ラットにおける急性心筋梗塞

本手順の目的は、心筋虚血およびそれに続く再灌流傷害に対する心筋の即時反応に関連する心臓シグナリング機構を研究するため、ラットにおいて急性心筋梗塞モデルを作製することです。これらの反応には、梗塞サイズ、リスク領域（area at risk）、および細胞死が含まれます。まず、胸部左側の第4肋間を小さく切開し、分離した肋骨を広げることで左心室を露出させます。

虚血期間後、左前降枝（LAD）を30分間一時的に結紮します。その後、4時間の再灌流期間を経て、LADの結紮を解除し、心臓の再灌流を行います。心臓を摘出して、梗塞心筋領域のリスク領域および非リスク領域のサイズを検討する前に、LADを再度結紮します。

最終的に、梗塞した心筋の組織学的評価の結果は、心不全の治療に向けた治療戦略の探索に利用できます。この手法により、虚血に対する即時反応に関連するシグナル伝達メカニズムや、それに続く梗塞サイズ、リスク領域、細胞死などの深刻な損傷に関する知見を得ることができます。

このモデルは、虚血性心疾患の治療に向けた新しい治療戦略を評価するために使用できます。手順のデモンストレーションは、テキサス医療センターの加盟機関であるヒューストン大学薬理・製薬科学科のBradley McConnell博士の研究室に所属する、シニアリサーチアソシエイトとシニアポストドクトラルフェローのXが行います。外科的手順を開始する前に、手術台の表面を70% ethanolで消毒する必要があります。

個々の手術を行う前に、すべての手術器具をホットビード滅菌器で滅菌してください。必要な器具は、手術用ハサミ2本、ピンセット1本、曲がりピンセット1本、針持2本、および胸部開展器です。恒温ブランケットシステムの温度を調整し、動物の体温を37 ± 1 °Cに維持してください。

梗塞の大きさは、閉塞時間および体温に依存します。出血に対処できるよう、綿ガーゼとアプリケーターをすぐに使える状態で準備してください。これらの研究では、外見上の視覚的検査、心拍数、呼吸数、体温、および体重の測定による身体検査に合格した動物のみを使用します。

手術の前日に、手術を受ける健康な動物の体重および個体識別特性を記録します。ブプレノルフィンを投与します。処置の全過程を通じてガウンと手袋を着用し、個々の手術ごとに手袋を交換しなければなりません。

まずラットに麻酔をかけ、頸部および胸部の被毛を丁寧に剃毛して手術部位を準備します。剃毛した部位をベタジン溶液で消毒し、続いて70% ethanolで消毒します。この手順を3回繰り返してください。

体温を適切に維持するため、動物をホメオサーミックブランケットシステムに安置します。動物を右側臥位にします。ポリエチレンチューブの端を斜めにカットすることで、喉頭への挿入が容易になります。

手術用実体顕微鏡を用いて、気管内チューブを挿入します。必要に応じて舌を慎重に操作し、気管を常に視認できるようにします。気管内チューブを人工呼吸器に接続し、呼吸数を分間80回、1回換気量を体重100 gあたり1.2 mLに設定して駆動させます。

人工呼吸が確立されたら、滅菌ドレープをラットに掛け、手術部位のみを露出させます。呼吸が安定したことを確認した後、左側第4肋間にて胸腔を開きます。出血のリスクを軽減するため、組織の切開範囲は最小限にとどめてください。

胸郭開創器を第4肋間Subsequentlyに配置し、肋骨を広げて左心室（LV）を露出させます。この際、肺を損傷しないよう細心の注意を払ってください。次に、心膜を開き、そのまま残します。可能であれば、手術用実体顕微鏡を用いて左前下降枝（LAD）の近位部を特定します。

左前下降動（LAD）を一時的に結紮するか、スリップノットで縛って虚血を誘発します。この際、心臓本体を体外に露出させないように注意してください。LADの結紮は、縫合部位より遠位の心筋組織の白濁、および虚血期間中の前壁の機能不全を確認することで判定します。

30分間の虚血期間の後、マイクロサージカル scissorsを用いてLAD周囲の結紮糸を切断または解除し、心臓再灌流を開始します。再灌流の確認は、心筋組織に赤色が戻ること、およびLAD結紮の解除直後に観察される前壁運動の一定の回復によって行います。偽手術（sham）コントロール群のラットにおいても、LADを一時的に結紮しない点を除き、手順は同一です。

胸壁開創器を取り除き、結節縫合を用いて肋骨を寄せ合わせます。肋骨を閉じた後、胸腔内から空気を吸引して陰圧を作り、正常な呼吸を確保します。最後に、連続縫合で皮膚を閉じます。手術後、ラットをヒーティングパッドと水を入れたケージに入れ、動物が自力で歩行できるようになるまで、直腸温度計で体温を、視覚的観察で呼吸数を、心拍数は拍動で、および痛みの異常兆候をモニターします。

滅菌生理食塩水を投与してください。脱水症状が観察される場合は、手術直後にブプレノルフィンを投与します。4時間の再灌流期間の後、再麻酔を施したラットを手術エリアに戻します。

前述の手法に従って左心室を可視化し、LADAを2回目に結紮するか、またはスリップノットを再度結び直します。5% Evans blueと生理食塩水の混合液1 mLを右心室に注入し、2分間灌流させます。この後、飽和塩化カリウム溶液1 mLを右心室に注入して心拍を停止させ、速やかに心臓を摘出して、温めた2% agroリン酸緩衝生理食塩水に埋没させます。

アガロースが室温で凝固したら、心臓を1〜2 mmの厚さに切断します。生存心筋を2% trien tetra oleum chloride（TTC）で20分間染色し、各切片の画像を撮影します。ここにラット心臓の代表的な画像を示します。

4時間の再灌流後、青色の領域は閉塞しておらず、リスクのない灌流領域を示します。赤色の領域は梗塞のリスクがある領域を示し、白黄色領域はリスク領域内の梗塞心筋を表します。このビデオを視聴することで、ラットにおける急性心筋梗塞の作製方法および、ヒトの虚血性心疾患を模倣した動物モデルの使用方法について十分に理解できるはずです。

このモデルは、虚血に対する即時的な反応、およびそれに続く数時間以内の再灌流傷害（梗塞サイズ、リスク領域、細胞死など）を研究するために使用できます。このビデオを参考に、実験を成功させてください。