标准化大鼠冠状动脉环制备及血管直径动态张力变化的实时记录

摘要

本方案描述了用于测定大鼠冠状动脉血管反应性的血管环张力测定技术。

摘要

作为心血管系统疾病的关键事件，冠状动脉疾病（CAD）被广泛认为是动脉粥样硬化、心肌梗死和心绞痛的主要病因，严重威胁全球人群的生命与健康。然而，如何记录离体血管的动态生物力学特性，长期以来一直困扰着研究人员。同时，精确地定位和分离冠状动脉以进行测量 体外 动态血管张力变化已成为冠心病药物研发的趋势。本方案描述了大鼠冠状动脉的宏观鉴定与显微分离方法。利用已建立的多通道血管张力测定系统，监测冠状动脉环沿血管直径方向的收缩与舒张功能。从取样到数据采集，冠状动脉环张力测定的标准化与程序化操作流程极大提高了实验数据的可重复性，从而确保在生理、病理及药物干预后血管张力记录的真实性。

引言

冠状动脉疾病（CAD）作为一种典型且具有代表性的心血管疾病，已被广泛认知和关注，是发达国家和发展中国家最主要的死亡原因^1,2。作为维持心脏正常生理功能的血液和氧气供应通路，循环血液通过心肌表面的两条主要冠状动脉及血管网络进入并滋养心脏^3,4。胆固醇和脂肪在冠状动脉内的沉积会阻断心脏的血液供应，并引发血管系统的剧烈炎症反应，导致动脉粥样硬化、稳定型心绞痛、不稳定型心绞痛、心肌梗死或猝死^5,6。针对冠状动脉的病理性狭窄，机体可通过代偿性加快心率，增加左心室输出量，以满足心脏自身或身体重要器官的血液供应⁷。若冠状动脉长期狭窄未能及时缓解，心脏某些区域可能形成广泛的新生血管⁸。目前，临床上对CAD的治疗常采用药物溶栓或手术机械溶栓，以及外源性仿生血管旁路术，但需频繁用药且手术创伤大、并发症多⁹。因此，对冠状动脉生理功能的深入研究仍是心血管疾病领域亟待突破的关键方向¹⁰。

方案

本动物实验方案已通过成都中医药大学管理委员会的审查与批准（记录编号：2021-11）。本研究采用雄性Sprague Dawley（SD）大鼠（体重260–300 g，8–10周龄）。实验期间，大鼠饲养于动物饲养室，可自由饮水和进食。

1. 溶液配制

1. 通过溶解 118 mM NaCl、4.7 mM KCl、2.5 mM CaCl₂、1.2 mM KH₂PO₄、1.2 mM MgSO₄、25 mM NaHCO₃ 和 11 mM 葡萄糖，制备生理盐溶液（PSS）。⁺，2.5 mM CaCl₂₂，1.2 mM KH₂PO₄，1.2 mM MgCl₂₂∙6H₂O₂，25 mM NaHCO₃₃，11 mM D-葡萄糖和 5 mM HEPES（参见 材料表).
2. 配制高 K⁺ 溶液⁺ 盐溶液，通过溶解 58 mM NaCl 和 60 mM K⁺，2.5 mM 的 CaCl₂，1.2 mM KH₂PO4，1.2 mM MgCl₂₂∙6H₂O₂，25 mM NaHCO₃_3....

结果

解剖位置上的大鼠冠状动脉分布于心肌组织深处且被其遮蔽，不易识别。通过比较人类（图1A）与大鼠（图1B）的冠状动脉，并依据 图2 所示取样流程，实现了对大鼠冠状动脉的快速而准确的分离。在体视显微镜下从前侧精确辨认右心耳、肺动脉和心尖后，沿 图2A 所示实心黑线切开心肌组织，约5 mm长的冠状动脉前室间支被清晰暴露。在精细分离包绕室间隔动脉的黏连心肌后，使用一根2 cm长的金属丝沿血管走行方向穿过约2 mm长的一段冠状动脉，形成环状。随即，游离出的2 mm冠状动脉环被牢固固定于DMT浴槽中，如 图3 所示。在对动脉环施加初始3 mN张力（图4）后，通过平行给予60 mM K⁺ 溶液三次，其收缩张力均超过2 mN以上（图5

讨论

冠状动脉微循环障碍在冠心病（CAD）患者中广泛存在，已逐渐被认识并被视为心肌充分灌注的重要基础。鉴于冠心病和心血管疾病突发所导致的严重并发症，对冠心病患者进行及时的药物预防与治疗在临床上极为重要¹⁷冠状动脉解剖结构的隐蔽性及其生理结构的复杂性，不可避免地严重限制了对冠心病药物和治疗方法有效性的合理与科学评估。^{18,19,20,21,22,23,24,25}毫无疑问，准确地定位和分离活性冠状动脉是促进冠心病相关疾病病理机制研究以及预防与治疗措施评估的前提。导丝显微成.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
芹黄素	上海桑谷生物医药科技有限公司，中国上海	150731
CaCl2	上海桑谷生物医药科技有限公司，中国上海	A501330
D-葡萄糖	上海桑谷生物医药科技有限公司，中国上海	A610219
HEPES	西雅试剂有限公司，中国山东	S3872
KCl	上海桑谷生物医药科技有限公司，中国上海	A100395
KH2PO4	上海桑谷生物医药科技有限公司，中国上海	A100781
LabChart 专业版 8.3	ADInstruments，澳大利亚	—
MgCl2·6H2O	上海桑谷生物医药科技有限公司，中国上海	A100288
多通道肌张力测量系统	丹麦Myo科技公司，丹麦奥胡斯	620M
NaCl	上海桑谷生物医药科技有限公司，中国上海	A100241
NaHCO3	上海桑谷生物医药科技有限公司，中国上海	A100865
钢丝	丹麦Myo科技公司，丹麦奥胡斯	400447
U46619	Sigma，美国	D8174