一种改良的小鼠横主动脉收缩技术

Summary

本协议描述了一种使用自制牵开器进行微创横主动脉收缩（TAC）手术的改进和简化技术。该手术可以在没有呼吸机或显微镜的情况下进行，并引入压力超负荷，最终导致心脏肥大或心力衰竭。

Abstract

横主动脉收缩（TAC）是基于小鼠模型中压力超负荷的形成，在心力衰竭和心脏肥大研究中经常使用的手术。该手术的主要挑战是清晰地看到横主动脉弓并精确地束带目标血管。经典方法进行部分开胸术以暴露横主动脉弓。然而，它是一种开胸模型，会导致相当大的手术创伤，并且在手术过程中需要呼吸机。为了防止不必要的创伤并简化操作程序，通过胸骨的近端比例 接近 主动脉弓，使用包含圈套的小型自制牵开器到达并绑定目标血管。该手术可以在不进入胸膜腔的情况下进行，不需要呼吸机或显微外科手术，这使小鼠具有生理呼吸模式，简化了手术，并显着减少了手术时间。由于侵入性较小，手术时间较短，小鼠可以经历较少的应激反应并迅速恢复。

Introduction

心力衰竭是一种复杂的临床症状，由心室充盈或射血的结构和功能受损引起¹。疾病分期主要通过纽约心脏协会根据症状严重程度和身体活动进行功能分类 来 定义².对于射血分数超过 50% 的患者，结构和/或功能异常应提高利钠肽，以支持射血分数保留 （HFpEF^{） 诊断}心力衰竭2。缺血性心脏病是心力衰竭多种病因的主要原因。因此，心肌梗死模型（如永久性冠状动脉结扎术）常用于研究心脏灌注不足或缺血再灌注损伤后的病理生理学^3，4。除急性心肌损伤外，高血压、糖尿病、肥胖症和心肌病家族史等其他危险因素也会导致心力衰竭的发展。患者通过A期（有心力衰竭风险）进入B期（心力衰竭前期）后，会发生结构改变¹。例如，高血压患者首先经历适应性左心室肥大，然后通过病理重塑逐渐发展为适应不良的心脏肥大并过渡到心力衰竭⁵。

作为各种心血管疾病的终末期，慢性心力衰竭已经研究了几十年⁶。多种小鼠模型已广泛用于心力衰竭研究，包括药物输注（血管紧张素II），代谢紊乱（糖尿病或高热量饮食）和主动脉收缩

Protocol

目前的协议由中国武汉华中科技大学同济医学院同济医院伦理委员会批准。该程序在雄性成年C57 / BL6小鼠（>10周龄）上进行。所有手术器械在手术前均通过高压灭菌进行灭菌。

1. 手术器械的准备

1. 准备一个 5 mL 注射器，用针架捏掉针尖以使其变钝。
2. 准备一根 27 G 的针头，并用持针器将其钝化。用眼科剪刀剪针尖是使针头变钝的另一种方法。
3. 将 27 G 针的尖端弯曲 90°。
   注意:此针将用作垫片，与主动脉系紧以进行血管收缩。
4. 使用商业获得的铁丝（医用级，直径0.5毫米，见 材料表）并在针周围缠绕（图1A）。在针的钝尖形成一个小圈套或环（图1B）。
   注意:这种可重复使用的仪器充当特殊的自制牵开器，并允许人们在后面的步骤中将丝线穿过主动脉下方。
5. 手术前高压灭菌所有手术工具（包括上面制作的特殊牵开器）以对其进行消毒。

2. 动物制备

1. 根据体重，通过腹膜内注射戊巴比妥钠溶液（50mg / kg，参见材料表）麻醉小鼠。....

Results

TAC手术成功后，使用超声成像系统检测压力过载。手术四周后，小鼠心脏功能下降。在本研究中，通过4周后接受TAC手术的小鼠的射血分数（EF），分数缩短（FS），左心室质量（LV质量）和左心室内径（LVID） 验证 了TAC手术的有效性。与假小鼠相比，4周后TAC小鼠的EF显着降低（47%±10%对78%±4%， p <0.0001）（图4A）。TAC小鼠的左心室质量显着升高（158.1±50.5对91.8±21.7mg， p = 0.0226）（图4B）。TAC小鼠的FS显着降低（23±5对46%±3%， p <0.0001）（图4C）。TAC小鼠的LVID显着升高（2.88±0.39对1.81±0.52mm， p = 0.0044）（图4D）。数据代表TAC组和Sham组各六只小鼠。由于小侵入性手术，.......

Discussion

持续压力超负荷的诱导可逐渐引起心脏肥大和心力衰竭。该模型已在世界各地的众多实验室中使用¹⁴，^15，16。该方案提供了一种改进的TAC方法，不需要显微外科手术技能或机械通气。

该方案中最重要的一步是在主动脉弓下通过丝线。当圈套钩住主动脉弓时，所有动作都必须轻柔，以减少对动脉的不必要牵引。此外，主动脉周围的缝合线不能太紧，以防在拉出垫片时遇到困难。手术后，充足的食物和水对小鼠快速恢复也很重要。

以前的手稿为TAC提供了其他方法。Eichhorn等人发表了一种封闭的胸部方法，该方法连接横主动脉¹⁰。整个过程使肋骨保持完整，从而造成非常小的创伤。Zaw等人提供了一种无需进入胸膜腔¹⁷的TAC方法。Tavakoli等人提出了一种不需要插管和通气的微创横动脉收.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
4-0 不可吸收缝合线	金环	HM403	用于缝合皮肤
5 mL 注射器	海福达科技有限公司	BD-309628	用于制作含牵开器的圈套
7-0 不可吸收缝合线	金环	HM701	用于主动脉结扎
动物体温监测	Kaerwen	FT3400	用于监测体温
丁丙诺啡	Sigma	B-044	用于术后疼痛治疗脱
毛膏	Veet	N/A	用于去除手术区域的体毛
加热垫	小创心	N/A	用于维持体温
布洛芬	MCE	HY-78131	用于术后疼痛治疗
铁丝 （0.5 mm）	清元	铁丝 #26	用于制作包含牵开器的圈套
显微镊子	RWD	F12006-10	用于穿透和分离组织以打开手术空间
针器	RWD	F12005-10	用于捏断量规针尖并钝
眼科镊子	RWD	F14012-10	用于固定皮肤和其他组织
眼科剪刀	RWD	S11001-08	用于制作小鼠
戊巴比妥钠	Sigma	P3761	用于小鼠麻醉
无菌手术垫	Hale & hearty 211002		用于手术期间放置动物
超声成像系统	Fujifilm visualsonics	vevo1100	用于测量血流速度、左心室壁厚度和射血分数等 https://www.visualsonics.com/product/imaging-systems/vevo-1100