本文展示了一种用于研究小鼠心肌冷冻损伤后心脏重塑的模型。
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本文内容
摘要
摘要
动物模型的使用对于开发急性冠状动脉综合征及其并发症的新型治疗策略至关重要。本文中，我们展示了一种小鼠冷冻损伤心肌梗死模型，该模型可产生精确且高度可重复和可复制的心肌梗死范围。简言之，在动物插管并进行胸骨切开术后，将心脏从胸腔中取出，使用手持式液氮递送系统的探头作用于心肌壁，以诱导冷冻损伤。可通过超声心动图或光学标测技术监测心室功能障碍和电传导异常。梗死区域的心肌透壁性重塑表现为胶原沉积和心肌细胞丢失。与其他模型（例如左前降支结扎模型，LAD-ligation）相比，该模型采用手持式液氮递送系统，可产生更为均一的梗死范围。
引言
急性冠脉综合征（ACS）是西方国家死亡的主要原因1,2。冠状动脉急性闭塞可引发缺血级联反应，导致受累心肌组织发生坏死3。受损心肌逐渐被无收缩功能的瘢痕组织所取代，临床上表现为心力衰竭4,5。尽管近年来ACS的治疗取得了进展，但ACS及其相关心力衰竭的患病率仍在上升，且治疗选择有限6,7。因此，建立用于研究ACS及其并发症的动物模型具有重要意义。
迄今为止，研究急性冠脉综合征（ACS）及ACS诱导的心肌重构最常用的动物模型是结扎左冠状动脉前降支（LAD）。LAD结扎可导致心肌急性缺血，类似于人类在ACS期间的心肌组织变化 。然而，梗死面积不一致仍是LAD结扎模型的薄弱环节。手术操作差异以及LAD解剖结构的个体差异会导致梗死面积不一致，从而影响该操作的可重复性和再现性8,9,10。此外，LA....
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方案
动物饲养和实验遵循由实验动物资源研究所制定、美国国立卫生研究院发布的《实验动物护理和使用指南》中的原则，给予人道护理。所有动物实验方案均经相关地方主管部门（加州大学旧金山分校（UCSF）动物护理与使用委员会）批准。
1. 动物护理
- 获取约14周龄、体重约27 g的小鼠（例如，来自实验动物研究所）。
注意：本文使用BALB/c小鼠。 - 将小鼠饲养在通风柜内的常规条件下，自由摄取标准小鼠饲料和高压灭菌水。
2. 小鼠准备
- 使用诱导室以异氟烷（3.5%）对小鼠进行麻醉。
- 使用毛发修剪器去除胸部和颈部的毛发。
- 将小鼠仰卧位放置于加热垫上，并通过覆盖口鼻的面罩维持麻醉。
- 通过夹捏后肢足部和尾巴检查麻醉深度，确认无反射反应。
- 皮下注射布托啡诺（0.03 mg/kg）以提供镇痛。
- 展开小鼠的前肢和后肢，并用胶带固定其位置。
- 使用聚维酮碘对剃毛区域进行消毒，随后用80%乙醇擦拭；重复此步骤两次。
- 使用小剪刀从胸骨下三分之一处至下颌做正中皮肤切口。
- 使用弯头镊子小心分离颈部周围的肌肉，暴露气管。
- 使用显微剪刀在第二和第三软骨环之间行气管切开术。
- 将呼....
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结果
冷冻损伤梗死模型适用于研究急性冠脉综合征（ACS）及其并发症。该模型表现出较低的死亡率和高效的术后恢复。冷冻损伤引起的心肌损害可导致心脏功能下降、电耦联中断以及透壁性重构。
超声心动图可用于无创性地在活体中监测心脏功能。在冷冻损伤的心脏中，超声心动图显示射血分数和面积变化率显著降低（图1a-c）。功能损害从术后第7天持续至观察终点第56天。
可通过压力-容积环（PV环）分析对心脏功能进行有创性评估。将一根1.2 Fr的导电性导管插入左心室，绘制左心室压力与左心室容积的关系曲线。可计算包括每搏输出量、每搏功、心输出量以及前负荷校正的最大功率在内的血流动力学参数。如图1d-h所示，冷冻心肌梗死会导致左心室（LV）功能受损，表现为每搏输出量、每搏功、心输出量以及前负荷校正的最大功率下降。
为了.......
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讨论
本文介绍了一种用于研究急性冠状动脉综合征（ACS）及相关药理学和治疗方案的小鼠冷冻损伤模型。
最关键的步骤是将冷冻探针应用于心肌组织。必须严格控制接触时间，以获得最佳梗死面积并确保结果具有可重复性。心肌冷却时间过长会导致梗死面积过大或心室穿孔；而冷却时间过短则只能形成局限性的表层心外膜损伤，无法完全消除所有定居细胞。因此，在研究再生细胞移植时，这种情况可能造成干扰。
与其他冷冻梗死方法20相比，本文所述的开胸方法具有可在心脏不同部位自由诱导梗死的优势。此外，由于梗死边界清晰可见，可据此选择细胞移植部位，因此该方法便于进行治疗性细胞注射或贴片应用。
该模型的一个缺点是心肌损伤的病因学问题。冷冻损伤导致细胞死亡的原因是冰晶形成并破坏细胞膜，而非直接的缺血所致。此外，损伤通常从心外膜向内发展，而缺血性梗死则倾向于从心内膜向外扩展至心外膜层。因此，该模型在研究心肌缺血的病理生理机制或模拟缺血-再灌注情况方面具有局限性。<.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
感谢Christiane Pahrmann提供的技术支持。D.W. 获得了马克斯·卡德基金会的资助。T.D. 收到来自Else Kröner基金会（2012_EKES.04）和德国研究基金会（DE2133/2-1_）的资助。S.S. 收到了德国研究基金会（DFG；SCHR992/3-1，SCHR992/4-1）的研究资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 10 ml 注射器 | 赛默飞世尔科技 | 03-377-23 | |
| 5-0 Prolene 缝线 | Ethicon | EH7229H | |
| 6-0 Prolene 缝线 | Ethicon | 8706H | |
| 8-0 Ethilon 缝线 | Ethicon | 2808G | |
| 吸收探针 | Fine Science Tools | 18105-01 | |
| BALB/c | 杰克逊实验室 | 品系编号 000651 | |
| Bepanthen 眼鼻软膏 | 拜耳 | 1578675 | 眼膏 |
| 聚维酮碘溶液 | Betadine 普渡制药 | NDC：67618-152 | |
| 钝头镊子 | 精细科学工具 | 18025-10 | |
| Buprenex | Reckitt Benckiser | NDC 编码： 12496-0757-1, 12496-0757-5 | 布托啡诺 |
| Cryoprobe 3mm | Brymill 低温系统 | Cry-AC-3 B-800 | |
| 70% 乙醇 | Th. Geyer | 2270 | |
| 弯头镊子 | S&与 | 00284 | |
| 精细镊子 | Fine Science Tools | 11251-20 | |
| 标准镊子 | Fine Science Tools | 11023-10 | |
| 大体解剖探针 | Fine Science Tools | 10088-15 | |
| 理发剪 | WAHL | 8786-451A ARCO SE | |
| 高温电灼套装 | Bovie | 18010-00 | |
| 异氟烷 | Henry Schein 动物健康 | 029405 | |
| 20G 静脉导管 | B. Braun | 603028 | |
| Mini-Goldstein拉钩 | Fine Science Tools | 17002-02 | |
| NaCl 0.9% | B.Braun | PZN 06063042 产品编号：3570160 | 生理盐水 |
| 持针器 | Fine Science Tools | 12075-14 | |
| 持针器，弯型 | 哈佛仪器公司 | 72-0146 | |
| 诺瓦明磺酮 | Ratiopharm | PZN 03530402 | 安乃近 |
| 操作板 | Braintree Scientific | 39OP | |
| 可更换精细尖头 | Bovie | H101 | |
| 剪刀 | 精细科学工具 | 14028-10 | |
| 小型动物呼吸机 | Kent Scientific | RV-01 | |
| 弹簧剪 - 侧向倾斜 | 精细科学工具 | 15006-09 | |
| 手术显微镜 | Leica | M651 | |
| Transpore 外科手术胶带 | 3M | 1527-1 | |
| 万纳斯弹簧剪 | Fine Science Tools | 15400-12 | |
| 蒸发器 | Kent Scientific | VetFlo-1205S |
参考文献
- Writing Group. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 133 (4), 38-360 (2016).
- de Alencar Neto, J. N. Morphine, Oxygen, Nit....
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重印与许可
