我们描述了一种手术方案，可稳定地在小鼠体内诱导形成显著的降胸主动脉瘤。该操作包括左侧开胸、暴露胸主动脉，并将浸有猪胰弹性蛋白酶的海绵放置于主动脉壁上。
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摘要
摘要
根据美国疾病控制中心的数据，从1999年到2016年，主动脉瘤（AAs）被认为是所有种族和两性人群中的主要死亡原因之一。动脉瘤的形成是由于主动脉壁进行性减弱并最终扩张所致，当其达到临界直径时可能发生破裂或撕裂。发生在胸部降主动脉的动脉瘤，称为降主动脉胸段动脉瘤（dTAA），在美国的动脉瘤病例中占很大比例。未受控制的dTAA破裂几乎总是致命的，而择期修复手术也具有较高的发病率和死亡率。我们模型的目的是专门研究dTAA，以阐明其病理生理机制，并寻找能够阻止dTAA生长或缩小其尺寸的分子靶点。通过建立一种可精确研究胸主动脉病变的小鼠模型，可以开发出针对性的治疗方法，用于特异性地测试dTAA。该方法基于在手术暴露后，将猪胰弹性蛋白酶（PPE）直接施加于小鼠主动脉外壁。这会引发破坏性和炎症性反应，导致主动脉壁减弱，从而在数周至数月内形成动脉瘤。尽管小鼠模型存在局限性，但我们的dTAA模型能够产生大小可预测且显著的动脉瘤。此外，该模型还可用于测试可能抑制dTAA生长或防止其破裂的遗传学和药物学靶点。在临床患者中，此类干预措施有望帮助避免动脉瘤破裂以及复杂的外科手术治疗。
引言
该方法旨在研究小鼠胸主动脉瘤形成过程中降主动脉的发育、病理生理学及结构变化。我们的模型提供了一种可重复且稳定的方法，用于在小鼠中诱导胸主动脉瘤（dTAA），从而允许测试多种基因和药物抑制剂。此项研究有助于发现可用于治疗人类dTAA疾病的药物和基因疗法，进而转化为可行的临床治疗策略。
当胸主动脉壁变弱并随时间推移发生扩张，直至达到临界直径时，就会形成胸主动脉瘤（dTAAs），此时可能发生撕裂或破裂。临床上，dTAAs 可以在无症状的情况下悄然进展，其尺寸不断增大，直到主动脉壁结构严重扭曲而最终失效，导致灾难性后果。令人担忧的是，症状通常仅在动脉瘤达到危险尺寸（扩张100-150%）并处于夹层或破裂高风险时才出现1,2。dTAAs 破裂几乎总是致命的3，而择期手术修复也伴随着显著的并发症风险4,5。此外，大多数患者在手术修复前已被诊断为患有主动脉瘤约5年时间6,7。这一时间段为非手术干预提供了有利时机。因此，亟需开发可用于治疗或延缓 dTAAs 进展的药物疗法，这将显著推动动脉瘤研究领....
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方案
动物实验方案已获得弗吉尼亚大学机构动物护理与使用委员会（编号：3634）批准。
1. 麻醉诱导与插管
- 将一只8-10周龄的雄性C57BL/6小鼠放入一个密闭舱内，持续通入5%异氟烷与氧气的混合气体5分钟，直至呼吸明显减慢。
注意：可根据实验方案使用不同品系、性别和年龄的小鼠。由于雌性小鼠体型较小，气道也更窄，因此插管可能更为困难。 - 按照Vandivort等人的描述进行小鼠插管13。
注意：插管步骤是本模型中最难学习和操作的部分。上述参考文献的作者在其视频中对操作步骤进行了出色的讲解。
2. 将小鼠固定在手术板上
- 连接气管（ET）导管，确认胸廓起伏，将小鼠置于右侧卧位。将异氟烷浓度调至约3%，并在双眼涂抹润滑剂。呼吸机应设置为每分钟约200次呼吸，潮气量为225 µL。
注意：若异氟烷保持在5%，毒性反应迅速。然而，个体对异氟烷的反应存在差异，因此应调整麻醉气体流速，使膈肌自主收缩每10-20秒出现一次，并通过观察黏膜及暴露组织的颜色判断氧合状态是否充分。 - 用胶带将ET导管固定在板上。将右前肢向前伸展，使前爪与鼻尖处于同一直线，并用胶带固定。
- 向尾侧牵拉尾巴，使右前肢与尾巴之间形成张力线，从而实现脊柱的伸展。
注意：....
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结果
与生理盐水对照组相比，应用本方案可在小鼠中稳定诱导出腹主动脉瘤（dTAA）。所形成的动脉瘤呈梭形，且仅出现在主动脉的处理节段（图1 和 图2）11。图2 展示了组织取材时视频显微测量的一个示例。根据公式1计算，本示例中的主动脉扩张程度为130%。
Johnston 等人最初的研究11描述了该模型，在与野生型对照小鼠（WT controls）相比后，发现经弹性蛋白酶处理的野生型小鼠（WT TAA）在第3、7、14和21天主动脉扩张显著增加。主动脉扩张的最大值出现在第14天（WT TAA：99.6 ± 24.7% 对比 WT 对照：14.4 ± 8.2%；p < 0.0001）（图3）11。Pope 等.......
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讨论
胸主动脉和腹主动脉在细胞来源和胚胎发育上存在差异，这与动脉瘤性疾病密切相关14,15,16。因此，需要建立一种特异性的动物模型来研究胸主动脉瘤（TAA）。尽管已有其他小鼠降主动脉瘤（dTAA）模型被报道8，但我们的模型是唯一能够形成真正动脉瘤性扩张（扩张程度超过50%）的降胸主动脉扩张模型。此外，与CaCl2模型需要16周相比，本模型操作相对快速，可在14天内达到最大扩张程度8。这种高效性促进了针对特定药物干预措施的研究，这些研究结果未来可能转化为人类临床试验11,12。然而，该实验方案仍存在若干技术难点和局限性。
本模型采用纯化的猪胰弹性蛋白酶，该酶已在多个既往腹.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本工作由美国心脏协会科学家发展基金 14SDG18730000（M.S.）、美国国立卫生研究院 K08 HL098560（G.A.）和 RO1 HL081629（G.R.U.）基金资助。本项目由胸外科研究与教育基金会（TSFRE）研究基金资助（项目负责人：G. Ailawadi）。本内容由作者全权负责，不代表国家心肺血液研究所（NHLBI）或胸外科研究与教育基金会（TSFRE）的观点。我们感谢 Anthony Herring 和 Cindy Dodson 提供的专业知识与技术支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 血管导管（22G） | 用于气管插管 | ||
| 杜蒙镊子；型号 #7，2 把 | Roboz | RS-4982 | |
| 格拉费组织镊 | Roboz | RS-5158 | |
| 哈姆斯镊，2 把 | Roboz | RS-5097 | |
| 心脏内针持；超精细；碳化钨钳口；7" 长度 | Roboz | RS-7800 | |
| KL 1500 LED 光源 | Leica | 150-400 | |
| M205A 解剖显微镜 | Leica | CH 94-35 | |
| 虹膜剪，11 cm，碳化钨 | World Precision Instruments | 500216-G | |
| 金属夹板 | 与小鼠牵开器套装配合使用 | ||
| 小鼠牵开器套装 | Kent | SURGI-5001 | 需要 2 个短固定器和 1 个高固定器 |
| 小鼠呼吸机 MiniVent 型号 845，115 V，带美标电源线 | Harvard Apparatus | 73-0043 | 小鼠用 MiniVent 呼吸机（型号 845），单动物，容积控制型 |
| Sigma Aldrich | 猪胰弹性蛋白酶 | E0258-50MG | 可购买不同规格瓶装 |
| 小血管电凝器套装 | Fine Science Tools | 18000-00 | 建议使用可充电 AA 电池 |
| 弹簧剪，10.5 cm | World Precision Instruments | 14127 | |
| 消毒棉签（海绵） | Sugi | 31603 | 可按需裁剪尺寸 |
| Surgi Suite 外科手术平台 | Kent | 连接至夹板 | |
| Tech IV 异氟烷蒸发器 | Jorgensen Laboratories | J0561A | 麻醉蒸发器 |
参考文献
- Coady, M. A., et al. What is the appropriate size criterion for resection of thoracic aortic aneurysms. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 113 (3), 489-491 (1997).
- Aggarwal, S., Qamar, A., Sharma, V., Sharma, A.
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