肺动脉高压实验模型中右心室功能的评价

Summary

介绍评估右心室功能的详细方法将提高肺动脉高压研究的质量和可靠性，为未来的研究提供强大的框架，并提高不同实验室的可重复性。

Abstract

肺动脉高压 （PH） 是一种与生存率降低相关的慢性疾病，使其成为一个关键的研究领域。PH 的实验模型显着提高了我们对其病理生理学的理解，并促进了小型观察和临床试验的设计。然而，建立标准化方法以确保不同实验研究和研究小组之间的可比性至关重要。标准化不仅提高了可重复性，还促进了研究团队之间的协作。

在本视频中，我们概述了准确分析 PH 功能参数所需的方法步骤。这些检查包括超声心动图评估、有创右心室 （RV） 穿刺和 Fulton 指数计算。关于超声心动图，详细介绍了肺动脉加速时间和肺射血时间比值的测量，以及 RV 输出量的计算。关于侵入性测量，描述了基本程序，包括麻醉方案、最佳动物定位、机械通气设置、精确的胸壁打开、RV 可视化和 RV 穿刺技术。

详细解释了心室夹层的方法（Fulton 指数），以及根据动物体重校正的 RV/左心室加隔膜比的计算。我们相信，提供这些方法的详细介绍将提高 PH 研究的质量和可靠性，为未来的研究提供强大的框架，并提高不同实验室的可重复性。

Introduction

自从呼吸和心血管科学中使用动物模型的研究增加以来，对小动物的右心室 （RV） 功能进行充分的功能测量变得至关重要。肺动脉高压 （PH） 有几种动物模型，使用野百合碱¹、缺氧² 或 Sugen + 缺氧³。它们很好地解开了新的病理生理途径 ^1,4 并研究了 PH 的新潜在药理学⁵ 和非药理学⁶ 治疗方法。然而，尽管存在导致 PH 表型的病原体，但人们仍担心 RV 性能的功能测量，主要是因为 RV 功能通常 （1） 是临床前研究采用的主要结果⁷;（2） 有不同类型的设备可用于对 RV 腔室进行超声心动图和有创穿刺;（3） 需要麻醉专业知识和一些有关小动物有创机械通气的知识，以及认识到 RV 评估的适当窗口。

根据临床前研究的 3R（替换、还原和细化），还原与扩展方法保持一致，有助于获得可比水平的信息，从而提高可重复性⁸。因此，研究中动物的数量将减少，主要是由于适当的实验设计、正确的统计评估以及共享实践和知识等策略。在本研究的方法学研究....

Protocol

该研究方案由里约热内卢联邦大学动物使用伦理委员会 （CEUA） 批准，流程编号为 043/22。所有程序均符合实验动物护理原则和美国国家科学院实验动物护理和使用指南。该研究遵循 ARRIVE 指南¹¹。

1. 动物准备和实验方案

1. 计算之前报告的动物数量¹².
   注意：考虑到 CTRL 和 PAH 之间 RVSP 的差异实现了 d = 3.95 的效应量，假设样本量比为 1 且统计功效 （1-β = 0.8） 来识别显着差异 （α = 0.05），在该方案中每组需要三只动物。
2. 随机分配（6只）雄性Wistar大鼠（220只±10g）接受腹膜内（ip）注射野百合碱（60mg / kg;PAH 组，n = 3）或盐水溶液 （1 mL/kg;CTRL 组，n = 3）。
3. 第 28 天，测量心血管参数，并通过腹主动脉横断术放血对动物实施安乐死。

2. 超声心动图

1. 心电图系统设置
   1. 检查电源线是否正确连接到设备和插座。按住控制面板上的 POWER 按钮几秒钟，直到系统启动。
   ....

Results

对于统计分析，使用 Shapiro-Wilk 检验检验每个变量的正态性和方差。数据以均值±标准差表示。未配对 的 t 检验用于比较对照组 （CTRL） 和肺动脉高压 （PAH） 组的颗粒浓度 （p<0.05）。

PAH 动物模型的超声心动图改变
图 4 显示，PAH 动物的 PAT/PET 比率（0.43 ± 0.01 毫秒）低于 CTRL 动物（0.26 ± 0.02 毫秒，p = 0.0003），表明肺血管阻力增加改变了肺动脉中的血流模式，相对于 PET 降低了 PAT。换句话说，它反映了 RV 在克服肺血管阻力方面的困难，这表明 PAH 的发展（图 5B）。PAH 动物的 RV 流出直径 （0.36 ± 0.01 cm） 高于 CTRL 动物 （0.29 ± 0.01 cm，p = 0.0010），这反映了心室肥大的程度作为 RV 的适应性反应（图 5.......

Discussion

PAH 是一种进行性疾病，其特征是过度的血管重塑，这促进了肺血管阻力的增加，导致 RV 后负荷增加¹⁴。因此，RVSP 代表与 PAH¹⁵ 的严重程度直接相关的功能变量。随着时间的推移，RV 的适应性反应是代偿性同心肥大（通过 Fulton 指数测量）¹⁶ 和心室扩张（通过 RV 流出直径测量）¹⁷。此外，肺血管阻力增加会改变肺动脉中的血流模式，相对于 PET¹⁷ 降低 PAT，直接反映了 RV 难以克服肺血管阻力。这三个参数表征了 PAH 的严重程度，并提供了心肺相互作用中血流动力学和结构变化的全面视图。此外，这些参数可以在临床前研究中验证实验模型¹⁸。在本研究中，我们概述了分析 RV 功能参数所需的方法学步骤。这些检查包括超声心动图评估、有创 RV 穿刺和 Fulton 指数的计算。.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Reagents
Alcohol 70%	黑山	ALC70-001
导电凝胶	Mercor	CG-002
生理盐水溶液 （NaCl 0.9%）	BioPharma	SAL-009
Instruments
19 G 头皮静脉套装	Descarpack	SVS-19G
弯曲的凯利镊	ABC instrumentos cirurgicos	CKF-003
凯利镊子	ABC instrumentos cirurgicos	KF-004
针头（18、22 和 26 G）	Descarpack	NDL-MIX
培养皿	GlassLab	PD-150
剃须刀片	ABC instrumentos cirurgicos	RB-005
手术刀	ABC 器械 cirurgicos	SC-006
剪刀	ABC 器械 cirurgicos	SCIS-007
缝合线	ABC 器械 cirurgicos	SUT-008
注射器（1、3 和 5 mL）	Descarpack	SYR-135
气管切开插管	MedTech	TC-010
镊子	ABC instrumentos cirurgicos	TWZ-011
Drugs
盐酸右旋酮 5%	Cristália	DXT-005	87.5 mg/kg 腹腔注射
氟醚 1 mL/mL 240 mL	Cristália	ISO-240	2.5%吸入溶液
酸利多卡因 1%	Cristália	LID-001	400 µL 局部皮下
Monocrotaline	Sigma-Aldrich	C2401	60 mg/kg 腹腔注射
库溴铵 2 mg/mL	Cristália	PAN-002	2 mg/kg 静脉注射
肝素钠 5000 IU/mL	Cristália	HEP-5000	：4 稀释在 1 mL
盐酸甲苯噻嗪中 2%	Syntec	XYL-002	12.5 mg/kg 腹腔注射
设备
GraphPad Prism 9	GraphPad Software， Inc	GP9
网络多参数兽医监护仪 LifeWindow 9x	Digicare 动物保健	LW9x
LabView软件	National Instruments， Corp.	LV-2019
MATLAB R2019a（版本）软件	The MathWorks， Inc.	MATLAB-2019
监测仪和信号传感器	MedTech	MST-015
精密秤赛	多利斯	PS-020
R540 小鼠和大鼠动物麻醉机	RWD Life Schience Co.，LTD	R540-ANA
秤奥	豪斯	SCL-025
服-i机械呼吸机	Getinge AB	SERVO-I	FiO2 = 21%;潮气量 = 8 ml/kg，呼吸频率 = 70 bpm，PEEP = 3 cmH2O
SonoView 软件	SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH	SV-2020
UGEO HM70A 系统	三星电子ônica da Amazônia LTDA	HM70A
G*Power 3.1.9.7	德乌姆尔大学;德国塞尔多夫	gpower