通过肺动脉缩窄诱导小鼠右心室衰竭及右心室功能评估

摘要

本文提供了一种研究右心室衰竭机制的有效方法。通过使用自制的手术器械，建立了一种更为简便且高效的肺动脉缩窄方法。此外，还提供了利用超声心动图和导管插入术评估该方法质量的技术。

摘要

右心室衰竭（RVF）具有独特性、高发病率、高死亡率及难治性等特点，其发病机制亟需阐明。既往已有模拟RVF进展的大鼠模型报道。与大鼠相比，小鼠在动物实验中更为易得、经济且应用广泛。我们建立了一种肺动脉缩窄（PAC）方法，通过结扎小鼠肺动脉干以诱导右心室（RV）肥厚。我们设计了一种特殊的外科搭扣针，便于更清晰地分离主动脉与肺动脉干。在实验中，使用该自制搭扣针显著降低了动脉破裂风险，使手术成功率提高至90%。我们采用不同直径的垫片针实现精确的定量缩窄，从而诱导不同程度的右心室肥厚。通过无创经胸超声心动图测量肺动脉（PA）血流速度，对缩窄程度进行量化评估。术后8周通过右心导管术精确评估右心室功能。自制手术器械采用常规材料，制作工艺简单，易于掌握。因此，本研究所述的PAC方法可利用实验室自制器械轻松复制，适用于其他实验室广泛开展。本研究提出了一种改良的PAC方法，其手术成功率高于其他现有模型，术后8周存活率达97.8%。该PAC技术为研究右心室衰竭机制提供了有效手段，有助于进一步加深对RVF的理解。

引言

右心室功能障碍（RVD）在此定义为存在右心室结构或功能异常的证据，与不良临床预后相关。右心室衰竭（RVF）是右心室功能进行性恶化的终末阶段，是一种表现为心力衰竭体征和症状的临床综合征，由进行性RVD所致¹。由于结构和生理功能的差异，左心室（LV）衰竭与右心室衰竭具有不同的病理生理机制。已有研究报道了右心室衰竭中一些独立的病理生理机制，包括β2-肾上腺素能受体信号通路的过度表达²、炎症反应³、横小管重构以及钙离子（Ca²⁺）处理功能障碍⁴。

右心室衰竭（RVF）可由右心室的容量或压力超负荷引起。既往的动物模型采用SU5416（一种强效且选择性的血管内皮生长因子受体抑制剂）联合低氧（SuHx）^5,6 或野百合碱⁷ 诱导肺动脉高压，从而导致继发于肺血管疾病的右心室衰竭²。进行这些研究的研究人员主要关注血管系统，而非右心室衰竭的病理进展过程。此外，野百合碱具有心脏外效应，无法精确模拟心源性疾病的状况。其他模型则采用动静脉分流术诱导容量超负荷及右心室衰竭

方案

所有操作均按照动物研究的机构指南进行，这些指南符合美国国立卫生研究院（NIH出版号85-23，1996年修订版）发布的《实验动物护理与使用指南》。C57BL/6雄性小鼠（8-10周龄，体重20-25 g）由南方医科大学动物中心提供。小鼠到达后，在12小时光照/12小时黑暗循环条件下饲养，并提供充足的食物和饮水。

1. 手术器械的准备及针头的制备

1. 准备无菌外科手术器械（图1A）、用于结扎的6-0编织丝线（图1B[a]）以及用于关闭切口的5-0尼龙缝线（图1B[b]）。
2. 将6-0编织丝线（图1B[a]）穿入从1 mL注射器上拆下的25 G针头中。然后使用止血钳将针头弯曲90°，制成锁针（图1C[a]）。将22 G针头弯曲120°（图1C[b]），制成垫针。

2. 手术准备

1. 手术前对所有外科器械进行高压灭菌。将加热垫调节至 37 °C。通过腹腔注射给予小鼠赛拉嗪（5 mg/kg）和氯胺酮（10....

结果

本研究中，小鼠被随机分配至PAC组（n = 9）和假手术组（n = 10）。术后1周、4周和8周进行超声心动图检查。术后8周，在完成最后一次超声心动图和导管评估后，处死小鼠并取其心脏进行形态学和组织学评估。

肺动脉干缩窄导致右心室肥厚（图2）。与假手术组相比，肺动脉缩窄（PAC）组在术后8周时通过胸骨旁长轴切面测得的峰值流速（图2A，C）、压力阶差（图2A，D）以及右心室壁厚度（图2B，E）均显著升高。此外，术后8周时，PAC组的右心室收缩功能（右心室射血分数和右心室缩短分数）较假.......

讨论

右心室充盈压的病理性升高会导致室间隔向左移位，从而改变左心室几何形态²¹。这些改变可导致心输出量和左心室射血分数（LVEF）下降，进而引起循环系统的血流动力学紊乱²²。因此，建立一种高效、稳定且经济的右心衰竭（RVF）机制研究模型具有重要价值。

我们开发了一种更有效且高度可重复的经导管肺动脉缩窄（PAC）方法，使用自制的锁扣和垫片针。自制的锁扣可更轻松地分离主动脉和肺动脉干，从而降低动脉破裂的风险，并提高手术成功率。通过选择不同直径的垫片针，我们诱导出不同程度的右心室肥厚。

尽管本文所述肺动脉干束窄术的一般操作步骤与既往文献报道相似^4,9,10,14,

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
ALC-V8S 呼吸机	SHANGHAI  ALCOTT  BIOTECH  CO	ALC-V8S	辅助通气
动物微型呼吸机	Haverd	型号 845	辅助通气
动物超声系统 VEVO2100	Visual Sonic	VEVO2100	超声心动图
冷光源照明器	Olympus	ILD-2	照明
恒温手术垫系统（ALC-HTP-S1）	SHANGHAI  ALCOTT  BIOTECH  CO	ALC-HTP-S1	加热
异氟烷	RWD 生命科学	R510-22	吸入麻醉
Matrx VIP 3000 异氟烷蒸发器	Midmark Corporation	VIP 3000	麻醉
医用编织丝线缝合线（6-0）	上海浦东金环医疗用品有限公司	6-0	结扎
医用尼龙缝合线（5-0）	宁波医用针厂有限公司	5-0	缝合
Millar 导管（1.0 F）	AD instruments	1.0F	用于右心导管插入术
戊巴比妥钠盐	Merck	25MG	麻醉
PowerLab 多通道生理信号记录系统	AD instruments	4/35	记录右心导管插入术结果
精密电子天平	Denver Instrument	TB-114	称重传感器
自制钩针			分离主动脉和肺动脉干
自制垫针			缩窄
自制气管插管			气管插管
小型动物显微外科设备	Napox	MA-65	手术器械
传导凝胶	广工牌	250ML	超声心动图
Veet 脱毛膏	利洁时集团（Reckitt Benckiser）	RQ/B 33 型号 2	去除小鼠体毛
立式自动电热压力蒸汽灭菌器	合肥华泰医疗设备有限公司	LX-B50L	自动清洁手术器械
立式小型动物手术显微镜	一华光学仪器	Y-HX-4A	用于右心导管插入术