2011年2月16日
急性心肌梗死(AMI)的大鼠模型可用于研究心肌梗死对心脏病理生理学和生理功能的影响。
本实验的总体目标是建立大鼠急性心肌梗死模型,用于研究心肌缺血即刻反应及随后再灌注损伤相关的心脏信号转导机制。这些反应包括梗死面积、风险区域以及细胞死亡。第一步是通过在胸部左侧第四肋间做一小切口并分离肋骨,暴露左心室。
左前降支动脉(LAD)在缺血期后暂时结扎30分钟。在经历4小时再灌注期后,松开LAD结扎以实现心脏再灌注。在心脏被切除并检测梗死心肌区域(风险区与非风险区)大小之前,再次结扎LAD。
最终,通过梗死心肌的组织学评估结果,可用于探索治疗心力衰竭的治疗策略。该技术可揭示与缺血早期反应相关的信号转导机制,继而分析梗死面积、风险区域和细胞死亡等有效损伤指标。
该模型可用于评估治疗缺血性心脏病的新型治疗策略。本次实验操作将由高级研究助理和X(休斯顿大学药理学与制药科学系Bradley McConnell博士实验室的高级博士后研究员)进行演示,休斯顿大学为德克萨斯医学中心的机构成员。在手术开始之前,必须使用70%乙醇对操作台面进行消毒。
每次手术前,使用热珠灭菌器对所有外科手术器械进行灭菌。所需器械包括两把手术剪、一把镊子、一把弯头镊子、两个持针器和一个胸腔牵开器。调节恒温毯系统的温度,使其将动物体温维持在37±1°C。
梗死灶的大小取决于阻塞持续时间以及体温。应备好棉纱布和棉签以及时处理出血。只有通过体格检查(包括肉眼观察、心率、呼吸频率、体温和体重测量)的动物方可用于本研究。
在手术前一天记录将接受手术的健康动物的体重和鉴别特征。给予一次剂量的丁丙诺啡。在整个操作过程中必须佩戴口罩、手术衣和手套,且在每例手术之间必须更换手套。
首先对大鼠进行麻醉,并通过彻底剃除颈部和胸部区域的毛发来准备手术部位。用聚维酮碘溶液对剃毛区域进行消毒,随后使用70%乙醇。重复此操作三次。
将动物置于恒温毯系统上,以妥善维持其体温。使其右侧卧位。将聚乙烯管的边缘斜面处理,可使其更易于插入喉部。
在手术体视显微镜的辅助下插入气管插管。根据需要轻柔地调整舌头位置,并始终保持气管在视野中。将气管插管连接至呼吸机,设置呼吸频率为每分钟80次,潮气量为每100克体重1.2毫升。
建立机械通气后,用无菌手术巾覆盖大鼠,仅暴露手术区域。待呼吸稳定后,于左侧第四肋间切开胸腔。尽量减少对组织的切割程度,以降低出血风险。
将胸腔牵开器置于第四肋间并撑开肋骨,以暴露左心室(LV),操作时需注意避免损伤肺组织。接着切开心包膜,但应保留其原位。若条件允许,使用手术体视显微镜辨认近端前降支(LAD)动脉。
短暂地、结扎或用滑结结扎LAD以诱导缺血,注意不要将心脏本身外翻。通过观察缝合处远端心肌组织变白以及缺血期间前壁功能障碍来确认LAD结扎成功。
经过30分钟的缺血期后,使用显微外科剪刀剪断或松开左前降支(LAD)周围的结扎线,开始心脏再灌注。再灌注成功的标志是心肌组织恢复红色,以及在松开LAD结扎后立即观察到前壁运动的部分恢复。假手术对照组大鼠的操作步骤相同,唯一区别在于不进行LAD的暂时性结扎。
移除胸腔牵开器,使用间断缝合方式将肋骨收拢。肋骨闭合后,通过抽出胸腔内的空气建立负压,以确保正常呼吸。最后,使用连续缝合方式闭合皮肤。术后将大鼠放入带有加热垫和饮水装置的笼子中,通过直肠温度计监测体温,通过视觉观察呼吸频率,通过触诊心搏监测心率,并观察疼痛的异常体征,直至动物能够自主活动。
应给予无菌生理盐水。若观察到脱水症状,应在手术后立即给予布托啡诺。经过四小时的再灌注期后,将重新麻醉的大鼠放回手术区域。
如前所述观察左心室,并再次结扎LADA,或重新打结滑结。向右心室腔内注射1毫升5%伊文思蓝生理盐水溶液,灌注两分钟。此阶段结束后,向右心室腔内注射1毫升饱和氯化钾溶液,以停止心脏跳动,迅速取出心脏并将其包埋于预热的2%琼脂磷酸盐缓冲生理盐水中。
待琼脂在室温下凝固后,将心脏切成1至2毫米的切片。用2%三苯基四氮唑氯化物(TTC)对存活的心肌进行染色,染色20分钟,然后拍摄每一片切片的图像。以下是一张典型的大鼠心脏图像。
再灌注4小时后,蓝色区域代表未发生阻塞或无缺血风险的灌注区。红色区域表示有梗死风险的区域,而白色和黄色区域则表示在风险区域内已发生梗死的心肌组织。观看本视频后,您应能够充分掌握在大鼠中建立急性心肌梗死模型的方法,该动物模型可用于模拟人类缺血性心脏病。
该模型可用于研究缺血后的即刻反应,以及在数小时内发生的再灌注损伤,例如梗死面积、风险区域和细胞死亡。如您在本视频中所见,祝您的实验顺利成功。
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本文介绍了一种用于研究心脏对缺血及再灌注损伤反应的急性心肌梗死(AMI)大鼠模型。该方法通过结扎左前降支动脉以模拟心肌梗死,并评估随后的心脏功能。
急性心肌梗死的大鼠模型可用于深入研究缺血-再灌注损伤这一心力衰竭进展中的关键通路。该模型通过将梗死面积和风险区域的测量结果与下游信号事件相关联,支持靶点的验证。它为临床前研究中评估心脏保护化合物提供了可靠的预测依据。
AMI 大鼠模型可整合到从靶点验证、先导化合物筛选到临床前药效测试的完整发现流程中。