需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用

方法文章

大鼠左前降支冠状动脉结扎建立闭塞性心肌梗死模型

1K 次观看

DOI:

10.3791/68143

2025年10月3日

本文内容

摘要

该方案展示了通过永久性结扎大鼠左前降支冠状动脉来建立心肌梗死(MI)模型的方法。心肌梗死后动物的存活对于挽救缺血区的心肌细胞、防止梗死区域扩展以及减轻心肌梗死后炎症和纤维化至关重要。

摘要

心血管疾病(CVD),包括缺血性心脏病和中风,是全球范围内导致死亡和疾病负担的主要原因。心肌梗死是缺血性心脏病的一种临床综合征,由持续缺血引发。缺血心肌会发生功能、代谢和结构上的改变,导致部分心肌因坏死而出现不可逆损伤。心肌梗死的实验模型对于理解梗死发生期间及之后的急性和慢性细胞、分子及形态学变化,以及开发和优化新的治疗靶点或策略至关重要。采用永久性结扎左前降支冠状动脉(LAD)的小动物手术模型,其病理特征与人类心肌梗死高度相似。本研究旨在建立一种在大鼠中通过永久性闭合LAD冠状动脉来诱导心肌梗死的手术模型。实验方案包括:腹腔注射氯胺酮80 mg/kg和赛拉嗪12 mg/kg进行麻醉诱导,使用耳镜引导插入气管导管进行气管插管,无需气管切开,在呼吸机辅助通气过程中应用外源性呼气末正压(PEEP)以防止肺泡塌陷。采用限制术中骨骼肌损伤的开胸术式。该方法具有微创性、可重复性强,并能降低术后死亡率。在本模型中,动物在心肌梗死后存活4天,以研究短期病理生物学变化,主要包括梗死后炎症反应、作为梗死愈合自然过程的血管生成,以及最终在梗死心肌中形成的纤维化。

引言

心血管疾病(CVD)主要包括缺血性心脏病(IHD)和脑卒中,是全球范围内导致死亡和疾病负担的主要原因。根据世界心脏联盟的数据,2021年有2050万人死于心血管疾病1,2。心肌梗死(MI),也称为心肌梗塞或心脏病发作,是缺血性心脏病的一种急性临床综合征。在心肌梗死过程中,心肌组织因长时间缺血而遭受不可逆损伤,这种缺血通常由冠状动脉内破裂的动脉粥样硬化斑块表面形成闭塞性血栓所致3

通过经皮冠状动脉介入治疗(PCI)或溶栓药物及时恢复血流是挽救缺血心肌、防止坏死的主要治疗方法3,4。 在发达国家,由于PCI的广泛应用,心肌梗死(MI)后的死亡率已有所下降,但在南亚等发展中国家,心肌梗死的发病率却在上升5。心肌梗死后,发生坏死的心肌组织周围存在可逆性损伤的心肌细胞区及缺血区。缺血心肌在心肌梗死后会发生心室重构,导致心室扩张和功能障碍,最终进展为心力衰竭6

目前,大量研究正在致力于通过干细胞治疗促进受损心肌细胞的再生

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

方案

实验操作在获得机构动物伦理委员会(IAEC)批准后按照既定方案进行[方案编号:(IAEC/KCP/2023/009)]。在实验动物的饲养与管理过程中,遵循印度环境、森林与气候变化部下属的实验动物使用控制与监督委员会(CCSEA)的相关指导原则。

1. 麻醉与气管插管(持续时间:10-15 分钟)

  1. 使用任一性别的Wistar大鼠,体重200–240 g,年龄超过6个月。记录大鼠体重。根据体重通过腹腔注射途径给予氯胺酮(80 mg/kg)和赛拉嗪(12 mg/kg)进行麻醉。
    注意:氯胺酮是一种分离麻醉剂,可快速诱导麻醉,但仅产生部分肌肉松弛作用10因此,它常与赛拉嗪联合使用,以产生肌肉松弛并达到外科麻醉状态。11.
  2. 捏住尾巴以确认麻醉程度。如果大鼠出现反射反应,追加1/3剂量的麻醉剂rd 氯胺酮剂量。将加热垫连接至呼吸机,并放置于手术台上,以提供恒温加热。
  3. 将大鼠置于加热垫上,保持仰卧位(图1A用胶带固定大鼠,使其保持该体位,并将手术台调整为倾斜位置。
  4. 调整呼吸机呼吸参数:潮气量为 8 mL/kg(2-3 mL/min),呼吸频率为 77 次/分钟(bpm),峰压(吸气峰压....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

结果

在涉及开胸胸外科手术的大鼠LAD结扎术过程中,气管插管是辅助通气所必需的。手术前通过基础呼吸参数确认插管成功,并在手术过程中维持稳定的呼吸频率、潮气量和每分钟通气量(图5)。

通过评估心肌损伤的生物化学标志物心肌肌钙蛋白T和肌钙蛋白I、测量梗死面积以及观察组织病理学变化,确认了左前降支结扎手术的成功13。心肌肌钙蛋白(cTn)蛋白与肌动蛋白丝相互作用,调节心肌的收缩与舒张。心脏中存在两种肌钙蛋白同工型,即肌钙蛋白I(cTnI)和肌钙蛋白T(cTnT),当心肌细胞受损后,这两种蛋白会释放入血13。肌钙蛋白T(cTnT)水平使用TropT定性试剂盒进行检测。该试纸条包含两种单克隆抗体,其中一种为胶体金标记,另一种为生物素标记的特异性抗肌钙蛋白T(cTnT)抗体,二者与血液样本中的肌钙蛋白形成夹心复合物。当肌钙蛋白T浓度超过0.1 ng/mL时,cTnT夹心复合物在检测线上聚集,形成一条红色检测线,表明结果为阳性。过量的胶体金标记抗体.......

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

讨论

本研究通过永久性结扎大鼠的左前降支冠状动脉(LAD)来诱导心肌梗死。在该手术方案中,通过腹腔注射给予80 mg/kg的麻醉剂氯胺酮,可快速诱导麻醉;同时腹腔注射12 mg/kg的赛拉嗪,可产生充分的肌肉松弛,从而有效促进整个手术过程,并在术后短时间内实现平稳恢复,且副作用最小。既往研究已建立过类似的麻醉方案,仅氯胺酮和赛拉嗪剂量有所不同,例如给予80 mg/kg氯胺酮和10 mg/kg赛拉嗪,可产生足以完成心肌梗死诱导手术所需的麻醉深度,并在大鼠心肌梗死后获得较高的存活率15,16。气管插管的成功实施是将大鼠仰卧于倾斜手术台上,并置于加热垫上,使用检耳镜在手电筒照明下观察声门后完成的。在一项先前的研究中,Kastl 等人证明,将动物置于倾斜的金属板上,并借助检耳镜观察声门,有助于顺利完成插管17

在该技术中,通过加热垫持续加温,并通过连接在加热垫上的温度传感探头经呼吸机进行温度监测,这对LAD结扎手术全过程的成功至关.......

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

披露

所有作者均已披露任何及所有利益冲突。

致谢

感谢阿姆利则Khalsa药学院院长Ravi Kumar Dhawan博士提供指导并支持购置所有外科设备;感谢Khalsa学院管理委员会提供资金支持;感谢阿姆利则Khalsa兽医与动物科学学院院长Harish Kumar Verma博士赠送氯胺酮和赛拉嗪样品;感谢古尔冈Fortis Memorial研究所病理学系Rekha Singh博士提供组织病理学设施及分级评估;感谢Universal Diagnostics公司医学博士Hemaant Arora先生提供肌钙蛋白I检测平台;感谢分子生物学与生物化学系副教授Rachna Hora博士提供印迹技术指导。

....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
18号静脉套管针Kent scientific, US
20号静脉套管针Kent scientific, US
4-0 聚丙烯缝合线Khanna Surgical
6-0 丝线缝合线Nanak Surgical
8-0 丝线缝合线Nanak Surgical
阿登镊Nanak Surgical
麻醉设备Orchid Scientific
麻醉诱导舱Orchid Scientific
弯剪Nanak Surgical
气管插管导管Kent Scientific, US
脱毛膏Nanak Surgical
加热垫Kent scientific, US
钩状镊Nanak Surgical
氯胺酮由阿姆利则KVAS赠送样品
微型持针器Nanak Surgical
丁腈手套 Nanak Surgical
手术台
耳镜Nanak Surgical
佩恩镊Nanak Surgical
肋骨牵开器Nanak Surgical
直头镊子Nanak Surgical
直头剪钳Nanak Surgical
外科手术帽Nanak Surgical
外科口罩Nanak Surgical
手术体视显微镜Olympus Magnus24B1187带臂架立柱的立体变倍MSZ-TR显微镜,变倍比:1:7,物镜变倍范围:0.65 - 4.5倍,目镜10倍/22 mm,使用10倍目镜时放大倍数为6.5 - 45倍,配备LED环形照明
无齿镊Nanak Surgical
曲马多由阿姆利则Amandeep医院赠送样品
镊子Nanak Surgical
呼吸机RoVent (Kent Scientific,  US)RV-04-220具备容量和压力控制功能以及温度加温和监测功能的自动呼吸机
赛拉嗪由阿姆利则KVAS赠送样品

参考文献

  1. World Heart Report. , World Heart Federation. https://world-heart-federation.org/wp-content/uploads/World-Heart-Report-2023.pdf (2023).
  2. Lindstrom, M., et al. Global Burden of Cardiovascular Diseases and Risks Collaboration, 1990-2021. J Am Colleg Cardiol. 80 (25), 2372-2425 (2022).
  3. Byrne, R. A., et al....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

重印与许可

标签

本文已发表

视频即将推出