2022年6月16日
本方案描述了用于测定大鼠冠状动脉血管反应性的血管环张力测定技术。
本方案详细介绍了大鼠冠状动脉的定位、分离以及肌环固定方法,为心血管疾病的各种机制研究和治疗提供了新途径。该系统适用于体外动脉张力动态变化的稳定记录,可测直径范围为60微米至10毫米。
我们建议初学者应首先准确理解每条血管的解剖位置,并可从稍大的血管开始,例如胸动脉和肠系膜动脉。在分离并取出心脏后,用医用塑料镊子轻轻挤压,将所有心腔内的残余血液排出。随后迅速将预处理后的心脏置于培养皿中,培养皿内含有95%氧气和5%二氧化碳饱和的生理盐溶液,温度为4°C,pH值为7.40。
为准确识别冠状动脉的解剖位置,根据示意图在体视显微镜下调整离体心脏的姿势。使用手术剪和镊子从肺动脉根部沿室间隔切开左心室和右心室腔。为将左、右冠状动脉从心肌组织中分离,需在光学解剖显微镜下解剖右心室,充分暴露右冠状动脉分支。
然后将心脏组织顺时针旋转45度,确定左冠状动脉的位置。去除周围黏连的心肌组织后,明确辨识搏动的左、右冠状动脉。立即从中间分离冠状动脉,并完全浸入4°C的生理盐溶液中。
使用解剖剪将离体动脉垂直切割,获取长约两毫米的动脉环,用于记录在不同刺激下的血管张力。准备两根两厘米长的不锈钢丝,并预先浸泡于4°C、饱和含95%氧气和5%二氧化碳的生理盐溶液中。在光学解剖显微镜下,将两根钢丝平行穿过动脉环,方向与血管走向一致,确保钢丝两端在血管腔外露出的长度相等。
将动脉环用钢丝前后固定在充满含95%氧气和5%二氧化碳混合气体的生理盐溶液的DMT浴槽中。旋转水平调节旋钮,调整前后间距至适当位置,使两根钢丝保持水平,动脉环处于自然松弛状态。将DMT浴槽安装至恒温装置后,打开数据采集软件,确保相应通道的信号被正常记录。
设置参数。通过沿血管直径施加适当的张力,达到动脉环的最佳初始张力。此时,将显示的血管张力值设为零。
随后,通过旋转浴槽的螺旋轴,对动脉环施加一个3毫牛顿的脉冲刺激。点击LCD面板,将其设置为0毫牛顿,并维持一小时。在37摄氏度、pH 7.40的含氧饱和生理盐溶液缓冲液中孵育一小时后,再次在导线显微图的张力控制面板上将张力值设为0毫牛顿。
采用丝状肌动描记技术测定冠状动脉环的收缩活性,并通过三次独立操作进行验证,每次操作均使用60毫摩尔的钾离子溶液刺激10分钟。每次刺激后,用氧气饱和的生理盐溶液冲洗浴槽,直至血管张力恢复至初始状态。向浴槽中加入0.3微摩尔的U46619,观察10分钟。
加入1 µM的芹菜素,观察血管效应。当血管扩张达到平台期时,加入下一个浓度。将1 µM的芹菜素加入60 mM氯化钾预收缩溶液中,以观察血管效应。
当舒张达到平台期时,加入下一浓度试剂。向静息的血管环中加入 28 毫摩尔的钾离子。当收缩达到平台期时,加入下一浓度试剂。
向静息的血管环中加入 0.01 微摩尔的 U46619。当收缩达到平台期时,加入下一个浓度。在动脉环上施加初始的 3 毫牛顿张力后,通过平行三次施加 60 毫摩尔的钾离子浓度,使其张力超过 2 毫牛顿。
因此,上述步骤获得了具有优良生理活性的离体冠状动脉环。向DMT620M浴槽中逐次加入累积浓度的钾离子或U46619,引起体外血管张力呈浓度依赖性升高。当前一浓度的钾离子或U46619引起的血管收缩效应达到平台期时,再加入下一浓度。
对于由钾离子和U46619收缩的离体冠状动脉环,测试药物芹菜素(apigenin)以出乎意料的浓度依赖方式引起血管舒张。将心脏沿室间隔从肺动脉根部切开,暴露并分离出长约两毫米的冠状动脉肌环。完成该操作后,我们可记录视网膜微血管、肾功能、肾动脉以及中脑动脉中的血管张力。
一个从 60 微米到 10 毫米的动态区域。
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本方案介绍了用于测量大鼠冠状动脉血管反应性的血管环张力测定技术。该方法为探索心血管疾病的机制和治疗提供了途径。
标准化的冠状动脉环制备与实时张力记录可实现对临床前心血管研究中血管功能的可靠评估。该方法能够提高药物对血管张力调节作用的预测可信度,支持心血管药物研发项目在早期阶段进行靶点验证和机制层面的风险评估。可靠的生物力学读数有助于在冠状动脉疾病药物发现过程中做出基于风险评估的推进决策。
该方法通过提供心血管药物研发中早期去风险化和先导化合物优先排序所必需的功能性血管读数,融入了从发现到临床前研究的连续过程。