用于评估小鼠心力衰竭模型心率依赖性舒张功能的起搏控制程序

摘要

本方案描述了通过经食管起搏获得压力-容积关系，这是评估心力衰竭小鼠模型舒张功能的宝贵工具。

摘要

射血分数保留型心力衰竭 （HFpEF） 是一种以舒张功能障碍和运动不耐受为特征的疾病。虽然运动应激血流动力学测试或 MRI 可用于检测舒张功能障碍和诊断人类的 HFpEF，但这种方式在使用小鼠模型的基础研究中受到限制。跑步机运动试验通常用于小鼠的此目的，但其结果会受到体重、骨骼肌力量和精神状态的影响。在这里，我们描述了一种心房起搏方案，用于检测舒张性能的心率（HR）依赖性变化，并验证其在HFpEF小鼠模型中的有用性。该方法包括麻醉、插管和进行压力-容积 （PV） 环分析，同时进行心房起搏。在这项工作中， 通过 左心室心尖入路插入电导导管，并在食管中放置心房起搏导管。在用伊伐布雷定减慢心率之前收集基线 PV 环。 通过 心房起搏以 400 bpm 至 700 bpm 的 HR 增量收集和分析 PV 环路。使用该协议，我们在代谢诱导的HFpEF模型中清楚地证明了HR依赖性舒张功能障碍。与对照组小鼠相比，弛豫时间常数（Tau）和舒张末期压力-容积关系（EDPVR）均随着HR的增加而恶化。总之，这种心房起搏控制方案可用于检测 HR 依赖性心功能障碍。它为研究HFpEF小鼠模型中舒张功能障碍的潜在机制提供了一种新方法，并可能有助于开发针对这种情况的新疗法。

引言

心力衰竭是全球住院和死亡的主要原因，射血分数保留型心力衰竭 （HFpEF） 约占所有心力衰竭诊断的 50%。HFpEF 的特征是舒张功能障碍和运动耐量受损，相关的血流动力学异常，如舒张功能障碍，可以通过运动应激血流动力学测试或 MRI 扫描 ^1,2 清楚地检测到。

然而，在实验模型中，用于评估与 HFpEF 相关的生理异常的可用模式是有限的 ^3,4。跑步机运动试验 （TMT） 用于确定跑步时间和距离，这可能反映运动应激心脏血流动力学;然而，这种方法容易受到体重、骨骼肌力量和精神状态等外来变量的干扰。

为了规避这些限制，我们设计了一种心房起搏方案，该方案根据心率 （HR） 检测舒张性能的细微但关键的变化，并验证了其在 HFpEF⁵ 小鼠模型中的有用性。有几个生理因素会影响与运动相关的心脏功能，包括交感神经和儿茶酚胺反应、外周血管舒张、内皮反应和心率⁶.然而，其中，心率-压力关系（也称为鲍迪奇效应）被称为心脏生理特征的关键决定因素

研究方案

该动物方案已获得机构动物护理和使用委员会的批准，并遵循东京大学动物实验和相关活动的规定。本研究以8-12周龄雄性C57/Bl6J小鼠为研究对象。这些动物是从商业来源获得的（见 材料表）。如前所述，通过与NG-硝基-L-精氨酸甲酯一起给予高脂肪饮食15周来建立HFpEF模型¹⁰。

1. 导管准备和压力/体积校准

1. 将电导导管放入生理盐水中，并将其连接到由 PowerLab 8/35 和压力容积单元（MPVS 模块，参见 材料表）组成的模块上。
2. 通过在 MPVS 模块 ^3,11 上记录预定压力（0 mmHg 和 ¹⁰⁰ mmHg）和体积参数（这些因 MPVS 模块而异）以电子方式校准压力和体积（另请参阅制造商的说明）。

2. 准备动物进行导尿

1. 麻醉和通气
   1. 插管前 5-10 分钟腹膜内注射 5 mg/kg 依托咪酯和 500 mg/kg 氨基甲酸乙酯（见 材料表）。
      注：聚氨酯虽然在动物研究中作为麻醉剂有效，....

讨论

我们提出了一种方法来评估压力-容积与经食管起搏应用的关系。运动不耐受是HFpEF的关键特征之一，但尚无技术可用于评估运动期间小鼠的心脏功能。我们的起搏方案为检测舒张功能障碍提供了有价值的工具，这在静息条件下可能并不明显。

为了获得准确和一致的质量的PV回路，必须仔细执行以下步骤3,4,5,7,8,11,12,13,14：（1）必须小心地

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
2-0 silk suture, sterlie	Alfresa Pharma Corporation, Osaka, Japan	62-9965-57	Surgical Supplies
2-Fr tetrapolar electrode catheter	Fukuda Denshi, Japan and UNIQUE MEDICAL, Japan	custom-made	Surgical Supplies
Albumin Bovine Serum	Nacalai Tesque, Inc., Kyoto, Japan	01859-47	Miscellaneous
C57/BI6J mouse	Jackson Laboratory		animals
Conductance catheter	Millar Instruments, Houston, TX	PVR 1035
Electrical cautery, Electrocautery Knife Kit	ellman-Japan,Osaka, Japan	1-1861-21	Surgical Supplies
Etomidate	Tokyo Chemical Industory Co., Ltd., Tokyo Japan	E0897	Anesthetic
Grass Instrument S44G Square Pulse Stimulator	Astro-Med, West Warwick, RI		Pacing equipment
Isoflurane	Viatris Inc., Tokyo, Japan	8803998	Anesthetic
Ivabradine	Tokyo Chemical Industory Co., Ltd., Tokyo Japan	I0847	Miscellaneous
LabChart software	ADInstruments, Sydney, Australia	LabChart 7	Hemodynamic equipment
MPVS Ultra	Millar Instruments, Houston, TX	PL3516B49	Hemodynamic equipment
Pancronium bromide	Sigma Aldrich Co., St. Louis, MO	15500-66-0	Anesthetic
PE10 polyethylene tube	Bio Research Center  Co. Ltd., Tokyo, Japan	62101010	Surgical Supplies
PowerLab 8/35	ADInstruments, Sydney, Australia	PL3508/P	Hemodynamic equipment
PVR 1035	Millar Instruments, Houston, TX	842-0002	Hemodynamic equipment
Urethane (Ethyl Carbamate)	Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan	050-05821	Anesthetic
Vascular Flow Probe	Transonic, Ithaca, NY	MA1PRB	Surgical Supplies