2015年7月6日
压力肌动描记法用于评估小动脉在加压时产生持续性收缩的血管活性。本文提供了一项详细方案,用于评估从大鼠分离的小肠系膜动脉节段的血管活性,以及管腔内压力对血管直径的影响。
本实验的总体目标是确定药理学试剂或疾病状态对小阻力肠系膜动脉中压力诱导的血管张力的影响。首先从一种小鼠模型中分离出肠系膜动脉弓,以完成第一步。第二步是解剖第四级小阻力动脉。
接下来的步骤包括动脉标本的插管、加压和孵育。在PSS中,最后一步是评估动脉标本的生理完整性,表现为血管张力的自发形成,以及对血管收缩剂和血管扩张剂产生适当且可逆的反应。最终,可测量压力诱导的血管收缩。
该技术的应用可拓展至高血压、低血压或血管功能障碍的治疗或诊断。由于该技术能够识别血管张力在压力作用下发生变化的关键机制,而血管张力是决定血管阻力、灌注及血压的关键因素。本实验操作将由本实验室的博士后研究员 Dr.Jja 演示。
开始此操作时,先将玻璃毛细管插入微移液管支架中,并将微移液管支架连接至灌流室,以完成灌流室的准备。依次用 Milli-Q 水和解剖液各冲洗五分钟。然后向灌流室中加入两毫升解剖液。
接下来,仔细填充整个导管及其连接的管路,确保不产生任何气泡。在解剖显微镜下,使用钝头镊子制备两根各带半个结的缝合线。用解剖镊子将两根导管的缝合线结部分轻轻夹住,使结略微远离导管尖端并保持半闭合状态。
接下来,对一只麻醉后的大鼠进行正中剖腹手术,切口从骨盆至胸骨,首先切开皮肤,随后切开下方的肌层。操作时需小心,避免损伤腹腔内器官。为防止食糜和粪便泄漏,污染细胞外灌流液,应分别结扎两端。
随后,靠近肛门处切断肠管的近端,靠近回盲部切断远端。然后,在肠系膜根部靠近供血血管的位置做一切口。接着,将整个小肠肠系膜床转移至含有冰冻解剖液的50毫升烧杯中,孵育5分钟。
然后用新鲜的解剖液冲洗以去除血液。现在将肠管近端固定在右侧的Sylgard包被培养皿中,将剩余的肠管沿逆时针方向延展。在体视变倍显微镜下,将肠段固定以展开肠系膜,并暴露其下的血管。
沿小肠平行分离出第三级和第四级小肠系膜动脉,首先去除二级分支附近的所有覆盖脂肪组织。然后分离出静脉,并分离出具有V形分支点的动脉。注意避免穿刺所选的血管段。
接下来,分离出一段与小肠平行的动脉,长度为4至5毫米。将嵌入小肠的所有第五级分支在其分支起点稍远处切断,并保留一段血管。这些保留的血管段将用作将动脉片段转移至灌流室的持夹部位,并为后续的插管操作提供引导。
然后在动脉两侧第五级分支远端各做两个切口,切断动脉节段,并将其转移至灌流室。用解剖镊夹住动脉节段的末端,将其一端套在玻璃微移液管上进行插管。将预先穿好并部分收紧的缝线沿插管端滑入,并加以固定。
随后,将装有10毫升灌注液的注射器连接至与该导管相连的三通阀。轻轻抬高注射器,溶液的重力作用将使血管内的血液从血管开放端排出。
移除动脉内血液后,关闭止血夹。现在将血管的远端结扎到第二根玻璃套管上,操作时需小心地将另一根套管尽可能靠近动脉段未结扎的一端。将之前已穿入但部分闭合的缝线滑至套管插入端,并加以固定。
操作时需注意不要牵拉动脉节段,并确保连接在两根套管上的止流阀均处于关闭状态。将灌流室转移至配备实时视频记录系统的倒置显微镜载物台上。随后,将结扎在动脉节段近端套管上的止流阀连接至伺服控制的压力调节装置。
确保连接至另一根套管的旋塞保持关闭,以维持稳定的管腔内压力。接下来,将真空管路连接至灌流管路,并将吸引口连接至灌流室的灌流口。通过串联式在线溶液加热器,以每分钟2毫升的速度向血管内灌注预热的PSS溶液。
使用蠕动泵,开启真空装置,同时使腔室中生理盐溶液(PSS)的温度接近37摄氏度。将管腔内压力从20毫米汞柱缓慢升高至100毫米汞柱。通过压力调节器的自动压力设定检查血管是否存在泄漏。
随后,在维持压力为100毫米汞柱的条件下,评估动脉节段是否存在弯曲。使用螺旋杠杆移动套管,以拉直动脉节段,注意不要过度拉伸动脉节段。然后将压力降至70毫米汞柱,以模拟肠系膜弓内的体内压力,并使动脉节段稳定并产生肌源性张力。
在此操作中,使用配备单色视频电荷耦合装置相机的显微镜,以10倍物镜观察血管。利用视频帧采集器和实时边缘检测系统测量管腔直径。
然后记录血管直径,并监测肌源性张力的发展情况。之后将压力降低至20毫米汞柱,并使直径稳定。随后以20、40、60、80和100毫米汞柱的递增梯度逐步升高管腔内压力,并在每一压力水平下等待动脉直径达到稳定状态。
下一步,按照示踪曲线所示,在无钙PSS中重复压力阶跃反应,该PSS含有0.39毫摩尔EGTA和0.1毫摩尔硝普钠;当将大鼠肠系膜小动脉加压至70毫米汞柱时,其直径会自发减小;加入1微摩尔乙酰胆碱后,动脉直径恢复至接近初始水平。向组织浴液中加入1微摩尔去氧肾上腺素可使动脉直径减小,该图显示将肠系膜小动脉在无钙PSS中孵育可增加动脉直径。本表展示了单个加压动脉节段在不同灌注压力下的直径变化。
在此过程中,持续记录动脉直径,同时在含有PSS和无钙PSS的条件下逐步增加管腔内压力。此处显示了在每个压力梯度下获得的动脉直径变化曲线,以及在每个压力梯度下测得的肌源性张力的柱状图。观看本视频后,您应能够充分理解如何评估小阻力动脉的肌源性反应特性。
采用该技术后,可进一步进行内皮破坏和动脉灌注等附加操作。这些操作有助于回答有关内皮和钙离子在小阻力动脉血管张力调节中作用的更多问题。
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本文详细介绍了一种利用压力肌动描记法评估小肠系膜动脉血管活性的实验方案。重点在于研究灌注压对大鼠离体动脉节段血管直径的影响。
评估阻力动脉的肌源性反应为研究血管张力机制提供了一个具有生理相关性的模型,有助于心血管药物研发中的靶点验证。压力肌动描记法通过将管腔内压力与血管活性反应关联,实现机制层面的风险评估,为影响血管阻力的化合物提供“推进/终止”决策依据。该方法通过在接近生理条件下定量测定动脉张力,提高了高血压、低血压及血管功能障碍等临床前模型的预测可靠性。
压力肌动图学贯穿从靶点验证到临床前评估的发现全过程,为血管张力调节的机制提供深入见解,从而指导先导化合物优化和疾病模型评价。