程控电刺激小鼠
May 26th, 2010
程控电刺激的能力，以确定心脏的传导性能，并有可能诱发和终止使用各种起搏协议心律不齐。使用经静脉导管，心内电图的录音，可以得到以下编程的电刺激协议，以确定心律失常基板的小鼠。
鼠标以仰卧姿势贴在加热板上。右颈静脉分离，静脉近端结扎。将 1.1 French OC Apolar 导管插入静脉，然后将导管推进到右心房和右心室。
最后，将静脉的远端系扎起来，以固定导管位置并防止出血。嗨，我是来自贝勒医学院分子生理学和生物物理学系 Zver 博士实验室的 Naali。今天，我们将向您展示对小鼠进行电刺激编程的程序。
我们在实验室中使用该程序来研究小鼠的诱发性心律失常。那么让我们开始吧。在插管和导管插入手术之前，用理发器将麻醉小鼠的皮毛从颈线剃到胸部中部。
用 10% 聚维酮碘对手术区域进行消毒。将鼠标置于仰卧位，并将其肢体贴在 ECG 电极上。在加热板中，我们建议使用一个系统，该系统包括一个直肠温度探头，该探头连接到由热分析仪系统控制的加热垫，以便体温保持在 37 摄氏度或正负 1 摄氏度。
通过捏合确认鼠标已完全麻醉后，在中线右侧切开半英寸，将尾端置于锁骨水平。通过钝性解剖分离皮下组织、唾液腺和淋巴组织。为了可视化右颈静脉，请用 6 oh 缝合线将静脉的近端系在一起。
在可视化节段远端的静脉下放置另一根缝合线。现在开始基于计算机的数据采集以记录体表心电图。在记录模式下将导管连接到外部刺激器。
接下来，使用微型剪刀在静脉的纵向上做一个小切口，同时轻轻拉动近端缝合线。为了帮助保持静脉笔直，将 1.1 French Octo 拔出导管穿过静脉进入右心房和心室。通过在右心室心尖、右心室底部、心房结和右心房最后系紧远端缝合线的四个心内电图的波形可视化来验证正确的导管位置，以确保导管位置并防止可能的心房起搏出血。
位于心房内的电极对从记录模式切换到刺激模式，而其他电极对保持记录模式。为了确定小鼠是否更容易患房性心律失常，对右心房进行程序化电刺激。首先，通过在不同的基本周期长度或 BCL 施加至少 52 毫秒的电流脉冲来确定心房起搏阈值，以测试刺激捕获的一致性。
初始脉冲序列的 BCL 略低于固有 BCL，并且减少了 10 毫秒。激励捕获所需的典型电流幅度为 100 至 200 微安。在 100 毫秒的 BC 应用 15 秒的心房起搏训练后，测量窦房结恢复时间或 SNRT，其定义为起搏训练中的最后一次刺激与第一次自发性窦性搏动开始之间的间隔。
为了确定心房有效不应期或 A ERP，在固定的 BCLS：一个，一个，几个较短的早搏刺激，S 两个。在每个起搏序列中，S 1 到 S 2 间隔逐渐减少 2 毫秒，从 70 毫秒减少到 20 毫秒，每个刺激方案之间的恢复期至少为 30 秒。A ERP 定义为心房的最长 S 1 到 S 2 耦合间隔，该心房未能产生 S 2 的传播搏动。
心房起搏训练和早产刺激的类似应用用于确定心室结 AV NERP 的有效不应期。房室 NERP 被定义为最长的 S 1 到 S 2 耦合间隔，在该间隔期间，传递到心房的过早刺激之后是嘶嘶声电位，而不是 QRS 波群。房性心律失常（包括心房颤动）的诱发性可以使用突发起搏方案进行测试，其中应用一系列两秒的突发性。
前两秒突发的周期长度或 CL 为 40 毫秒，每个连续的两秒突发的 CL 比前一个突发短 2 毫秒，直到最终 CL 为 20 毫秒。完成所有起搏协议后，数据采集将停止。在终末 EP 研究的情况下，轻轻松开结以释放导管。
在这里，我们展示了小鼠的一些代表性表面心电图和心内电图。该表面心电图显示规则的窦性心律，频率约为每分钟 540 次。接下来的四个电图显示右心房水平的双极心内电图记录。
心房结、右心室底部和右心室心尖。右心房水平记录的电图中的心内 A 波对应于表面的 P 波。CCG.心室电图上的 V 波对应于 CCG 表面的 QRS 波。
接下来，我们展示了具有代表性的表面 CCG 和心内电图，以及一只在表面心房爆发起搏后出现心房颤动的小鼠。CCG，RR 间期不规则，无明显的 P 波。另一方面，心房电图显示与心房颤动一致的不规则快速心房信号。
心室电图的频率较慢，类似于表面导联 RR 间期。我们刚刚向您展示了如何对鼠标中的电刺激进行编程，在执行此程序时，重要的是要记住避免大出血并将体温保持在 36 至 37 度的正常范围内。此外，尽量减少与 Asof Florin 的接触，因为暴露于超过两个小时的更高浓度可能会抑制小鼠的心脏和呼吸功能。
因此，我们建议在 2 小时内开始所有作都变得复杂。就是这样。感谢您的观看，祝您的实验好运。
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概述
本文介绍了对小鼠进行程序化电刺激的步骤，能够评估心脏传导特性并诱导心律失常。使用经静脉导管可以进行心内心电图记录以识别心律失常基质。
关键研究组成部分
科学领域
- 心脏电生理学
- 心律失常研究
- 小鼠模型
背景
- 程序化电刺激是一种用于评估心脏传导的技术。
- 它可以帮助理解心律失常背后的机制。
- 心内心电图记录为研究提供了宝贵的数据。
- 这种方法在使用小鼠模型的临床前研究中特别有用。
研究目的
- 展示对小鼠进行程序化电刺激的步骤。
- 通过心电图记录识别心律失常基质。
- 增进对心脏传导特性的理解。
使用的方法
- 将麻醉的小鼠放置在加热板上。
- 进入右颈静脉并为导管插入做准备。
- 将1.1法国OC无极导管插入静脉并推进到心脏。
- 根据程序化电刺激协议获取心电图记录。
主要结果
- 在右心房和心室成功放置导管。
- 心电图记录揭示了心脏的传导特性。
- 可以使用起搏协议诱导和终止心律失常。
- 通过这种方法实现了对心律失常基质的识别。
结论
- 程序化电刺激是研究小鼠心脏功能的有效方法。
- 这种技术有助于理解心律失常及其潜在机制。
- 未来的研究可以在这些发现的基础上探索治疗干预。
常见问题
Executive Industry Relevance
Programmed electrical stimulation in genetically modified mice enables precise interrogation of cardiac conduction and arrhythmia mechanisms at the preclinical stage. This approach provides high-resolution, quantitative data on electrophysiological properties, supporting mechanistic de-risking and target validation for cardiac drug discovery portfolios. Its integration into early discovery workflows enhances predictive confidence for arrhythmia liability and therapeutic hypothesis testing.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional validation of molecular targets implicated in cardiac conduction and arrhythmias.
- Supports mechanistic de-risking by quantifying inducibility and recovery parameters in disease-relevant models.
- Facilitates portfolio triage by providing robust, reproducible electrophysiological endpoints.
Screening & Assay Development
- Establishes validated in vivo systems for downstream compound screening targeting cardiac electrophysiology.
- Delivers standardized, quantitative outputs such as sinus node recovery time and refractory periods.
- Enables reproducible assessment of arrhythmia susceptibility for compound evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with human arrhythmia phenotypes for translational biomarker development.
- Provides continuity from molecular discovery to in vivo validation of cardiac safety and efficacy.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by quantifying arrhythmogenic potential in vivo.
Pipeline & Workflow Integration
Programmed electrical stimulation in mice bridges early discovery and preclinical validation, informing lead identification and safety assessment for cardiac programs.
- Discovery Biology: Quantifies conduction and arrhythmia phenotypes to test therapeutic hypotheses and clarify mechanistic pathways.
- Screening: Provides reproducible, quantitative readouts for arrhythmia risk and conduction parameters.
- Analytics: Enables statistical comparison of pacing thresholds, refractory periods, and arrhythmia inducibility across genotypes or treatments.
- Translational Research: Aligns in vivo findings with clinical arrhythmia endpoints for biomarker and safety translation.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, standardized platform for cardiac electrophysiology studies across multiple programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cardiac target validation.
- Operational Value: Delivers standardized, scalable, and reproducible in vivo electrophysiology workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by de-risking cardiac liabilities early.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of cardiac assets and supports cross-program comparability.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal surgery and cardiac electrophysiology.
- Needs specialized instrumentation for intracardiac pacing and electrogram acquisition.
- Demands rigorous cross-team standardization of protocols and data analysis.
- Adaptation may be needed for different mouse strains or genetic backgrounds.
- Procedural duration and anesthesia exposure must be carefully managed to avoid confounding effects.
