2017年9月25日
本实验方案的目的是逐步描述小鼠微创横主动脉缩窄(TAC)技术。通过省去常规标准手术中必需的插管和通气步骤,微创TAC简化了手术操作,并减轻了对动物造成的应激负担。
本方案的总体目标是在小鼠中建立微创横主动脉缩窄模型。该方法有助于回答在小鼠中实施横主动脉缩窄的关键问题,例如如何在主动脉弓下方创建通道。该技术的主要优点在于操作简单、易于使用,且无需对小鼠进行插管和机械通气。
我将与我们的博士后 Simona Nemska 一起演示该操作流程,她将负责术前动物准备和术后监测步骤。在操作当天,剃除麻醉小鼠的颈部和胸部毛发,并用70%乙醇对暴露的皮肤进行消毒。通过脚趾夹捏确认麻醉深度适宜后,将动物仰卧位固定于洁净的软木操作垫上。
接下来,使用11号手术刀片从胸骨上切迹至胸部中段做一条10毫米的纵行正中颈部切口,以暴露胸骨。使用Crile-Wood持针器,穿过一根4-0单丝聚丙烯缝线作为固定缝线,以牵开甲状腺,并将缝线固定于操作垫上。
然后将操作垫置于手术显微镜下,使用显微外科镊子钝性分离颈前肌群,暴露气管。将一对弯头显微外科镊子的闭合尖端轻轻滑过气管表面并伸至胸骨后方,小心开合弯头镊子,钝性剥离胸膜。用直头显微外科镊子夹住右侧锁骨上肌群,并轻轻向上牵拉胸部。
将骨剪的下端尖部滑入胸骨下方,进行3至4毫米的上部部分胸骨切开术,将小切口胸骨切开术的下部略偏向左侧。使用显微外科持针器,从胸骨小切口两侧的第二肋间间隙内侧向外侧穿过一根7-0单丝聚丙烯固定缝线。使用7-0单丝聚丙烯固定缝线将胸骨切口两侧的骨缘撑开。
使用弯头镊子在低倍放大镜下轻轻移开气管前肌肉、纵隔脂肪和胸腺,以暴露主动脉弓。为暴露主动脉弓下方的软组织,将打结镊子尖端闭合后插入弓下方,然后轻轻打开镊子。用第二把打结镊子在主动脉弓下方的软组织中轻轻开合镊子,从而在软组织中形成一个通道。
然后将一根6-0丝线穿过结扎辅助工具的眼部,并用打结钳从无名动脉右支与左颈总动脉起始部之间引出缝线,将该缝线穿过主动脉弓下方。该手术步骤中最困难的部分是将缝线穿过主动脉弓下方。在主动脉弓下方建立通道时若操作足够仔细,则后续的缝线放置将更加容易。
现在使用直镊子将一根钝化的27号针头放置在主动脉弓旁,然后使用两把结扎镊子将缝线在针头和头臂干与左颈总动脉之间的主动脉上紧密结扎。缝线固定后,迅速而轻柔地抽出针头,以形成直径为0.4毫米的狭窄,实现可重复的横断面65%至70%的主动脉缩窄。确认止血后,移除用于撑开胸骨边缘的7-0单丝聚丙烯固定缝线。
使用显微外科持针器,将一根6-0单丝聚丙烯缝线从左侧第二肋间隙的外侧穿入内侧,再从右侧第二肋间隙的内侧穿出外侧。使用Crile-Wood持针器,用6-0单丝聚丙烯缝线将胸骨边缘对合。然后使用Crile-Wood持针器,以5-0单丝聚丙烯连续缝合线单层缝合皮肤。
然后将动物放回笼中,保持俯卧位,在保温条件下进行监测,直至完全恢复。可通过比较假手术组动物与实验组动物在术后第3天、第7天、第14天和第28天的心脏重量与体重比值,来验证左心室肥厚诱导的有效性。从术后第7天开始,结扎组动物的比值显著高于假手术组,并在术后第28天期间持续显著升高。
心脏与体重比值的升高完全归因于左心室体重比的增加,因为在整个观察期间,经主动脉缩窄术处理的动物与假手术动物相比,右心室体重比保持相似。此外,作为左心室心肌肥厚阳性对照的脑钠肽mRNA表达水平,在术后第14天,主动脉缩窄动物显著高于对照假手术动物,进一步验证了该技术的有效性。一旦掌握,若操作得当,该技术可在20分钟内完成。
在尝试此操作时,重要的是使用与本方案中类似的结扎辅助工具和打结镊子。该技术建立后,为研究压力超负荷诱导的左心室肥厚的发生机制提供了一种可靠且简化的模型。观看本视频后,您应能够充分掌握如何在小鼠中进行微创横主动脉缩窄术,尤其重点理解如何通过主动脉弓下方的操作过程。
请务必注意,创建主动脉弓下方的通道是该手术过程中最关键的步骤,使用结扎辅助工具和打结钳可显著降低对主动脉弓造成损伤的风险。
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本方案概述了一种在小鼠中进行横主动脉缩窄(TAC)的微创技术。通过避免气管插管和机械通气,该方法简化了操作流程,并最大程度减少了对动物的应激损伤。
本方案提供了一种简化且微创的小鼠左心室肥厚诱导方法,旨在满足心血管药物发现领域对高效、低应激的临床前模型的需求。该技术通过省去插管和通气步骤,降低了操作复杂性并减轻了动物负担,有助于在靶点验证研究中实现更高的通量和更优的动物福利。该模型可稳定评估靶向压力超负荷诱导的心脏重构的治疗候选药物,从而在药物发现流程早期实现可靠的机制性风险排除。
该方法可整合到从靶点验证、先导化合物鉴定到临床前药效测试的整个发现流程中,为心肌肥厚的机制研究提供一个与疾病相关的研究体系。