2017年6月20日
本方案描述了一种从离体灌注大鼠心脏中收集心肌间质液的方法。为了将间质渗出液与冠状静脉流出的灌注液在物理上分离,将兰格多夫(Langendorff)灌注的心脏倒置,并使用柔软的乳胶帽收集心脏表面形成的渗出液(间质液)。
该倒置心脏模型的总体目标是从离体大鼠心脏中收集心肌间质渗出液。在跳动的心脏中,心肌细胞会向周围的间质液空间释放旁分泌因子。这一点非常重要,因为间质液空间承载着心肌细胞之间相互通讯的信息。
这在心肌梗死后的心肌炎症和再生条件下尤为重要。在本视频中,我的合作者丁博士和谭博士将向您展示我们在此处使用的一种技术,即从离体灌注的大鼠心脏表面收集间质液。为了制作乳胶心脏套或帽,需准备一个与大鼠心脏平均尺寸相匹配的铝制模具,并用超细砂纸进行抛光处理。
将模具的颈部垂直固定在铣床上,并开始缓慢旋转模具。然后,将20毫升液态乳胶倒入50毫升玻璃烧杯中,将旋转的模具浸入乳胶中。随后,缓慢将其提起,并继续旋转模具15分钟,直至乳胶完全固化。
旋转对于制作这种泡沫材料至关重要,可使液态乳胶在模具表面均匀分布成层。因此,务必确保模具从乳胶中提起时保持旋转。待乳胶干燥后,需在乳胶表面涂上滑石粉,以防止乳胶受损。
停止旋转,然后轻轻地将模具从机器上拆下。小心地将乳胶从模具上取下。现在,将一段25厘米长的硅胶管连接到乳胶帽的出口上。
该试管用于收集心肌间质渗出液(CT)。接下来,将适用于大鼠的心室球囊牢固地安装在连接于一毫升注满水的注射器的L形金属插管上。然后用水填充适用于大鼠的心室球囊。使用注射器多次充气和放气,确保球囊完全密闭不漏气。
然后,通过三通阀将套管连接至压力传感器。最后,在注射器上标记气囊充满心室腔时的位置,用于测量心室内压。在进行心脏制备之前,按照文本方案准备好朗根多夫灌流系统。
现在,将一只体重300至350克的雄性Wistar大鼠完全麻醉后,将其转移至室温的手术台。熟练操作时,接下来完成心脏插管的步骤仅需约三分钟。使用镊子提起胸骨下方的皮肤和肌肉,再用粗剪刀沿肋骨下缘进行剪开。
接下来,使用精细剪刀在肋缘处的膈肌上做一个小切口。然后,沿肋骨向尾侧剪开,形成一个完整的腹侧胸壁瓣。现在,轻轻抓住心脏,缓慢将其提起,直至心脏血管开始被拉伸。
然后,切除心脏直至主动脉完全暴露,并将心脏转移至含有50毫升冰冻KHB溶液的100毫升烧杯中。立即取心脏置于灌流装置上,将主动脉套入滴注套管,用4-0缝线牢固结扎,确保无空气气泡进入心脏。
然后,施加恒定的灌注压力或灌注流量。为建立逆向心脏装置,首先轻轻旋转主动脉套管,直至心脏后壁正对视野。接着剪除结缔组织,暴露左心房的开口。
接下来,轻轻握住心脏并将其倒置。将心脏安装到已准备好的心室球囊上(此时球囊处于未充气状态),并将球囊送入左心室。此时利用球囊导管组件作为支撑,心脏已以直立位置实现机械固定。
通过推动活塞至填充刻度,使球囊充气直至充满整个心室腔。固定心脏,以尽量减少主动脉根部的应力。此步骤需要练习。
现在观察球囊上的压力计,并将舒张压调整至3到5毫米汞柱。如果压力设置正确,心外膜上应形成小液滴。接下来,轻轻地将乳胶帽覆盖在心脏上。
即使是最突出的室面也应被完全覆盖。继续操作前,检查帽内是否存在气泡。若发现气泡,应使用注射器进行轻柔抽吸以去除气泡。
现在,将引流管末端置于低于心脏10厘米的位置。将滴出的CT收集到1.5毫升离心管中,并通过将其嵌入冰与氯化钠1:1混合物中,使离心管保持在4摄氏度以下。收集0.15至1.5毫升的CT,随后称重样本并用液氮速冻。
将其保存在零下80摄氏度,直至可进行处理。在以100厘米水柱的恒定压力对逆向灌注心脏模型进行 retroperfusing 时,可收集到冠状静脉流出液的1/10至1%。采用BCA法测定CT的蛋白含量,平均为1.1毫克/毫升。
简单的凝胶电泳揭示了广泛的蛋白质谱。通过二维差异凝胶电泳(2D DIGE)将正常样本与经历50分钟缺血再灌注的心脏样本进行比较,发现缺血心脏的传导组织(CT)中多种蛋白质表达上调。
对上调的蛋白质进行了蛋白质组学分析。嘌呤也引起了极大关注。嘌呤是关键的信号分子,可调节心脏免疫反应、血管运动张力和心脏功能,尤其是在缺血性损伤后。
CT 的 HPLC 分析显示,受损心脏中多种嘌呤的浓度升高。在进行该操作时,需要注意的是,离体心脏中形成的冠状动脉转流液并不能完全模拟体内条件的真实组成。
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本方案描述了一种从离体灌注大鼠心脏中收集心肌间质液的方法。该技术通过将兰格多夫(Langendorff)灌注的心脏倒置,以分离间质渗出液与冠状静脉流出的灌注液。
该方法可直接采集心肌间质渗出液,从而获取调控心脏功能和免疫反应的旁分泌信号分子。通过从冠状静脉流出液中分离间质液,研究人员能够深入理解与疾病相关的信号环境机制,从而降低心血管药物研发中靶点验证的风险。该方法通过捕获缺血-再灌注损伤和炎症过程中释放的内源性生物标志物,提高先导化合物筛选的预测可信度。
倒置心脏模型通过提供机制性见解,整合到早期发现工作流程中,从而在表型筛选实验之前为靶点选择和先导化合物优化决策提供依据。