压力超负荷诱导的肺干束带右心室肥厚和衰竭的小鼠模型

摘要

我们描述了由肺干带诱导的右心室压力超负荷的小鼠模型。论文中包括了插管、手术和超声心动图表型分析的详细方案。定制器械用于插管和手术，可以快速且廉价地复制模型。

摘要

压力超负荷引起的右心室 （RV） 衰竭与许多心血管和肺部疾病的发病率和死亡率密切相关。右心室衰竭的发病机制很复杂，目前尚不清楚。为了确定治疗 RV 衰竭的新治疗策略，稳健且可重复的动物模型至关重要。肺干带 （PTB） 模型越来越受欢迎，因为 RV 功能可以独立于肺血管系统的变化进行评估。

在本文中，我们提出了 PTB 诱导的 5 周龄小鼠 RV 压力超负荷的小鼠模型。该模型可用于诱导不同程度的 RV 病理，范围从轻度 RV 肥大到失代偿性 RV 衰竭。论文中包括插管、PTB 手术和超声心动图表型分析的详细方案。此外，还给出了定制插管和 PTB 手术器械的说明，从而能够快速且廉价地复制 PTB 模型。

使用钛结扎夹来收缩肺干，确保肺干收缩程度高度可重复且独立于操作者。使用不同的内结扎夹直径 （轻度：450 μm 和重度：250 μm） 对 PTB 的严重程度进行分级。这导致 RV 病理学范围从保留 RV 功能的肥大到伴有心输出量和心外表现减少的失代偿性 RV 衰竭。术后 1 周和 3 周通过超声心动图评估 RV 功能。此处提供了超声心动图图像和结果的示例。此外，还显示了右心导管插入术和心脏组织组织学分析的结果。

引言

右心室 （RV） 衰竭是一种临床综合征，表现为心力衰竭症状和 RV 功能障碍引起的全身充血体征¹。右心室功能障碍与许多心血管和肺部疾病的发病率和死亡率密切相关²。右心室功能障碍的病因很复杂，其潜在的信号通路和调节仍未充分阐明。

当前疗法的观察表明，右心室功能的改善与后负荷的减少密切相关，表明肺血管系统是主要治疗目标³。这表明目前的疗法对 RV 功能的直接影响很小，即使在肺血管阻力改善后也可能恶化³。因此，非常需要进一步研究独立于后负荷降低来改善 RV 功能。

稳健且可重复的动物模型对于寻找新的治疗剂至关重要。在大多数慢性 RV 衰竭模型中，根本原因是由肺血管系统结构改变引起的肺动脉高压 ^4,5,6。特征明确的模型包括慢性缺氧模型 ^7,8、Sugen-hypoxia 模型 ^9,10,11

研究方案

该研究已获得丹麦动物实验检查局（授权号：2021-15-0201-00928）的批准，并根据国家实验动物立法进行。本研究使用 5 周龄雄性 C57BL/6N 小鼠。

1. 插管和手术器械的定制（图 1）

注意：本节详细介绍了使用廉价且现成的材料准备用于插管和 PTB 手术的定制器械的最重要步骤。

1. 准备气管插管（图 1A）。
   普通静脉 （IV） 导管可用于小鼠的插管和通气。
   1. 选择与小鼠大小相对应的适当尺寸的血管内导管。建议 22 周龄小鼠 （17-20 g） 使用 20G 导管，对于较大的小鼠 （>20 g） 使用 23G 导管。
   2. 拔出针并拆下锁定机构。将针头插回导管中，以 45° 角切割针尖，距离导管尖端约 2 毫米。
   3. 使用砂纸钝化尖端，以防止损伤小鼠的声带。
   4. 切掉导管的一个翼，以便在插管过程中获得更好的视野。
2. 准备胸牵开器（图 1B）。
   1. 使用持针器将一根约 10 厘米长的柔性金属丝从中间弯曲 30°。
   ....

讨论

在本文中，我们提出了一个压力超负荷诱导的 RV 肥大和衰竭的小鼠模型。我们证明：（i） 幼年小鼠的 PTB 可以诱导不同程度的 RV 病理，范围从轻度 RV 肥大到伴有心外失代偿体征和组织学证实的 RV 纤维化的 RV 衰竭。（ii） 在 PTB 手术后 1 周和 3 周，可以通过超声心动图观察和量化 RV 功能障碍的迹象。（iii） RV 肥大的程度与 PTB 的严重程度和由此产生的 RV 压力增加成正比。该模型可能有助于阐明.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Biosyn 6-0, monofilament, absorbable suture	Covidien	UM-986
Blunt cannula, 27G 0.4x0.25,	Sterican	292832
Bupaq Multidose vet 0,3 mg/ml (Buprenorphinum)	Salfarm Danmark	VNR 472318
C57BL/6NTac mice	Taconic Biosciences	C57BL/6NTac
Dagrofil 1, braided, non-absorbable suture	B Braun	C0842273
Depilatory cream	Veet	3132000
Disinfection Swabs (82% Ethanol + 0.5% Chlorhexidine)	Mediq	3340122
Disposable scalpels, size 11	Swann-Morton	11708353
Dräger Vapor 2000 Sevoflurane	Dräger	M35054
Eye oinment neutral, "Ophta"	Actavis	MTnr.: 07586 Vnr: 53 96 68
Horizon ligating clips	Teleflex Medical	5200 (IPN914931)
Horizon Open Ligating Clips applier, curved, 6" (15 cm)	Teleflex Medical	537061
Kitchen roll holder	n.a.	n.a.
Metal wire of different thickness	n.a.	n.a.
Microsurgical instruments set	Thompson	n.a.
MiniVent Ventilator	Hugo Sachs	Type 845
MS505S transducer	Visual sonics	n.a.
Rimadyl Bovis vet. 50 mg/ml (Carprofen)	Zoetis	MTnr: 34547, Vnr: 10 27 99,
Sevoflurane Baxter 100 %	Baxter Medical	MTnr: 35015
Silicone tubing	n.a.	n.a.
Soft plastic sheet	n.a.	n.a.
Stereomicroscope, "Opmi Pico"	Carl Zeiss Surgicals GmbH	n.a.
Ultrasonic probe holder/rail	Visual Sonics	11277
Varming plate	Visual sonics	11437
Venflon ProSafety, 22G, 0,9 x 25mm	Becton Dickinson	393222