2022年2月18日
本方案详细描述了通过降主动脉缩窄建立射血分数保留型心力衰竭小型猪模型的逐步操作流程。同时介绍了该疾病模型的心脏形态学、组织学及心功能评估方法。
全球超过一半的心力衰竭病例被归类为射血分数保留型心力衰竭(HFpEF)。本视频介绍了一种逐步建立HFpEF小型猪模型的统计学方法,以及用于评估心脏功能的超声心动图技术。该模型具有单一的易感因素。
存在主动脉缩窄,可诱导压力超负荷,因此该模型有助于研究特定类型的射血分数保留型心力衰竭(HFpEF)。除手术操作技术及术前规划外,动物质量控制和术后动物护理也是关键步骤。
生化检测和心电图有助于监测动物的健康状况及其结构与功能的变化。Xiaohui Li,临床心脏外科医生。Weijiang Tan,经过专业培训的动物外科医生。
由经过培训的麻醉师李翔、经过培训的手术室护士陈双和经过培训的手术室护士陈红华演示该操作。
手术前将动物在设施内适应环境14天。准备手术室和相关设备。将小型猪固定并置于手术台上的右侧卧位。
开启加热系统以维持动物的体温。进行超声心动图检查并采集两毫升血液样本。以每公斤体重八毫升的潮气量和每分钟30次呼吸的频率启动通气。
使用耳缘静脉的外周静脉导管建立静脉穿刺,随后将动物连接至兽用监护仪。剃除左侧胸区的毛发。
用0.7%碘和75%酒精对从肩胛骨至膈肌的皮肤进行无菌准备。在手术区域覆盖无菌铺巾。沿第四肋间隙标记一条长约15厘米的切口。
然后使用电灼器进行皮肤切口。结合使用电灼和钝性分离肌肉及结缔组织的方法打开胸腔。使用肋骨牵开器撑开肋骨。
定位胸主动脉降段,确定缩窄部位,并使用两根三号OT外科缝线在该段血管上环绕两周。建立压力测量装置。为确定缩窄程度,逐渐收紧环绕胸主动脉降段的外科缝线,以达到预期的缩窄程度。
使压力读数稳定20分钟,并永久性扎紧手术结。使用引流胸管排出胸腔内的空气和多余液体。监测动物是否存在眨眼和肢体运动。
断开呼吸机,但保留气管插管,并监测自主呼吸是否存在。将动物置于带有帆布盖的可移动固定装置中。剃除动物左侧胸部的毛发。
将手指放在胸部左侧中心以感知心尖脉搏。在周围区域涂抹超声耦合剂。将超声系统的相控阵探头置于第三肋间间隙。
将换能器向腹侧或背侧方向移动,并调整切迹角度。辨认心房、心室和主动脉,记录胸骨旁长轴切面的B型和M型超声图像。接下来,在胸骨旁短轴切面中,辨认室间隔、左心室后壁和乳头肌,并记录B型和M型超声图像。
使用超声系统制造商提供的工作站评估心脏结构和功能。心脏结构与功能评估显示了胸骨旁短轴切面的B模式和M模式记录。在降主动脉缩窄心脏中,室间隔厚度增加,而左心室后壁厚度在观察期间先增加后减少,提示降主动脉缩窄小型猪左心室存在肥厚性重构。
舒张末期左心室内径在第4周和第6周减小,随后从第8周开始逐渐增加,提示心室在扩张之前经历了向心性肥厚。模型心脏的左心室射血分数在12周内维持在50%以上。与假手术组心脏相比,观察到降主动脉缩窄心脏出现增大。
心力衰竭标志物心肌肌钙蛋白I在降主动脉缩窄组术后第4、8和12周均显著高于假手术组相应时间点。心房、室间隔及心室的心肌细胞出现伴有核固缩的肥大。子宫内膜瓣膜的肌层变薄,且主动脉中观察到血管内皮增生。
此外,主动脉降部缩窄导致小型猪心肌出现广泛纤维化,同时伴有左心室、右心房及主动脉壁的炎性细胞浸润。该模型是研究压力超负荷诱导的射血分数保留型心力衰竭(HFpEF)中组织损伤、纤维化、炎症及向心性功能障碍的有力工具。
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本方案概述了一种通过降主动脉缩窄建立小型猪射血分数保留型心力衰竭(HFpEF)模型的方法,并详细描述了对该疾病模型心脏形态学、组织学及功能的评估。
能够模拟射血分数保留型心力衰竭(HFpEF)的大型动物模型对于转化研究和治疗策略的临床前评估至关重要。藏猪DAC模型可在生理相关系统中实现机制性去风险和靶点验证,从而为药物研发管线的推进提供可预测的信心。该模型通过连接早期发现与临床前验证,解决了心血管药物研发中的一个关键转折点。
这种由DAC诱导的HFpEF模型介于早期发现与临床前候选药物验证之间,可支持心血管研究项目的假设验证和转化连续性。