2020年6月15日
本文介绍了一种通过闭胸导管术在同一动物体内获取左右心室压力-容积(PV)环路,以评估小鼠双心室心脏功能的实验方案。重点在于手术操作与数据采集的技术细节。
本方案可对小鼠左右心室的收缩和舒张功能进行全面且可靠的评估,实现心脏功能的综合表征。该技术能够在同一只动物体内分别对左心室和右心室进行分类评估,从而提供小鼠心脏功能的整体特征。首先,通过钝性分离暴露右侧颈动脉,将胸骨舌骨肌向侧方移位,以充分暴露并分离右侧颈动脉。
然后使用镊子和钝性分离法将颈动脉与迷走神经分离,并在动脉下方穿过三根4-0外科缝线,但不要穿过神经。分离右侧颈外静脉时,将下颌下腺和腮腺向外侧移位。观察右侧颈外静脉,并用镊子进行钝性分离,暴露右侧颈外静脉。
仔细解剖静脉,去除周围的筋膜,并将镊子置于颈静脉下方。将一根手术缝线穿过静脉下方,并在静脉的头侧端打结固定。使用止血钳轻轻牵拉缝线,方向朝向头部,并在颈静脉下方再穿过两根额外的缝线。
使用第二个止血钳轻轻牵拉最远端的缝线,向尾侧方向拉紧,并在中间的缝线上打一个松结。然后在预定静脉切开部位的血管处滴加数滴预热的生理盐水。若需进行右心室插管,将小鼠置于体视显微镜下,辨认颈静脉。
轻柔地对静脉施加向上的牵引力,并以140度角将30号弯针插入颅侧与缝线之间,以确保针头以同轴方式进入。插入后,移动针头以扩张静脉切口,并将六毫米长的导管尖端置于针下插入静脉切口内。
将导管推进至右心室后,应在连续监测仪上观察典型的右心室压力波形,以确认导管位置正确。如有必要,可轻轻旋转导管轴,直至导管沿右心室轴向达到最佳位置。为确保导管位于右心室和左心室内的正确位置,必须在移动导管的同时,仔细读取并解读压力、容积、幅度、时相和波形轨迹。
当获得最佳的压力-容积环信号后,按下控制台上的回车键以执行基线扫描并监测心率。为生成压力-容积环,将X轴参数从“幅值”更改为“容积”,Y轴仍保持为压力。当压力-容积环信号达到最佳状态时。
记录30秒。分析结束后,停止记录。然后将取出的导管置于肝素氯化钠溶液中。
进行左心室插管时,用镊子轻轻抬起右侧颈动脉,并结扎近头端的缝线,从而阻断动脉血流。使用止血钳轻轻向头侧牵拉血管,并用另一钳子将最远端的缝线向尾侧方向牵拉。在中间缝线上打一个松结,并在预计进行动脉切开的部位滴加数滴预温的生理盐水。
使用显微镜聚焦于尾部缝合线与中部缝合线之间的颅段区域,并轻柔地对动脉施加向上的牵引力。按照右心室插管所示方法插入导管后,确认压力通道记录显示出典型的主动脉波形;当导管进入左心室时,可从主动脉舒张压突然显著下降得到明确提示。为稳定左心室压力,使用压力-容积环来确认导管在左心室内的正确位置。
停止记录并拔出导管。将导管置于肝素氯化钠溶液中,并结扎尾侧缝线。然后使用酶类清洁剂清洗导管。
在此图中,可观察到通过颈静脉正确插入并推进至右心室的导管所记录的代表性最佳压力环。若导管在右心室内位置不当,则会表现出异常的压力-容积环。将导管经主动脉瓣逆行准确置入左心室,亦可获得特定的压力环图形。
当导管位置不当时,会出现异常的环形图像。该技术可获取全面的左心室和右心室收缩期压力值,同时提供舒张期参数,并能获得关于多种收缩功能和舒张功能先进指标的信息。
该技术还可用于评估左右心室的效率以及心室后负荷阶段的情况。该技术可用于评估心血管疾病中的左右心室功能。例如,可用于评估肺动脉高压导致后负荷增加时右心室功能的变化。
总体操作要点包括:良好的暴露术野、使用合适的手术器械,以及保持颈动脉角静脉的湿润,这是本操作成功的关键。
本方案详细介绍了通过经胸导管插入术构建压力-容积(PV)环来评估小鼠双心室心脏功能的方法。重点强调了实现精确测量所必需的手术技术和数据采集步骤。
在临床前模型中评估双心室心脏功能对于降低心血管药物候选物的风险至关重要,可提供有关收缩和舒张功能的机制性见解。通过在小鼠中进行闭胸式压力-容积环采集,能够获得与临床导管插入术相似的生理相关血流动力学特征,从而增强靶点验证和先导化合物优化的转化可信度。该方法通过提供关于心室相互依赖性和收缩力的定量、可重复的数据,减少了早期发现过程中的生物学不确定性。
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,在每个阶段均提供功能性心脏表型分析。