疾病動物模型-心肌梗死模型
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發(fā)表時間：2025-09-04
在醫(yī)學(xué)研究中，心肌梗死模型是一種重要工具，能夠幫助科學(xué)家深入理解心肌梗塞的病理生理機(jī)制和治療方法的發(fā)展。通過模擬心肌梗塞的發(fā)生過程，研究人員可以更精確地探索疾病的發(fā)病機(jī)制、評估治療效果，進(jìn)而推動臨床實(shí)踐的進(jìn)步。
本文將從心肌梗死的疾病背景出發(fā)，詳細(xì)探討其發(fā)病機(jī)制，綜述近年來在動物模型方面的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹小鼠心肌梗死模型的手術(shù)步驟及操作要點(diǎn)，并對模型的表型評價方法進(jìn)行詳細(xì)分析，旨在為相關(guān)研究提供參考。
心肌梗死疾病背景
心肌梗死（myocardial infarction，MI）是冠狀動脈血管堵塞導(dǎo)致心肌缺血缺氧的一種心血管疾病，可導(dǎo)致心律失常、心力衰竭、致死等嚴(yán)重后果，嚴(yán)重威脅人類生命健康。根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查顯示，急性心肌梗死（AMI）的發(fā)病率各地報道不一，我國AMI的發(fā)病年齡有年輕化的趨勢，農(nóng)村發(fā)病率高于城市發(fā)病率，死亡率呈整體上升趨勢。
發(fā)病原因
血栓形成
① 動脈粥樣硬化和炎癥
② 斑塊破裂
③ 斑塊侵蝕
④ 鈣化結(jié)節(jié)
圖中：心肌梗死/圖片素材來自：scientificanimations
非動脈粥樣硬化引起的心肌梗死
① 冠狀動脈栓塞
② 全身性低血壓
③ 需氧量增加
④ 自發(fā)性冠狀動脈夾層
⑤ 冠狀動脈痙攣
塔卡亞薩動脈炎和巨細(xì)胞動脈炎也可引起心肌梗死
模型研究進(jìn)展
1、模型動物：大鼠、兔、犬、小鼠、小型豬、貓、猴等都可用于制作心肌梗死模型，其中大鼠和小鼠因來源保證、價格低廉、操作簡單等特點(diǎn)應(yīng)用廣泛。
實(shí)驗(yàn)研究中心肌梗死的造模方法主要有以下幾種：
心肌梗死動物模型特點(diǎn)比較
小鼠心臟解剖
小鼠心肌梗死詳細(xì)手術(shù)步驟
小鼠冠狀動脈結(jié)扎法制備心肌梗死模型
1、動物：C57小鼠，SPF級，雄性，8 - 10W，24 - 27g。
2、試劑：三溴乙醇、伊文思藍(lán)、2,3,5 - 氯化三苯基四氮唑、0.9%氯化鈉注射液。
3、儀器設(shè)備：手術(shù)顯微鏡、呼吸機(jī)、呼吸管路、體溫反饋加熱板。
4、操作步驟：
① 麻醉和術(shù)前準(zhǔn)備：小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后用于實(shí)驗(yàn)，按500mg/kg腹腔注射三溴乙醇溶液麻醉，前頸部和左胸部備皮，進(jìn)行氣管插管。呼吸頻率100次/min，通氣量初始10ml/min，逐步增加至25ml/min，以控制自主呼吸，氣道壓力15cmH2O, PEEP,1cmH2O。
② 開胸：小鼠采用右側(cè)臥位，固定好四肢，對手術(shù)區(qū)皮膚進(jìn)行消毒清潔，剪開皮膚，逐層分離筋膜、肌肉等組織，暴露第3、4肋間，打開胸腔充分暴露心臟，撕開心包，充分暴露左冠狀動脈前降支（LAD）或所在區(qū)域。
③ 結(jié)扎LAD：顯微鏡下找到LAD走向或可能所在位置，持針器持取7 - 0帶針縫合線，以左心耳下緣為標(biāo)志，平行于左心耳下緣2mm處進(jìn)針，縫線穿過LAD后結(jié)扎以完全阻斷LAD血流，結(jié)扎后觀察左室前壁變化，無出血后用6 - 0縫線逐層縫合關(guān)閉胸腔，抽取1 - 2ml氣體恢復(fù)胸腔負(fù)壓，最后縫合皮膚。
手術(shù)過程-冠脈結(jié)扎：
手術(shù)過程-關(guān)胸：
實(shí)驗(yàn)觀察及護(hù)理
術(shù)后密切關(guān)注小鼠狀態(tài)，待小鼠自然蘇醒后將其從呼吸機(jī)上取下并取下氣管插管，放入干凈的飼養(yǎng)籠，密切關(guān)注小鼠術(shù)后狀態(tài)，飲食飲水情況以及死亡情況并做好相應(yīng)記錄。
影響模型成功的關(guān)鍵因素
1.氣管插管時要清理氣道口的粘液異物，防止呼吸道阻塞。
3.選擇合適的結(jié)扎位置：結(jié)扎位置過高，易導(dǎo)致室顫而死亡，而結(jié)扎位置過低不能形成確切的心梗。結(jié)扎的深淺也很重要，結(jié)扎太深易穿透心肌組織，造成出血死亡；太淺有可能只穿透心臟表層，而未結(jié)扎冠狀動脈前降支，只對心肌造成損傷。一般的進(jìn)針深度（0.5 - 1）mm即可。
4.結(jié)扎時動物要快，準(zhǔn)，時間太長會影響心臟的射血，增加發(fā)生心律失常的機(jī)會。
5.結(jié)扎完后要及時排氣，可以有效避免術(shù)后呼吸困難，提高成活率。
心肌梗死模型表型評價
術(shù)后生存率觀察
術(shù)后每天定時觀察小鼠的存活狀況，發(fā)現(xiàn)死亡小鼠及時記錄并解剖死亡原因，持續(xù)觀察28天，將記錄的結(jié)果制作生存曲線。術(shù)后小鼠的生存率大概在50%左右，一般在術(shù)后一周內(nèi)發(fā)生死亡，一周后的存活率比較穩(wěn)定。
小鼠術(shù)后存活率
心電圖檢測
本實(shí)驗(yàn)結(jié)扎前心電圖呈正常表現(xiàn)，阻斷LAD后即刻出現(xiàn)S - T段持續(xù)性抬高，R波振幅降低，T波高聳，說明造模成功。
血清心肌酶譜、肌紅蛋白和肌鈣蛋白含量測定
分別于術(shù)前、術(shù)后6h靜脈采血，測定谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、乳酸脫氫酶（LDH）、磷酸肌酸激酶（CK）、肌鈣蛋白、肌紅蛋白。結(jié)果顯示，結(jié)扎后6h血清心肌酶譜改變，血清心肌酶譜AST、LDH、CK與術(shù)前自身對照均有明顯升高（P < 0.01），肌紅蛋白和肌鈣蛋白呈陽性。
超聲心動圖檢查
分別于術(shù)前，術(shù)后1w行二維及M型超聲心動圖檢查，評價小鼠左室功能，檢測舒張末期左室內(nèi)徑（LVDd）、收縮末期左室內(nèi)徑（LVDs）、左室后壁舒張末期厚度（PWTd）、左室后壁收縮末期厚度（PWTs）、左室前壁舒張末期厚度（AWTd）、左室前壁收縮末期厚度（AWTs）、射血分?jǐn)?shù)（EF%）、左室縮短率 （FS%）。
①與假手術(shù)組相比，模型組心室壁波形不規(guī)則，心室搏動減弱，EF%和FS%顯著降低，說明造模成功。
②模型組舒張末期左室內(nèi)徑（LVDd）、收縮末期左室內(nèi)徑（LVDs）明顯升高。
③左室前壁舒張末期厚度（AWTd）、左室前壁收縮末期厚度（AWTs）明顯下降。左室后壁舒張末期厚度（PWTd）、左室后壁收縮末期厚度（PWTs）有一定程度的升高。
急性心梗后，小鼠的左心室壁厚度會增厚，發(fā)揮代償性和保護(hù)功能，但最終會失代償，左心室壁厚度會變薄。
病理學(xué)檢測
標(biāo)本經(jīng)脫水、包埋、切片后經(jīng)HE、Masson、Tunel、TTC+Evens Blue等染色，檢測心臟不同區(qū)域組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化。
①HE染色
可見MI組心肌組織呈區(qū)域性變性壞死，梗死面積隨時間而增加，病變區(qū)肌纖維排列紊亂，肌絲斷裂溶解，橫紋不清，細(xì)胞核固縮，有核周空泡形成。肌纖維間有纖維素滲出，纖維母細(xì)胞形成和出芽毛細(xì)血管，炎癥細(xì)胞浸潤。
②Masson染色
可見MI組的左心室腔明顯增大，心室壁變薄，纖維化面積增加。
③Tunel 檢測
可見MI組小鼠心肌細(xì)胞術(shù)后3d，1w和4w可見明顯的明顯的細(xì)胞凋亡，凋亡小體數(shù)量增多，心肌梗死嚴(yán)重。
④TTC+Evens Blue染色
可見MI組的梗死面積占左室的30%左右。
心臟壓力容積檢測
1、重點(diǎn)關(guān)注指標(biāo)
①室內(nèi)壓最大上升速率和最大下降速率（dP/dtmax和-dP/dtmin）
②每搏輸出量(SV)
③壓力容積環(huán)包圍的面積是每搏功(SW)
④射血分?jǐn)?shù)(EF)
⑤收縮末期倒電容(Ees)
②左心室壓力容積檢測：
③檢測結(jié)果：
可見MI組容積變大，前負(fù)荷增加，射血分?jǐn)?shù)降，低每博輸出量降低；壓力容積環(huán)面積下降，每博功減少；等容收縮期壓力下降，心肌收縮力減弱；室內(nèi)壓最大上升速率降低；射血末期壓力下降，ESPVR下降。
主營項(xiàng)目
1. 動物實(shí)驗(yàn)
動物飼養(yǎng)、疾病造模、行為學(xué)檢測、心功能、無創(chuàng)血壓、血常規(guī)、全自動生化檢測等
2. 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
CCK8/MTT、原代細(xì)胞分離、流式細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞劃痕、侵襲、遷移、EDU染色、轉(zhuǎn)染、穩(wěn)定株
3. 分子生物學(xué)
PCR檢測、熒光定量PCR、絕對定量PCR、端粒酶長度、pull down、雙熒光素酶、SSR、SNP檢測等
4. 蛋白實(shí)驗(yàn)
WB、Co-IP、酵母雙雜
5. 病理實(shí)驗(yàn)
HE染色、免疫組學(xué)、電鏡
6. 生理生化實(shí)驗(yàn)
肝腎功能、抗氧化、免疫反應(yīng)等生理免疫指標(biāo);動植物營養(yǎng)指標(biāo)、微量元素、重金屬、酶活等。
7. 多組學(xué)實(shí)驗(yàn)
基因組、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、蛋白組、代謝組、微生物多樣性、宏基因組、生信分析
8. 整體課題實(shí)驗(yàn)
方案設(shè)計(jì)、整體實(shí)驗(yàn)交付、標(biāo)書寫作、論文潤色、協(xié)助投稿
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