2021年9月2日
本方案概述了在保留心包及其内容物的前提下,诱导小鼠心肌梗死的步骤。
该方法将使我们能够评估包围心脏及其内容物的心包腔在心肌梗死后心脏修复中的作用。与传统用于建立心肌梗死模型的冠状动脉结扎方法相比,我们的方法保持了心包腔的完整性,从而能够确定其内容物并追踪其在心脏缺血性损伤后的功能。深入了解心包腔的贡献以及心脏对损伤的反应,将为靶向心包以促进心脏愈合的治疗策略提供重要见解。
首先,在麻醉后固定小鼠的四肢,并将其置于手术台上。按照文稿中所述方法准备小鼠进行手术,使用商用呼吸机以2%异氟烷和100%氧气作为载气对小鼠进行通气。然后设定呼吸频率为每分钟110次,潮气量为250 µL,呼气末正压为4 mmHg。
将小鼠向右侧倾斜30%,以暴露胸部左侧进行手术。随后在胸部左侧皮肤做2至3厘米的侧向切口,以观察左侧胸肌。从正中线向外做1厘米切口,以切断胸大肌和胸小肌。
在烧灼出血血管时,避免过度出血。辨认第三和第四肋骨之间的肋间肌。在左侧肋间肌处做一个两厘米的切口,使空气进入胸腔,从而使心脏和肺组织远离切口。
为在不引起出血的情况下切开肋间组织,需暂时停止呼吸机,并使用电灼装置扩大切口。使用牵开器牵开肋骨以暴露心脏。随后在体视显微镜下观察心包膜及下方的心脏。
轻轻将镊子置于心包表面,以减少心包及下方心脏的移动。通过追踪左心耳下方的血管走行,目视定位前降支冠状动脉。使用微针驱动器,引导合适的缝线穿过前降支冠状动脉下方的心包组织。
观察结扎线在左前降支和心包膜另一侧的穿出位置。在永久性结扎模型中,打结以阻断冠状动脉的血流,使左心室前壁出现可见的苍白改变。随后用剪刀剪去多余的结扎线。
术后72小时内,每12小时皮下注射一次镇痛剂以维持镇痛。将异氟烷浓度降低至1%后,在保持氧气通气的同时关闭异氟烷。一旦动物出现自主呼吸迹象,即从口中移除23号气管插管,并将小鼠置于恢复笼中,监测其呼吸恢复情况。
将小鼠放回笼中,笼子的一部分置于加热垫上,以提供外部热源,使其恢复。通过评估切口情况和动物的不适感,每天监测小鼠健康状况,持续七天。如有必要,在侵入性手术后给予抗生素,以确保顺利恢复。
在通过氧气维持小鼠全身麻醉后,将小鼠仰卧置于加热的平台舞台上,并将四肢连接至心电图导联。随后摩擦胸部。使用换能器探头和接触凝胶采集心电图图像,并利用相应软件进行分析。
在进行无创性心电图评估后,关闭异氟烷,将小鼠放回笼中。用10%福尔马林固定心脏,至少24小时。使用直刃剃刀片通过右心室、室间隔和左心室切割样本,确保切口穿过梗死区域的中心。
然后将组织样本进行石蜡包埋。将切片后的样本放入包埋盒中,进行进一步的石蜡包埋,并随后切成5 µm厚的切片。将组织切片置于载玻片上后,使用甲苯脱蜡,再用梯度酒精洗涤,并用去离子水冲洗。
然后进行复水。接下来,将切片置于含0.1% Sirius Red的苦味酸溶液中,室温下染色两小时。用0.5%乙酸洗涤切片三分钟,再用70%乙醇冲洗一分钟。
在封片进行显微镜评估之前,使用浓度逐步递增的梯度乙醇溶液,按相反顺序洗涤以对切片进行脱水。通过评估心脏的功能参数和结构特征,判断经改良冠状动脉结扎法成功诱导心肌梗死。在功能方面,通过超声心动图检测心肌梗死后3至4周内左心室射血分数的下降情况。
组织学染色显示,功能改变伴随着左心室壁显著的纤维化,这一结果通过梗死四周后心脏横切面的天狼猩红染色纤维化定量分析得到进一步证实,实验采用了心包冠状动脉结扎模型(包括破坏性和完整性模型)。将荧光微球标记方法与流式细胞术分析相结合,提供了一种追踪心包源性Gata6阳性巨噬细胞的方法。重要的是,在心脏或血液中几乎未检测到标记信号。
心肌梗死后,可通过流式细胞术和成像技术追踪细胞的迁移。图中展示了有或无心肌梗死情况下,荧光微球标记的心包髓系细胞的定量结果。操作过程中需小心,以避免意外破坏或撕裂薄薄的心包膜。
该方法可与谱系示踪细胞或效应阻断技术联合使用,从而实现对心包组分在梗死心脏修复反应中作用的追踪与确定。我们已发现心包腔在心脏损伤后具有保护作用,这一作用部分由驻留的心包巨噬细胞介导。该研究策略为心血管疾病领域开辟了新的研究方向。
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本方案概述了在保留心包及其内容物的前提下,诱导小鼠心肌梗死的步骤。该方法可用于评估心包腔在心肌梗死后心脏修复过程中的作用。
该模型通过在心肌梗死期间保留心包腔及其免疫细胞群,实现了心血管治疗药物的机制性风险降低。该方法允许直接探究心包巨噬细胞在梗死后心肌重塑和纤维化中的作用,从而支持靶点验证。通过维持传统模型中常丢失的生理相关性,该方法提高了临床前研究的预测可信度。
该模型可整合到从靶点验证到临床前药效测试的发现全流程中,尤其适用于免疫调节或抗纤维化候选药物的研究。