小鼠横位主动脉缩窄术的一种改良技术
2022年8月18日
本方案描述了一种经过改良和简化的微创横主动脉缩窄（TAC）技术，该技术使用自制的牵开器。该手术无需呼吸机或显微镜即可完成，可诱导压力超负荷，最终导致心肌肥厚或心力衰竭。
本方案提供了一种快速、手术创伤小、操作简单且成本低廉的TAC手术方法。该模型采用自制牵开器暴露主动脉弓，无需显微外科设备或机械通气，从而显著减少手术创伤。首先，准备一支5 mL注射器。
然后用持针器夹住针尖使其变钝。准备一根27号针头，用持针器将其尖端夹钝，并将针尖弯成90度。使用 commercially obtained 的铁丝，将其缠绕在针头上。
在针头钝端形成一个小套索或环。手术前通过高压灭菌对所有外科器械进行灭菌。通过夹捏脚趾确认麻醉深度，以防止麻醉期间出现干燥。
将眼膏涂抹于双眼。然后将小鼠仰卧置于覆盖无菌布的加热垫上，头部朝向操作者。用胶带固定其四肢，并用4-0缝线固定门齿。
现在，插入直肠探头以在手术过程中监测体温。使用已灭菌的眼科剪刀，在一块新的、一次性无菌手术单上剪一个孔。将无菌手术单覆盖在小鼠身上，并确保去毛的手术区域通过该孔清晰可见。
切开后分离皮肤和浅筋膜，暴露气管和胸骨近端。然后从胸骨上缘至胸骨角，沿中线小心地做一道3至4毫米的纵向切口，并用镊子轻轻抬起胸骨。使用直镊子钝性分离目标血管及其周围组织。
现在，用右手持之前自制的牵开器，其末端带有金属圈套。小心地将牵开器的圈套从主动脉下方穿过，位置位于左颈总动脉与右颈动脉起始部之间。然后将牵开器移交给左手。
用右手持显微镊子，将7-0丝线穿过末端的套索环。拉出牵开器。将27号针头平行于主动脉放置，并将缝线围绕针头和主动脉打结。
然后用眼科镊夹住27号针头，并用另一把镊子夹住系在27号针头和主动脉上的结。迅速但轻柔地将27号针头从结扎处抽出。使用4-0合成单股缝线，以间断缝合方式缝合皮肤。
将小鼠置于保温垫上，等待其苏醒。通常情况下，小鼠约在60分钟后恢复意识。术后四周。
与假手术小鼠相比，横断主动脉缩窄小鼠的射血分数和缩短分数显著降低。然而，横断主动脉缩窄小鼠的左心室质量和左心室内径显著升高。本实验最关键的步骤是将缝线穿过主动脉弓下方。
所有操作过程必须轻柔，以减少对动脉的不必要牵拉。通过该操作流程，研究人员可在动物模型上实施医学治疗，从而探索针对心肌肥厚或心力衰竭患者的潜在治疗靶点。
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概述
本方案介绍了一种使用自制牵开器进行的微创横主动脉缩窄（TAC）手术，旨在诱导压力超负荷以研究心脏肥厚或心力衰竭。该手术操作简便，无需机械通气或高级显微设备。
关键研究组成部分
研究领域
- 心脏病学
- 心脏病动物模型
- 手术技术
背景
- 主动脉缩窄模型（TAC）对于研究心脏肥厚和心力衰竭至关重要。
- 尽量减少手术创伤对于提高动物恢复效果和实验结果的可靠性至关重要。
- 传统的TAC方法通常需要复杂的设备，而本实验方案旨在简化操作流程。
使用的方法
- 使用自制拉钩和钝针进行TAC操作。
- 所用生物系统为小鼠模型。
- 关键技术包括基本外科器械，对显微外科器械需求有限。
主要结果
- 经TAC手术后，心脏肥厚模型在四周后显示出左心室质量和射血分数的显著改变。
- 结果证实，该手术成功诱导了心脏应激和肥厚反应。
- 这验证了该模型在进一步治疗研究中的应用价值。
结论
- 本研究成功提出了一种简化的小鼠心脏超负荷模拟方法。
- 该技术对于研究心脏疾病及其潜在治疗方法的研究人员具有重要意义。
常见问题
行业重要性概述
小鼠横主动脉缩窄术（TAC）是研究压力超负荷条件下心肌肥厚和心力衰竭的基础性临床前模型。这种改良的微创TAC技术可减少手术创伤和操作复杂性，从而实现更可重复且可扩展的疾病建模，适用于早期心血管药物发现。该方法支持动物快速恢复并具有较高的生理相关性，有助于提高转化研究和治疗靶点评估的预测可靠性。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 可实现对压力超负荷诱导的心肌肥厚进行稳健建模，适用于机制研究。
- 可在受控的体内系统中促进心血管靶点的功能验证。
- 支持针对与人类疾病相关的心脏应激通路进行假设驱动的深入探究。
筛选与检测方法开发
- 提供一种标准化、可重复的体内评估候选干预措施的平台。
- 降低操作变异，支持射血分数和心室质量等定量读数的一致性。
- 简化模型制备流程，提高临床前筛选实验的通量。
转化与临床前研究
- 与心力衰竭研究中转化生物标志物开发相关的疾病终点相一致。
- 支持从早期发现到新型治疗药物临床前疗效评估的连续性研究。
- 通过模拟临床相关的心脏表型，支持基于风险调整的推进决策。
流程与工作流整合
这种微创TAC模型可整合到心血管研究流程中，从早期的机制研究到临床前候选药物的评估。
- Discovery Biology：支持在心脏超负荷模型中进行假设验证和通路阐明。
- Screening：提供可重复、定量的心脏功能测量，用于化合物评价。
- Analytics：实现不同实验组间心脏参数的统计学比较。
- Translational Research：通过模拟关键的心力衰竭表型，建立向临床相关性的桥梁。
- Enterprise Reuse：提供可扩展、标准化的平台，可在心血管研发项目中重复使用。
运营与企业影响
- 科学价值：提高心脏靶点验证的预测可信度，降低机制上的不确定性。
- 操作价值：最大限度减少手术复杂性，标准化操作流程，并加快恢复时间进程。
- 战略价值：通过降低后期生物学风险，提升“推进/终止”决策的质量与资本使用效率。
- 组合影响：基于可靠的临床前数据，实现心血管资产的风险调整后优先级排序。
实施注意事项
- 需要具备小动物手术和心血管生理学方面的专业知识。
- 需要基本的外科手术器械以及用于血管操作的自制拉钩。
- 要求跨团队对手术及术后监测方案进行标准化。
- 可适用于多种小鼠品系，但可能需要针对特定遗传背景进行优化。
- 潜在的局限性包括血管收缩操作和终点测量中的技术变异。
