基于血流动力学变化和高血压的改良颅内动脉瘤小鼠模型

摘要

使用高血压和血流动力学变化的危险因素在小鼠中构建颅内动脉瘤 （IA）。血流动力学变化是通过结扎颈动脉的分支诱导的，而高血压是通过结扎肾动脉的后支来实现的。通过磁共振血管造影、立体显微镜和病理分析检测 IA 的形成。

摘要

由于与动脉瘤破裂相关的发病率和死亡率，颅内动脉瘤 （IA） 构成重大健康风险。然而，IA 发展的分子机制仍不清楚，需要合适的小鼠模型。通过结扎翼腭动脉 （PPA） 诱导加性血流动力学变化，结合高血压诱导，建立 IA 小鼠模型。在 C57BL/6 雄性小鼠中，结扎血管，包括右侧 PPA、颈外动脉 （ECA）、枕动脉 （OcA） 和左侧对侧颈总动脉 （CCA），以诱导血流动力学变化。一周后，结扎双侧肾动脉后支 （pRA），并引入 8% 盐饮食以诱导高血压。进行磁共振血管造影 （MRA） 、立体显微镜和免疫组织化学 （IHC） 染色，以评估诱导后 3 个月 IA 的形态和病理变化。在实验组中，4 只小鼠在初始诱导后死亡。在剩余的 11 只小鼠中的 5 只中检测到不同位置的 IA。显微镜检查和 MRA 检查均证实了 IA 的形成。病理学和 IHC 分析显示内部弹性层破裂、胶原纤维断开和 CD86 阳性 M1 巨噬细胞浸润，结果与在人类 IA 中观察到的结果一致。这种 IA 小鼠模型复制了在人类样本中观察到的病理变化，可作为研究 IA 形成和进展的分子机制的宝贵工具。

引言

颅内动脉瘤 （IA） 的患病率估计占总人群的 3.2%¹。IA 由于其高相关的发病率和死亡率，构成重大的健康风险。IA 是一种复杂的多维病理状况，受血流动力学变化、炎症和血管重塑的影响 ^2,3。血流动力学变化和高血压与动脉瘤的形成和进展有关 ^4,5。IA 经常发生在血流动力学剪切应力升高的大脑分叉处⁶，而窄角的分叉被认为是人类 IA 发展的危险因素⁷。尽管血管内治疗和手术策略取得了进步，但 IA 破裂引起的蛛网膜下腔出血仍然是灾难性的。因此，探索药物治疗是预防动脉瘤破裂的一种很有前途的方法⁸。然而，IA 病理形成和进展的潜在机制仍不清楚。根据人类风险因素开发适合 IA 形成和进展的小鼠模型，对于揭示潜在机制和确定潜在治疗靶点至关重要。本研究旨在构建一个模拟人类 IA 特征的小鼠无破裂的 IA 形成模型。

Willis 环 （CW） 连接并连通右颈内动脉 （ICA）、左 ICA 和双侧椎基底....

方案

小鼠的所有作程序均符合伦理审查委员会的标准，并得到了上海交通大学机构动物护理和使用委员会的批准。将 C57BL/6 雄性小鼠 （8 周龄，20-25 g） 饲养在 22 °C 的温度下，光照/黑暗循环 12 h/12 h。作过程如图 1A 所示。简而言之，在麻醉动物中，连接左颈总动脉 （CCA）、右颈外动脉 （ECA）、枕动脉 （OcA） 和翼腭动脉 （PPA） 以诱导血流动力学变化。随后在血流动力学变化开始一周后通过结扎双侧肾动脉 （bRA） 诱发高血压，并给动物喂食含 8% 盐的饮食。血流动力学变化和 IA 形成如图 1B 所示。材料 表中提供了本研究中使用的试剂和设备的详细信息。

1. 基于血流动力学变化和高血压的小鼠 UIA 的建立

注意:小鼠在手术前禁食 12 小时。通过将手术器械浸泡在 70% 酒精中至少 30 分钟来消毒手术器械。

1. 使用小型动物麻醉机进行麻醉（遵循机构批准的方案），在保持在 37 °C 的加热垫上吸入 O₂ （1 L/min） 的混合物中 2% 异氟醚。
2. 连扎左侧 CCA

结果

IA 形成率
在实验组 （n = 15） 中，2 只小鼠在初始手术后第一周内因未知原因死亡。一只小鼠在第二次手术后的第 3 天死于背部伤口感染，另一只小鼠在第 38 天因未知原因死亡，未检测到动脉瘤。在对照组 （n = 5） 中，所有 5 只小鼠都存活到处死。在实验组存活的小鼠 （n = 11） 中，诱导后 3 个月的收缩压显著高于诱导前（90 ± 1.39 毫米汞柱 vs. 126.63 ± 1.83 毫米汞柱; P < 0.0001）。在对照组 （n = 5） 中，诱导前和牺牲时的血压保持一致 （88 ± 2.34 mm Hg vs. 91.8 ± 1.2 mm Hg; P > 0.05）。

IA 评估和结果
在实验组中，使用 MRA 和光学显微镜在 11 只存活小鼠中的 5 只中检测到不同位置的动脉瘤。两个动脉瘤位于大脑前动脉-嗅动脉分叉处，两个位于前交通动脉，一个位于大脑后动脉（

讨论

本研究提出了一种改进的方法，通过连接 PPA 来构建 IA 小鼠模型，以诱导与高血压结合的附加血流动力学变化。MRA 成像和显微镜分析显示 Willis 环内有明显的动脉瘤变化。在该模型中观察到的病理改变与在人类样本中发现的一致。这种小鼠模型可以作为研究 IA 形成和发展的分子机制的宝贵工具。

通过连接左侧 CCA、ECA、OcA、PPA 和双侧肾后动脉 （pRA） 以及高盐饮食，在小鼠中诱导 IA。Cai 等人采用类似的程序建立了血压正常的大鼠动脉瘤模型，并确定了脑动脉瘤和大脑前动脉的扩张²²。Miyamoto 等人报道，与仅连接左侧 CCA 相比，右侧 PPA 和右侧 ECA 的额外连接显着增加了大鼠 IA 的形成。ECA 和 PPA 的连接可能通过增加血流量来放大血流动力学变化¹⁸。在人类中，颈动脉闭塞与颅内动脉瘤的形成有关²³。因此，这种修饰的 IA 小鼠模型可能有.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
7.0 T 磁共振血管造影	Bruker	BioSpec 70/20
C57BL/6 小鼠	Charles River Laboratories		性别： 雄
CD86 抗体	CST	91882
弹性范吉森 （EVG） 染色	Solarbio	G1597
Masson	Solarbio	G1340
微镊子	上海金中仪器公司
Microfil	Flow Tech Inc.	MV-120
小动物麻醉机	RWD	R500
体视显微镜	上海光学仪器公司	XYH-6B
缝合	上海金环医疗公司		6-0， 8-0