利用毛细血管显微镜无创观察小鼠甲床微血管形态

摘要

甲襞微循环显微镜检查是一种简便易行的工具，可用于直接、经济且无创地观察微血管系统。本实验方案的目的是使研究人员能够利用甲襞微循环显微镜检查技术，观察小鼠甲床部位外周微血管的形态结构。

摘要

利用甲襞微循环显微成像（nailfold capillaroscopy, NFC）对人体皮肤微毛细血管网络进行成像，凸显了微循环作为多种严重系统性疾病中靶器官系统的重要性。临床上，甲襞微循环显像被用于检测多种系统性疾病中的外周微血管功能障碍与结构异常，包括风湿性疾病、心脏疾病、眼部疾病（如青光眼）以及内分泌系统疾病（如高血压和糖尿病 mellitus）。NFC不仅有助于发现外周系统性微血管结构的破坏，还可用于评估药物疗效。然而，将临床NFC的研究发现转化为动物疾病模型时往往面临挑战。在动物中检测微血管功能障碍或异常通常具有侵入性（如内镜检查），且操作过程繁琐 离体 （例如，组织的死后成像），或成本高昂，需要使用显微计算机断层扫描和光声成像等技术所需的专用设备。有必要开发快速、无创且经济的成像技术，用于疾病动物模型中外周微血管的成像，以降低研究成本并提高向临床应用的转化能力。

既往已使用毛细血管显微镜在包括豚鼠和小鼠在内的动物模型中观察甲襞微血管结构，从而证明了毛细血管显微镜作为一种非侵入性成像工具在动物模型中的应用能力。本研究提供了一种应用于小鼠甲床的毛细血管显微镜检测方案，使研究人员能够简便且低成本地评估其微血管形态。文中提供了两种常用实验小鼠品系SV129/S6和C57/B6J的野生型小鼠典型甲床微血管结构的代表性图像。利用该方法开展进一步研究，对于将甲床毛细血管显微镜技术应用于多种伴有外周微血管异常的小鼠疾病模型具有重要意义。

引言

利用甲襞微循环显微镜（nailfold capillaroscopy, NFC）对人体外周微毛细血管网络进行成像，凸显了微循环作为多种全身性疾病靶器官系统的重要性¹毛细血管显微镜检查涉及使用显微镜放大并观察指褶部位的血管 体内因此，该技术在临床中被广泛用于检测多种系统性疾病的外周微血管功能障碍及异常，包括风湿性疾病^2,3心脏⁴，眼部（例如，青光眼）^5,6，以及内分泌疾病（如高血压和糖尿病）^7,8）。通过NFC可轻松检测到甲襞毛细血管的形态学改变，包括出血、血管扭曲程度增加以及无血管区域。这些形态学异常反映了病理性过程，例如微血管过度或不足的重塑。^9,10NFC 是检测这些病理变化的有用诊断工具。此外，该技术在评估药物疗效方面也具有应用价值。¹¹.

然而，....

方案

本文所述所有方法均已获得范德比尔特大学医学中心和麻省总医院的机构动物护理和使用委员会（IACUC）批准。

1. 成像用小鼠指甲的制备

注意：为了获得最佳的血管清晰度和皮肤恢复效果，成像前应至少等待 24 小时。

1. 为了实现对小鼠甲床的无障碍成像，需在进行甲襞微循环成像前至少 24 小时去除啮齿类动物足部的毛发（图 1A）。去除小鼠足部毛发的具体步骤见 1.1.1–1.1.6。
   1. 使用吸入式异氟烷麻醉剂（2% 异氟烷，混合 5% 二氧化碳和 95% 氧气）对动物进行镇静。通过夹捏后肢足垫来确认小鼠是否已充分麻醉。若麻醉充分，则不应出现抽动反应（即足底回缩反射消失）。若仍存在反射性动作，需延长小鼠在异氟烷中的暴露时间以确保完全麻醉。重复检测足底回缩反射，直至确认麻醉效果后继续后续操作。
   2. 在小鼠达到适当麻醉状态后，将润滑性眼用凝胶或无菌非药物性眼膏涂抹于双眼，以防止麻醉期间角膜干燥。
   3. 通过鼻罩维持动物麻醉状态，使用涂抹工具将足量脱毛膏均匀涂抹于整个足部。注意覆盖整个足部及甲床区域，如 图 1B 所示。
   4. 在室温（RT）下保持脱毛膏作用 1 分钟。若此时毛发已易于去除，则....

结果

利用此处所述的毛细血管显微成像方法，可轻松观察甲床血管形态，如图4A所示。小鼠典型的甲床血管结构具有三个稳定特征，如图4B所示：每个甲床均包含1）一条传入血管、2）一条传出血管，以及3）连接传入与传出血管的毛细血管网络。为展示甲床形态的一致性，我们在图4C中展示了背景为SV129/S6的野生型小鼠的代表性甲床毛细血管网络，以及在图4D中展示了背景为C57/B6J的野生型小鼠的甲床毛细血管网络。

讨论

综上所述，我们提供了一种实验方案，使研究人员能够以简便且低成本的方式评估小鼠甲床微血管的形态，该部位是无创外周血管成像的一个新位点。与已用于豚鼠²⁰和小鼠²¹的NFC方法类似，本方案的主要优势在于能够快速、无创地评估疾病小鼠模型中的外周微血管系统。该方法可能特别适用于涉及外周血管异常的研究，例如风湿性疾病^2,3，以及包括高血压和糖尿病在内的内分泌系统疾病^7,8。

利用小鼠指甲的透明特性，指甲床毛细血管显微成像技术为外周微血管系统的可视化提供了一个全新的观察部位。与特别适用于监测血细胞运动的NFC相比^21,22此处所述的甲襞毛细血管显微观察方.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
麻醉用活性炭过滤罐	ReFresh	EZ-258
微循环显微镜	Jiahua Electronic Instrument Co., Jiangsu, China	JH-1004
压缩气体（5% 二氧化碳，95% 氧气）	Airgas	UN3156
玉米油	Sigma	C8-267
Debut 视频采集软件	Debut		可在线免费获取。
眼科棉签	BVI Weck-Cel	0008680	用于涂抹和清除脱毛膏。
脱毛膏	Nair	610370323649
异氟烷 250 mL 瓶装	Piramal Critical Care	NDC  6679401725
实验升降台	Fisherbrand	14-673-52	用作固定小鼠的平台。
鼻罩（低剖面麻醉面罩）	Kent Scientific	SOMNO-0801
移液管	Fisherbrand	13-711-9AM	将玉米油充分涂抹于小鼠足垫，作为浸油使用。
USB 视频采集卡	VIXLW	BR116
Vetequip	VWR	89012-492	异氟烷麻醉设备
白色标签胶带	Fisherbrand	15-958	在拍摄图像时置于小鼠足垫下方，以形成白色/高对比度背景。