内动脉（ICA）上。
2. 轻柔地移除毛细管管路。
3. 完全结扎下方的颈外动脉（ECA）结扎线。
4. 移除颈内动脉（ICA）和颈总动脉（CCA）上的夹子。

6. 切口关闭与术后护理

1. 移除牵开器或组织钩和垫枕。
2. 使用无菌生理盐水清洁缝合区域。
3. 使用尼龙缝线/缝针和镊子关闭切口。
4. 给予抗炎药和镇痛药以减轻术后不适。
5. 将动物置于放置在加热垫上的笼子中至少1小时，并监测其恢复情况。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
麻醉仪器	Vetequip	901806
手术剪	Fine Science Tool	14558-09
直头手术镊	Fine Science Tool	00108-11
弯头手术镊	Fine Science Tool	00109-11
弹簧剪	Fine Science Tool	15000-08
尼龙缝合线	Braintree Scientific	SUT-S 104
毛细管（Micro-Renathane 0.010” x 0.005” 每英尺）	Braintree Scientific	MRE01050
缝合用缝线	VWR	95057-036
异氟烷	Piramal
2,3,5-三苯基氯化四氮唑	FisherScientific	50-121-8005