使用左前部降冠动脉的永久结扎的月心肌梗死模型
August 16th, 2019
在这里，我们描述了一个外科手术，演示如何实现小鼠左前下降冠状动脉的永久结扎。该模型对研究心肌梗死的病理生理学和伴随的生物过程具有十分相关的意义。
这种心肌梗塞模型允许监测从冠状动脉闭塞到晚期心脏衰竭的病理过程，包括局部心脏组织和全身水平。此方法与目前用于心脏生物学和生理学的任何读出方法兼容。此外，它受益于巨大的多样性的穆林基因模型。
获得足够的手术技能可能需要时间掌握。这个过程最好与有经验的研究人员一步一步地学习。这种Murine模型的视觉演示允许分享提示，可以帮助手术和加快学习过程。
使用电动剃须刀快速剃光麻醉，25至30克，雄性，C57-Black/6鼠标的喉咙和肋骨笼的左侧。确认对手趾捏没有反应。在动物的眼睛上涂抹软膏。
将鼠标放在加热垫上的上点位置，并在头部下放置一个小纱布压缩，以避免眼睛过热。用胶带固定四肢。在上切口下传递一个 5-0 丝缝合线，将环路的四肢固定到加热垫上，以保持切口期间的嘴张开。
将脱毛霜涂抹到预剃须区域，用棉签轻轻按摩一分钟。用纱布去除多余的毛皮和奶油，用0.9%的盐水溶液和纱布滴清洁裸露的皮肤。将无菌纱布涂抹在剃光的喉咙和胸毛上，用碘多多酮浸泡纱布。
将呼吸机设置为每公斤 7 毫升的潮汐体积和每分钟 140 次冲程的通气率。在显微外科立体显微镜下移动鼠标。将皮肤放在喉咙中心，沿着乳腺/头部线做一个0.5厘米的切口，并分离唾液腺的叶。
使用弯曲的钳子轻轻地分离胸肌的筋膜，直到喉部和气管可见。然后用回缩器连接到弹性带，固定开口的边缘。接下来，轻轻拉舌头侧身，并使用钳子插入16表管的钝内针到气管。
通过咽喉切口将气管正确插入气管，将气管连接到呼吸机。将无菌0.9%盐水与碘多多酮浸泡纱布补充到切口上，使组织在手术过程中保持湿润。然后将排气管放入水中。
气泡的存在表示插管成功。对于左前下冠动脉（或LAD）的结扎，请小心地将鼠标移到右侧的屈血位置，并在新位置将左前肢重新插入。确定左胸肌和主要肌肉之间的线，并沿线做一厘米的斜切皮肤切口。
使用钝解剖微型剪刀，分离胸腔肌肉的筋膜，而不使组织倾斜，并使用附着在弹性带的缩回器来维持分离。将呼吸机设置为三厘米水的正端呼气压力。使用钝钳在第三排和第四肋骨之间的第三个间腔打开胸腔。
将两个缩回器放入肋骨笼中，每个肋骨上一个，并使用弯曲的细钳子小心地取出胸围，而不会伤害心脏和肺部。将 LAD 定位为一条表面的鲜红线，从左侧边缘向顶点运行。使用针架在LAD下方的2至3毫米下方通过7-0的丝绸缝合线。
慢慢拉丝，避免撕裂心组织，用三节绑结字。左心室左下角在结扎后会立即变得苍白。现在释放肋骨缩回器，用钳子握住第三根肋骨，在第三和第四根肋骨下用 6 - 0 的丝绸缝合进行两次传球。
将三滴37摄氏度0.9%的盐水溶液放在开口处，并关闭过期排气管两到三个呼吸循环，以适当充气肺部。用两个投掷来拧紧和固定缝合线，并释放持有肌肉的缩回器，帮助肌肉回到正确的解剖位置。然后用两针和两针 5 - 0 缝合丝关闭胸皮。
用一针 5 - 0 缝合丝和两个投掷关闭喉咙皮肤。在手术结束时，从四肢上取下胶带，小心地将动物的腹体到压缩垫上，并在动物右侧的加热垫上放置压缩。内向注射0.3毫升37摄氏度加热5%葡萄糖溶液。
停止呼吸机。如果鼠标自发呼吸，小心地取出管。皮下注射0.1毫克每公斤丁丙诺啡。
将鼠标放在 30 摄氏度的笼中，用 100% 氧气通风至少一小时。在手术后的第两天，为老鼠提供软性饮食和水，必要时加热动物。手术后七天，缺血区仍然未被氯化三氯乙烯四联，而活组织由于存在脱氢酶而染红。
然后，在成像软件程序中，缺血区可以计算为左心室白色区域的百分比。阿尔法平滑肌肉作用素和SMAD2磷酸化的西部印迹分析，分别是肌纤维细胞的主要读数和转化生长因子β信号激活，可用于确定梗塞心脏心肌组织内的纤维化程度。还可以对转化生长因子β及其下游目标mRNA表达进行实时聚合酶链反应分析，以评估心肌纤维化的存在。
亲炎信号通路和亲炎基因的表达通常被发现在心肌梗塞后的第一周内激活。也观察到亲炎基因和单细胞/巨噬细胞标记的mRNA表达。结扎高度将严重影响生存，应适应每种菌株或基因型，因为LAD分支可能会有所不同。
结扎中的常量是获得可重复结果的关键。此过程可以与任何分析方法相结合，并可以随后进行功能分析、组织固定、细胞培养或任何感兴趣的技术。
概览
本文描述了一种用于永久性结扎小鼠左前降冠状动脉的手术程序，这是一个与研究心肌梗塞及其生物过程相关的模型。
关键研究组成部分
科学领域
- 心脏生物学
- 心肌梗塞
- 动物模型中的手术技术
背景
- 该小鼠模型允许监测从冠状动脉阻塞到心脏衰竭的病理过程。
- 该方法与心脏生理学的各种读数兼容。
- 它利用了小鼠遗传模型的多样性。
- 掌握手术技能需要经验丰富的研究人员的指导。
研究目的
- 提供一个详细的手术协议用于结扎左前降冠状动脉。
- 促进心肌梗塞及相关生物过程的研究。
- 通过视觉演示增强研究人员的学习过程。
使用的方法
- 小鼠的准备，包括麻醉和定位。
- 切开以进入胸腔和冠状动脉。
- 使用丝线结扎左前降冠状动脉。
- 手术后的护理和小鼠的监测。
主要结果
- 成功的结扎导致心脏组织可观察到的变化。
- 缺血区域可以使用成像软件进行量化。
- 蛋白质印迹分析和PCR可以评估纤维化和信号通路。
- 证明了使用这个模型进行心脏研究的可行性。
结论
- 描述的程序对于研究心肌梗塞是有效的。
- 它提供了对心脏病病理生理学的洞察。
- 未来的研究可以利用这个模型来探索治疗干预措施。
常见问题
Executive Industry Relevance
The murine myocardial infarction model using permanent LAD ligation provides a robust, reproducible platform for interrogating cardiac injury mechanisms and post-infarction remodeling. This model enables high-confidence target validation and mechanistic de-risking in cardiovascular drug discovery, leveraging genetic diversity and quantitative readouts. Its translational relevance supports risk-adjusted portfolio decisions at the preclinical stage.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of therapeutic hypotheses in myocardial injury and repair pathways.
- Supports functional target validation by modeling human-relevant cardiac pathology.
- Facilitates mechanistic de-risking through genetic model integration and pathway analysis.
- Provides predictive confidence for advancing cardiovascular targets.
Screening & Assay Development
- Establishes a validated in vivo system for downstream efficacy and biomarker assays.
- Delivers reproducible infarct size quantification and molecular readouts for assay standardization.
- Supports scalable screening of candidate interventions in a disease-relevant context.
- Enables reliable evaluation of compound effects on cardiac remodeling and fibrosis.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints such as infarct size, fibrosis, and inflammatory signaling.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation using quantitative imaging and molecular assays.
- Supports risk-adjusted advancement by modeling late-stage heart failure progression.
- Provides a platform for translational biomarker discovery and validation.
Pipeline & Workflow Integration
This model integrates into the discovery-to-preclinical continuum, enabling hypothesis testing, lead validation, and translational research in cardiovascular R&D.
- Discovery Biology: Supports null hypothesis testing for cardiac injury mechanisms and pathway involvement.
- Screening: Provides reproducible infarct quantification and molecular outputs for assay development.
- Analytics: Enables quantitative measurement of infarct area, fibrosis markers, and gene expression for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical validation with disease-relevant phenotypes and biomarkers.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, adaptable platform for diverse cardiovascular research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in target validation.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable in vivo modeling.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by enabling robust preclinical evaluation.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of cardiovascular assets.
Implementation Considerations
- Requires specialized surgical expertise and training for reproducibility.
- Demands access to imaging, molecular, and analytical infrastructure for quantitative outputs.
- Necessitates cross-team standardization of ligation technique and readout protocols.
- Must adapt ligation parameters to genetic background and strain-specific anatomy.
- Consistent ligation height and technique are critical for reproducible results.
