使用压力肌动图评估小鼠阻力动脉功能

摘要

在压力肌动描记术中，将一段完整的小血管段固定在两个微小套管上，并加压至适宜的管腔压力。本文中，我们描述了测定小鼠第3^rd C57和sGCα中肠系膜动脉的排序₁^-/- 使用压力血管造影法的小鼠。

摘要

压力肌动图系统在对小动脉进行功能评估时极为有用，可将血管加压至适宜的跨壁压。压力肌动图所达到的接近生理状态的条件，使得能够深入表征小动脉对药理学和生理学刺激的内在反应，这些反应可外推至 体内 血管床的功能特性。与传统的丝线肌动图仪相比，压力肌动图仪具有多项优势。例如，可在严格控制且符合生理条件的管腔内压力下，对更小的阻力血管进行研究。在此，我们研究了3^rd 将肠系膜动脉（3-4 mm长）置于两根连接至加压密封系统的套管上，该系统维持在60 mmHg的恒定压力。肠系膜动脉预先用去氧肾上腺素（phenylephrine）进行收缩处理，随后观察其对乙酰胆碱（acetylcholine）引起的舒张反应。通过视频摄像机持续记录血管的管腔和外径变化，从而实时定量分析去氧肾上腺素引起的血管收缩和乙酰胆碱引起的血管舒张。

为了验证压力肌动图在研究心血管疾病病因学中的适用性，我们采用系统性高血压小鼠模型评估了内皮依赖性血管功能。在129S6（S6）遗传背景下缺乏可溶性鸟苷酸环化酶α₁亚基（sGCα₁^-/-）的小鼠表现为高血压（sGCα₁^-/-S6），而在C57BL/6（B6）遗传背景下则不表现高血压（sGCα₁^-/-B6）。通过压力肌动图技术，我们证明sGCα₁缺失会导致内皮依赖性血管舒张功能受损。血管功能障碍在sGCα₁^-/-S6小鼠中比在sGCα₁^-/-B6小鼠中更为显著，这可能是导致sGCα₁^-/-S6小鼠血压高于sGCα₁^-/-B6小鼠的原因之一。

压力肌动描记法是一种相对简单但灵敏且具有重要机制研究价值的技术，可用于评估各种刺激对血管收缩和舒张的影响，从而加深我们对心血管疾病潜在机制的理解。

引言

压力肌动图系统用于测量小动脉、小静脉及其他血管的生理功能与特性。将一段完整的小血管段固定在两根细玻璃插管上，并加压至适当的管腔压力，使血管保持其大部分原有特性 体内 特征（图1 和 2）。压力肌动图中的近生理条件反映了 体内 血管床的行为，从而允许研究其内在特性（例如 离体血管的肌源性张力。与通过直接机械耦合至力传感器来评估肌肉收缩的丝线肌动描记术相比，压力肌动描记术具有若干优势 ¹包括：(i) 可研究定义血管系统总体阻力的微小阻力血管，而钢丝肌动图仪仅限于较大的传导动脉；(ii) 由于无需将钢丝穿过血管腔，内皮损伤的风险降低；(iii) 血管的自然形态得以更好地维持；(iv) 可在较宽范围的压力或剪切应力下研究血管尺寸 ².

研究微血管可能比研究较大的传导动脉更具信息量，有助于理解高血压等心血管疾病中血管张力改变的病理生理学和分子机制。例如，小鼠喂食高脂饮食8周后内皮功能受损的情况可在2^nd肠系膜动脉分支次序 ³ 但不在主动脉环中图3）。压力肌动图的另一个优点在于，加压血管的内在肌源性收缩得以保留，且可研究内皮细胞在此过程中的作用与功能。本文中，我们描述了使用压力肌动图研究小鼠肠系膜三级动脉血管反应性的方法。^rd....

方案

1. 溶液的配制

1. 500倍EDTA储备液：称取500 mg EDTA-Na₂•2H₂O，溶于50 ml去离子水中。室温保存。
2. KCl去极化溶液。
   1. 配制K10X储备液：3.69 g NaCl、18.64 g KCl、0.36 g无水MgSO₄、0.41 g KH₂PO₄、0.46 g CaCl₂•2H₂O，溶于250 ml去离子水中。室温保存。
   2. 配制100 ml终浓度为1X的KCl去极化溶液：将0.21 g NaHCO₃和0.18 g葡萄糖溶于90 ml去离子水中，加入10 ml K10X储备液，再加入95 μl 500X EDTA溶液，充分混匀。4 °C保存，一周内使用完毕。
3. 实验当天新鲜配制HEPES-PSS溶液（配制1升）。
   1. 6.96 g NaCl、0.35 g KCl、0.288 g MgSO₄•7H₂O、0.1605 g KH₂PO₄、2.38 g HEPES，溶于100 ml去离子水中，标记为A瓶。
   2. 0.312 g CaCl₂•2H₂O....

结果

一氧化氮（NO）在人体血压稳态的维持中起着核心作用 ⁶ 在动物模型中 ⁷一氧化氮（NO）调控血管平滑肌松弛的能力由可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）介导，sGC 是一种含血红素的异源二聚体酶，可生成 cGMP ⁸. 近期，在包含 sGCα 的基因座中发现了一种可调节血压的遗传变异₁ 和 sGCβ₁ 基因，阐明了sGC在调节人类血压中的相关性 ⁹有趣的是，缺乏α的雄性小鼠₁ sGC 的亚基（sGCα）₁^-/-) 在 129S6 (S6) 背景下具有高血压表型（sGCα₁^-/-S6) ⁵ 但不在C57BL/6（B6）背景下时₁^-/-B6) ⁴我们采用压力肌动图技术研究了从野生型（WT）和sGCα基因敲除小鼠分离出的肠系膜阻力动脉对乙酰胆碱诱导的血管舒张反应。₁^-/- S6和B6背.......

讨论

小鼠是许多研究者首选的实验模型，部分原因在于可以对其进行遗传修饰，从而构建人类病理生理学的小鼠模型。小阻力血管（而非较大的传导血管）的血管活性状态在很大程度上决定了整个血管系统中血流的调节¹¹。由于小动物（如小鼠）的阻力动脉尺寸较小，无法使用导丝肌动图仪来研究微血管功能。压力肌动图仪不仅克服了这一限制，还可实现接近生理条件下的血管功能测定。

我们先前报道过，缺乏 sGCα 的雄性小鼠₁ 在129S6（S6）背景下具有高血压（sGCα₁^-/-S6) ⁵ 但在C57BL/6（B6）背景下则不出现（sGCα₁^-/-B6) ⁴我们假设，这种品系间血压的差异是由于sGCα之间血管反应性的不同所致₁^-/- B6和S6背景小鼠。利用压力肌动图，我们研究了3种内皮依赖性血管舒张反应^rd 肠系膜动脉。乙酰胆碱是一种毒蕈碱受体激动剂，可结合内皮细胞上的受体，通过.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
NaCl	费舍尔科技	BP358
CaCl2 (2H2O)	费舍尔科技	C79-500
KCl	西格玛	P9333
MgSO4	费舍尔科技	M65-500
KH2PO4	西格玛	P3786
NaHCO3	费舍尔科技	BP328
NaOH	费舍尔科技	S318
D-葡萄糖	西格玛	G8270
EDTA	费舍尔科技	BP121
HEPES	西格玛	H3375
去氧肾上腺素	艾克罗斯有机	AC20724
乙酰胆碱	西格玛	A6625
压力肌动图系统	DMT