手把手教你做:小鼠心肌梗死(MI)模型和主动脉弓缩窄(TAC)致心肌肥厚模型实操要点
心血管疾病研究离不开两大经典动物模型:心肌梗死(myocardial infarction, MI)模型和主动脉弓缩窄(transverse aoritc constriction, TAC)致心肌肥厚模型。作为心血管领域的"黄金标准",MI模型通过冠状动脉左前降支(anterior descending artery,LAD)结扎精准模拟临床心肌缺血,为揭示心肌坏死、纤维化修复及再生机制提供了不可替代的研究对象。而TAC致心肌肥厚模型则通过机械性增加心脏后负荷,完美复现压力超负荷性心肌肥厚的病理进程,是研究高血压性心脏病和心力衰竭机制的理想选择[1]。在实际操作MI时,冠状动脉结扎的定位及结扎力度需严格把控,稍有不慎可能导致梗死范围过大或动物死亡率升高,进而影响数据的可重复性。TAC同样面临显著的技术挑战,包括主动脉缩窄程度的一致性及手术操作对血管的机械损伤等。本文旨在分享这两种模型的关键技术细节以期为研究者提供参考,提升心血管疾病动物模型的稳定性和可重复性。
MI模型造模方法
1.术前准备
1.1实验动物:选用C57BL/6等品系小鼠。
1.2器械与试剂:麻醉:2%三溴乙醇腹腔注射;手术器械:显微剪、显微镊、显微持针器、剪刀、镊子(一把直镊一把弯镊)、持针器、气管插管、撑开器、呼吸机。
2.手术步骤
2.1麻醉与固定:小鼠麻醉后仰卧位固定于手术台。
2.2气管插管:插入气管插管并连接呼吸机。
2.3开胸与心脏暴露:在左侧第3肋间或第4肋间,用显微剪及显微镊沿肋间隙剪开皮肤和肌肉,钝性分离肋间肌。用撑开器撑开肋骨,暴露心脏,撕开心包膜。
2.4 LAD结扎:在左心耳下缘与肺动脉圆锥之间结扎LAD(如图1所示)[2],结扎后心脏即刻变苍白。
2.5关胸与复苏:逐层缝合肌肉和皮肤,拔除气管插管,放置加热垫保温。
3.小技巧
3.1麻醉后可仅用三根胶带固定小鼠,不粘贴小鼠左后肢。略微向小鼠右侧倾斜,更好暴露心脏。
3.2气管插管技巧:可将硬纸板制作成三角形斜面,在顶部放置橡皮筋悬挂小鼠门齿,使小鼠身体呈45°角。或将小鼠平躺放置。可根据个人习惯选择。
3.3开胸后为避免损伤肺组织,可将棉球放置在心脏和肺脏中间。
3.4选择肋骨间隙时可参考心脏搏动最明显处。
3.5关胸时注意挤压小鼠胸腔排气,防止气胸。

图1:LAD及结扎位置
Andia N, Redpath,Nicola, Smart,Recapturing embryonic potential in the adult epicardium: Prospects for cardiac repair.[J] .Stem Cells Transl Med, 2020, 10: 0.
TAC致心肌肥厚模型造模方法
1.术前准备
1.1 实验动物:选用C57BL/6等品系小鼠。
1.2 器械与试剂:麻醉:2%三溴乙醇腹腔注射;手术器械:显微剪、显微镊、剪刀、镊子(一把直镊一把弯镊)、持针器、27G垫针。
2.手术步骤
2.1麻醉与固定:小鼠麻醉后仰卧位固定于手术台,四肢用胶带固定,门齿挂线保持气道开放。
2.2建立手术通路:颈部正中切口,钝性分离胸锁乳突肌。
2.3暴露主动脉弓:分离胸腺组织,识别主动脉弓。
2.4进行缩窄操作:将缝合线绕过主动脉弓,将垫针与主动脉弓平行放置,用缝合线将主动脉弓和针头一起结扎,抽出针头,形成狭窄。(如图2所示)[3]。
2.5关胸与复苏:逐层缝合肌肉和皮肤,放置于加热垫保温。
3.小技巧
3.1为暴露良好手术视野,有研究者采取摘除胸腺的手术方式,但这会增加气胸风险。也有研究者选择使用悬挂牵开器牵引胸骨暴露主动脉。也有研究者选择更大的皮肤剪开长度。可根据个人习惯选择。
3.2为防止气胸,建议最多剪开2根胸骨,钝性分离肌肉及血管时注意尽量不破坏胸膜。
3.2可将注射器针头弯曲,尖端打磨平整,作为穿过主动脉弓所需要的穿线器械。
3.3结扎时需注意线直接与垫针接触,避免夹带肌肉造成模型失败。
3.4结扎时注意动作轻柔,否则会导致血管爆裂。

图2 TAC操作示意图
Jose Alberto, Navarro-Garcia,Satadru K, Lahiri,Yuriana, Aguilar-Sanchez et al. Characterization of atrial and ventricular remodeling in an improved minimally invasive mouse model of transverse aortic constriction.[J] .J Cardiovasc Aging, 2023, 3: 0.

结语
掌握MI模型和TAC致心肌肥厚模型的规范操作是造模成功的关键。本文详解的技术要点希望助您提升模型成功率,获得更可靠的实验数据。建议收藏本文,实操时随时查阅参考。欢迎关注我们,获取更多科研实用技巧!
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[1] Sumanth D, Prabhu,Nikolaos G, Frangogiannis,The Biological Basis for Cardiac Repair After Myocardial Infarction: From Inflammation to Fibrosis.[J] .Circ Res, 2016, 119: 0.
[2] Andia N, Redpath,Nicola, Smart,Recapturing embryonic potential in the adult epicardium: Prospects for cardiac repair.[J] .Stem Cells Transl Med, 2020, 10: 0.
[3] Jose Alberto, Navarro-Garcia,Satadru K, Lahiri,Yuriana, Aguilar-Sanchez et al. Characterization of atrial and ventricular remodeling in an improved minimally invasive mouse model of transverse aortic constriction.[J] .J Cardiovasc Aging, 2023, 3: 0.
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