一种由高脂血症诱导的射血分数保留型心力衰竭的小鼠模型
2024年3月29日
本方案介绍了一种复制由高脂血症诱导的射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）小鼠模型的详细方法。该设计结合使用腺相关病毒9-心肌肌钙蛋白T-低密度脂蛋白受体（AAV9-cTnT-LDLR）和泊洛沙姆-407（P-407）。
我们的研究旨在探讨射血分数保留的心力衰竭（HFpEF），特别是脂毒性的作用。我们试图阐明代谢综合征与脂毒性在推动HFpEF进展中的复杂关系，并利用这一实验模拟模型揭示驱动HFpEF病理生理学的潜在机制。尽管HFpEF的发病率不断上升且治疗选择有限，但其主要与代谢综合征相关的病理生理机制仍远未明确。
该模型为弥合这一差距并可能开发出针对射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）的新疗法提供了独特机遇。本模型最重要的优势在于能够模拟在HFpEF患者中观察到的显著脂质代谢异常。该小鼠模型为深入理解HFpEF的病理生理机制，尤其是心脏代谢紊乱，提供了宝贵的见解。
我们的研究结果强调了脂肪酸和胆固醇代谢异常在心肾代谢性射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）中的重要性。该模型完美地展示了脂肪酸缺乏如何在多个层面破坏代谢过程，为研究人员提供了发现HFpEF患者潜在治疗靶点的新途径。
在Shahada实验室，我们将致力于将该模型应用于大型动物。我们将研究与脂毒性、炎症和心脏重构相关的发病机制、猝死以及潜在的治疗干预措施。指导教师[开始操作时，将病毒载体储存管置于冰上解冻20分钟，并将AAV颗粒溶于100 µL的DPBS中。
用28至30号针头的1毫升注射器吸取稀释后的AAV溶液，避免产生气泡。将麻醉后的小鼠固定于尾部透光固定装置中，使用纱布垫以消毒剂清洁注射部位。用两根手指按摩尾部，直至观察到静脉。
然后以低角度将载体注入尾静脉，并拔出针头。用手指立即按压注射部位以止血。配制泊洛沙姆 407 时，需在生物安全柜中，于 4°C 条件下在旋转仪上将其溶于 DPBS 中过夜。
接下来，在通风橱内手动固定小鼠，使其头部和身体朝下。使用消毒剂清洁腹部左侧象限、腹中线外侧的注射部位。注射P 407时，将针头以45度或更小的角度插入腹膜腔。
经过四周的高脂血症诱导后，超声心动图显示射血分数保留的心力衰竭，表现为心室舒张时间延长。观察到二尖瓣早期血流速度与二尖瓣环早期舒张速度的比值升高，同时二尖瓣早期与晚期舒张期血流速度比值降低。
概述
本方案详细介绍了一种复制由高脂血症诱导的射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）小鼠模型的方法。该研究探讨了脂毒性的影响，以及代谢综合征与HFpEF进展之间的关系。
关键研究组成部分
科学领域
- 心血管研究
- 代谢综合征
- 心力衰竭病理生理学
背景
- 射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）的患病率日益增加，但治疗选择有限。
- 与代谢综合征相关的心力衰竭病理生理机制尚不明确。
- 该模型模拟了HFpEF患者中观察到的脂质代谢异常。
- 深入了解心脏代谢对开发新疗法至关重要。
研究目的
- 阐明驱动射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）病理生理学的机制。
- 探讨脂肪酸和胆固醇代谢异常的影响。
- 建立针对脂毒性潜在治疗干预的模型。
使用的方法
- 给予 AAV9-cTnT-LDLR 和泊洛沙姆-407。
- 在小鼠模型中诱导高脂血症。
- 通过超声心动图评估心脏功能。
- 病毒载体和泊洛沙姆的注射技术。
主要结果
- 观察到心室舒张时间延长。
- 二尖瓣血流速度比值改变，提示心力衰竭。
- 该模型有效展示了射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）中的脂质代谢异常。
- 已识别出潜在的新型治疗策略通路。
结论
- 该模型为射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）的机制提供了有价值的见解。
- 脂肪酸缺乏会破坏心脏代谢。
- 该研究可能有助于改善射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）患者的治疗方案。
常见问题
行业重要性概述
由高脂血症诱导的小鼠HFpEF模型为解析舒张功能障碍的代谢和脂毒性驱动机制提供了可转化的研究平台。该模型可用于心力衰竭伴射血分数保留相关的心脏代谢通路的机制性风险排除和靶点验证。其预测价值有助于早期研发管线决策，并为代谢综合征相关心脏疾病的临床前研究策略提供依据。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 能够探究脂毒性及代谢综合征作为射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）发病机制驱动因素的作用。
- 支持对脂质代谢及心脏能量代谢通路的功能性靶点进行验证。
- 通过模拟与人类相关的心脏表型，实现机制层面的风险评估与规避。
- 为研究代谢和炎症因素在射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）中的作用提供假说验证平台。
筛选与检测方法开发
- 建立了一种经过验证的体内系统，用于定量评估心脏功能和代谢生物标志物。
- 通过超声心动图支持对舒张功能障碍和保留射血分数进行可重复测量。
- 实现对靶向脂质代谢和心脏重构的候选干预措施的标准化评估。
- 为在疾病相关模型中开展可扩展的化合物筛选奠定了基础。
转化与临床前研究
- 与射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）患者中观察到的纤维化、心肌缺血和猝死等与疾病相关的终点相一致。
- 为代谢性和炎症性靶点的研究提供从发现到临床前验证的连续性支持。
- 支持针对脂毒性驱动的心功能障碍治疗候选药物的风险调整后推进。
- 有助于在大型动物模型中开展转化研究时实现生物标志物的对应匹配。
流程与工作流整合
该小鼠HFpEF模型可整合到从发现到临床前研究的连续过程中，用于心肾代谢性心力衰竭的靶点验证、机制研究以及转化生物标志物的开发。
- 发现生物学：支持在心脏功能障碍中对脂质代谢异常和代谢综合征的假设验证。
- 筛选：提供可重复、定量的心脏和代谢指标，用于候选对象的评估。
- 分析：实现对不同队列间舒张功能、纤维化程度及代谢参数的统计学比较。
- 转化研究：将小鼠研究结果延伸至大型动物模型及人类疾病表型。
- 企业级复用：提供一个可重复使用、标准化的心血管代谢靶点与通路研究平台。
运营与企业影响
- 科学价值：提高对射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）代谢及脂毒性靶点的预测可信度。
- 操作价值：提供标准化、可重复的体内心脏和代谢终点评估。
- 战略价值：为心血管代谢类项目提供决策依据，并降低后期生物学风险。
- 组合影响：实现针对HFpEF机制的治疗候选药物的风险校正优先排序。
实施注意事项
- 需要具备小鼠心血管生理学和代谢疾病建模的专业知识。
- 需要具备超声心动图、遥测技术和生化分析基础设施的使用条件。
- 需要跨团队统一表型分析和数据解读方案的标准。
- 应用于其他品系或物种时，可能需要优化实验方案。
- 模型的局限性包括物种特异性反应以及向人类射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）异质性的转化难度。
