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小鼠心梗模型的建立与早期心电图评价

胡文君 王品 郑斯莉 汪东昇 缪朝玉

张强, 李静, 刘越, 储晓琴. 基于网络药理学与分子对接技术研究制痂酊治疗Ⅱ度烧伤的作用机制[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202307014
引用本文: 胡文君, 王品, 郑斯莉, 汪东昇, 缪朝玉. 小鼠心梗模型的建立与早期心电图评价[J]. 药学实践与服务, 2020, 38(2): 115-119. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.202001011
ZHANG Qiang, LI Jing, LIU Yue, CHU Xiaoqin. Study on the mechanism of Medicoscab tincture in treating second-degree burns based on network pharmacology and molecular docking technology[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202307014
Citation: HU Wenjun, WANG Pin, ZHENG Sili, WANG Dongsheng, MIAO Chaoyu. Establishment of mouse myocardial infarction model and early electrocardio- gram assessment[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2020, 38(2): 115-119. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.202001011

小鼠心梗模型的建立与早期心电图评价

doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.202001011
基金项目: 国家自然科学基金重点项目(81730098);海军军医大学高等级成果培植计划(2018-CGPZ-A03)
详细信息
    作者简介:

    胡文君,硕士研究生,Email:huwenjun19941012@163.com

    通讯作者: 缪朝玉,教授,博士生导师,研究方向:药效学、心脑血管药理学,Email:cymiao@smmu.edu.cn
  • 中图分类号: R965.1

Establishment of mouse myocardial infarction model and early electrocardio- gram assessment

  • 摘要:   目的  构建并优化小鼠心肌梗死模型,联合使用冠脉结扎术后即刻和术后4 h的两次肢体导联心电图对心梗发生情况进行早期评价。  方法  C57BL/6J雄性小鼠29只,异氟烷吸入麻醉后,经左侧第3/4肋间进入胸腔,结扎冠状动脉左前降支建立模型,施行术后即刻和术后4 h肢体导联心电图评价心梗发生情况。术后24 h打开胸腔观察梗死情况,留取心脏标本进行TTC染色确定梗死区域并计算梗死面积。  结果  小鼠行冠状动脉结扎术,术中死亡率为6.8%(2/29),术后早期(<4 h)死亡率为10.3%(3/29),24 h存活率为82.8%(24/29);术后24 h TTC染色明确梗死发生,则心梗模型建立,造模成功率为79.3%(23/29),平均梗死区域大小(梗死心肌重量/全心室重量)为(28±6)%;成功建立模型的小鼠在术后4 h心电图可见明显ST-T改变,提示心梗已发生。  结论  成功建立小鼠心肌梗死模型,且联合使用术后即刻和术后4 h两次心电图可以作为小鼠心肌梗死模型快速无创的评价方法。
  • 丙戊酸钠是一种临床常用的抗癫痫药物,用于治疗全身和部分发作类型的癫痫,同时,丙戊酸钠也可用于治疗与双向情感障碍相关的躁狂发作[1]。丙戊酸钠中毒可能偶然发生,也可能是有意而为之,尤其是对有自残意图的患者[2]。急性丙戊酸钠中毒通常表现为中枢神经系统抑制、肝酶升高、血氨升高和电解质紊乱,如高钠血症等。严重过量使用丙戊酸钠的患者可出现低血压、心动过速、呼吸抑制、代谢性酸中毒、脑水肿等,如果不积极治疗,可进展为昏迷甚至死亡[3]。本文报道一例丙戊酸钠中毒患者的救治过程,为临床救治药物中毒患者中如何发挥临床药师的作用提供参考。

    患者,女性,22岁,身高165 cm,体重55 kg。因“服用丙戊酸钠缓释片(0.5 g/片)60片4 h”入院。入院前4 h患者因情绪激动自服丙戊酸钠缓释片(0.5g/片)60片(准确计数)后依次出现少语,乏力,嗜睡,但无明显呕吐。

    患者自2年前被诊断为双向情感障碍,长期服用抗抑郁药帕罗西汀20mg qd、丙戊酸钠缓释片0.5g qn,规律服药。否认高血压、糖尿病、心脏病、肝炎等慢性疾病,否认食物药物过敏史、无吸烟史,偶有饮酒。

    急诊查体:血压145/91 mmHg,心率127次/min,体温37.4℃,呼吸频率20次/min,双肺呼吸音粗,未及明显干湿啰音。心律齐,腹软,未及明显包块,无明显肌紧张。四肢肌力正常,病理征未引出。

    实验室检查:C反应蛋白2.47 mg/L,白细胞6.82×109/L,血小板388×109/L,淋巴细胞百分比0.52%,谷丙转氨酶12.7 U/L,结合胆红素2.0 μmol/L,血氨24 μmol/L,白蛋白41 g/L,血红蛋白133 g/L,血总淀粉酶106.8 U/L,血钾3.3 mmol/L,血肌酐63 μmol/L,乳酸3.8 mmol/L,尿隐血1+。肺部CT:两肺下叶炎症。

    急查丙戊酸钠血药浓度307.8 mg/L。立即予以洗胃催吐,洗胃容量为20 000 ml,无明显药物碎屑洗出。同时给与纳洛酮促醒、呋塞米利尿、谷胱甘肽、异甘草酸镁保肝、奥美拉唑抑酸护胃等对症支持治疗后,转入ICU继续治疗。入院诊断:急性丙戊酸钠中毒,肺部感染,双向情感障碍。

    患者转入时嗜睡乏力,鼻导管吸氧。有文献报道,如果急性摄入丙戊酸钠超过200 mg/kg或血药浓度大于180 mg /L的患者,常导致中枢神经系统功能障碍,可能发生震颤、躁动、脑水肿等神经功能损伤[4]。考虑到患者丙戊酸钠血药浓度较高,临床医生开放中心静脉通路,行连续静脉-静脉透析-滤过治疗(CVVHDF),处理前急查丙戊酸钠血药浓度317.4 mg/L,CVVHDF模式,血流速度160 ml/min,脱水速度110 ml/h,透析液2000 ml/h。首次CVVHDF后,立即查丙戊酸钠血药浓度150.3 mg/L,仍然偏高,CVVHDF后约8 h查血药浓度为260.9 mg/L,药师建议行CVVHDF联合血液灌注加速药物的清除。

    入院第2天,患者神志清,精神软,乏力状,气平,心律齐,血氨67 μmol/L,血红蛋白110 g/L,白蛋白34.8 g/L,余未见明显异常,针对血氨升高,使用注射用门冬氨酸鸟氨酸10 g qd,继续补液、护胃、保肝等治疗。并行血液灌流治疗3 h,低分子肝素体外抗凝,血流速度160 ml/min。血液灌流后查丙戊酸钠血药浓度97.7 mg/L。第3天,查丙戊酸钠血药浓度227.8 mg/L,血氨116.5 μmol/L,白蛋白28 g/L,总蛋白56 g/L,临床药师建议补充人血白蛋白,血总淀粉酶139.9 U/L,关注胰腺炎可能。患者诉入院以来没有大便,腹部听诊器检查提示肠鸣音较弱,临床药师结合患者血氨较高,建议医生使用乳果糖口服液,20 ml tid。患者精神状态可,神志清,精神软,考虑到患者服用丙戊酸钠剂量过大,组织器官可能存在药物蓄积,故继续行CVVHDF联合血液灌流治疗,方法同前。治疗后,测丙戊酸钠血药浓度73.5 mg/L。第4天,查血药浓度65 mg/L,血氨96 μmol/L,入院第5天血药浓度41 mg/L,血氨28 μmol/L,精神状态可,神志清,嗜睡情况明显好转,转出ICU。在住院期间,除白蛋白短暂降低,血氨升高外,肝肾功能未见明显异常,予以出院。

    近年来急诊各种药物过量患者呈现上升趋势,服用药物也越来越复杂。临床上能开展的血药浓度监测较少。而近年来开展的丙戊酸钠血药浓度监测逐渐应用于临床。目前测定丙戊酸钠血药浓度采用荧光免疫法,具有简便、快速,临床实用性强等特点[5]

    丙戊酸钠口服生物利用度接近100%,血浆蛋白结合率较高,血药浓度50 mg/L时蛋白结合率约为94%,血药浓度100 mg/L时,蛋白结合率为80%~85%,主要分布在细胞外液和肝、肾、肠、脑等组织,大部分经肝脏代谢,包括与葡萄糖醛酸共价结合和β氧化酶氧化等过程,后大部分经肾脏排泄。丙戊酸钠为小分子化合物,水溶性较强,蛋白结合率高,考虑到患者吞服丙戊酸钠缓释片剂量过大,且血药浓度较高,文献报道急性摄入丙戊酸钠过多,血药浓度大于180 mg/L常导致患者中枢神经系统功能障碍,如震颤、躁动、脑水肿等神经功能损伤,丙戊酸钠组织器官药物浓度高可能损伤肝、脑、肾等多种重要器官[4]。有文献报道大鼠口服丙戊酸钠半数致死量折算到人的半数致死量为0.13~0.16 g/kg[6],按照患者60 kg计算,半数致死剂量约为8~10 g,极限致死剂量为15 g左右,该患者服用丙戊酸钠缓释片总量达到30 g,具有积极抢救的意义。

    过量服用丙戊酸钠虽无特效解毒剂,但亦无洗胃禁忌证。专家共识认为,对无特效解毒剂的急性重度中毒患者,即使已超过6 h仍可考虑洗胃[7],丙戊酸钠缓释片服药10 h可溶出80%左右[8],其说明书亦指出洗胃治疗在药物摄入后10~12 h内仍然有效果,故临床药师认为对该患者进行洗胃处理很合理且必要。

    丙戊酸钠为强碱弱酸盐,水中溶解后呈弱碱性,pH7.5~9.0,加强利尿可促进丙戊酸钠的排出。临床药师结合丙戊酸钠理化性质、药动学特点,建议采用连续肾脏替代治疗(CRRT)和血液灌流相结合的方法清除药物。文献表明,血液透析和血液灌流可以加快丙戊酸的消除。在一项病例研究中,血液透析使丙戊酸半衰期从治疗前13 h减少到治疗后1.7 h,并在治疗4 h内表现出显著的临床改善[9]。当血清丙戊酸钠浓度降至50 ~ 100 mg /L (350 ~ 700 mmol/L)时,可停止体外治疗。

    在本例中,临床医生紧急开放中心静脉通路,行CVVHDF治疗,快速稳定降低患者血液中游离态丙戊酸钠浓度。经10 h CVVHDF治疗,丙戊酸钠血药浓度从317 mg/L降低至150 mg/L,8 h后血药浓度又反跳至261 mg/L。血液净化一次后丙戊酸钠血药浓度可能出现反跳现象[10],缘于组织器官药物浓度依然较大,药物重新分布导致血药浓度再次上升。临床药师考虑到丙戊酸钠蛋白结合率高,而CRRT主要用于高水溶性、小分子、低蛋白结合率的毒物清除,对结合态丙戊酸钠清除效果不佳,故建议在CRRT基础上联合血液灌流治疗,血液灌流主要用于高蛋白结合率、高脂溶性、相对分子质量较大的毒物,树脂灌流器对蛋白结合和脂溶性分子清除较好,经3 h血液灌流,丙戊酸钠血药浓度从261 mg/L降低至97.7 mg/L,清除效果较显著。在体内,丙戊酸钠以游离状态与相应受体结合产生药效,因丙戊酸钠血浆蛋白结合率高,血浆蛋白含量的改变可以显著影响游离丙戊酸钠浓度,进而影响药效或产生毒性不良反应[11]。有研究证实等量丙戊酸钠随血浆蛋白的增加,游离丙戊酸钠血药浓度呈下降趋势[12],当患者血浆白蛋白降低时适当补充白蛋白可以减小丙戊酸钠的毒副作用。

    丙戊酸钠导致的血氨升高及相关的高氨血症性脑病时有报道[4],可表现为精神错乱、癫痫发作、嗜睡等,可进展为昏迷甚至死亡,临床应密切关注患者血氨变化。患者入院第二天血氨升高,达67 μmol/L,使用注射用门冬氨酸鸟氨酸10 g qd。本药可提供尿素和谷氨酰胺合成的底物,谷氨酰胺是氨的解毒产物,同时也是氨的储存及运输形式;鸟氨酸涉及尿素循环的活化和氨的解毒全过程;门冬氨酸参与肝细胞内核酸的合成,以利于修复被损伤的肝细胞[13]。入院第三天患者诉入院以来无大便,且血氨升至116.5 μmol/L,故临床药师建议口服乳果糖,乳果糖为渗透性轻泻剂,在小肠内不被水解吸收,其渗透性使水和电解质保留于肠腔,本药在结肠内被细菌分解成乳酸、醋酸,使肠内渗透压进一步升高,粪便容量增大,刺激肠蠕动,产生导泄作用。结肠内生成的乳酸和醋酸可以使肠腔pH值降低,形成不利于分解蛋白质的细菌生存、繁殖的酸性内环境,从而减少氨的产生,酸性环境还可使NH3转变为NH4+,解离状态的NH4+脂溶性小,肠道难以吸收而随粪便排出,当结肠内pH值从7.0降至5.0时,结肠黏膜不仅不吸收氨入血,反而从血液中向结肠排出氨[14]。乳果糖在治疗便秘的同时可以降低血氨。

  • 图  1  小鼠术前、术后即刻和术后4 h心电图

    A.心梗模型制备成功组心电图;B.心梗模型制备失败组心电图

    图  2  心梗小鼠心脏标本及TTC染色

    A.肉眼观;B.TTC染色

    表  1  小鼠心梗模型失败原因分析及解决方法

    失败时段比例(%)原因分析只数解决方法
    术中死亡 6.8术中心脏破裂致死1控制穿刺深度和宽度
    术中气胸致死1穿刺结扎迅速,快速闭合胸腔
    术后死亡10.3术后胸腔出血致死2保证视野开阔,用纱布保护胸壁及肺,避免刺破大血管和肺脏
    术后致死型心律失常致死1结扎动作迅速轻柔,减少对心脏的刺激
    其他 3.4术后未发生心梗1(造模失败)
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    表  2  23只小鼠心肌梗死区大小情况

    项目体重/g全心室重量(M1)/mg梗死心肌重量(M2)/mg梗死大小(M2/M1)/(%)
    总计($ {\rm{\bar X}} $±s)29.65±5.3576±1321.91±7.0628±6
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  • [1] THYGESEN K, ALPERT J S, JAFFE A S, et al. Third universal definition of myocardial infarction[J]. Glob Heart,2012,7(4):275-295. doi:  10.1016/j.gheart.2012.08.001
    [2] EMELIA J. BENJAMIN, MICHAEL J. BLAHA, STEPHANIE E. CHIUVE. Heart disease and stroke statistics—2017 Update: A Report From the American Heart Association[J]. Circulation,2017,135(10):e146-e603.
    [3] HEUSCH G, GERSH B J. The pathophysiology of acute myocardial infarction and strategies of protection beyond reperfusion: a continual challenge[J]. Eur Heart J,2016:ehw224. doi:  10.1093/eurheartj/ehw224
    [4] KUMAR M, KASALA E R, BODDULURU L N, et al. Animal models of myocardial infarction: Mainstay in clinical translation[J]. Regul Toxicol Pharmacol,2016,76:221-230. doi:  10.1016/j.yrtph.2016.03.005
    [5] TANG Y P, LIU Y, FAN Y J, et al. To develop a novel animal model of myocardial infarction: a research imperative[J]. Anim Models Exp Med,2018,1(1):36-39. doi:  10.1002/ame2.12010
    [6] GAO E H, LEI Y H, SHANG X Y, et al. A novel and efficient model of coronary artery ligation and myocardial infarction in the mouse[J]. Circ Res,2010,107(12):1445-1453. doi:  10.1161/CIRCRESAHA.110.223925
    [7] GUO Y R, WU W J, QIU Y M, et al. Demonstration of an early and a late phase of ischemic preconditioning in mice[J]. Am J Physiol-Heart Circ Physiol,1998,275(4):H1375-H1387. doi:  10.1152/ajpheart.1998.275.4.H1375
    [8] GAO F, KATAOKA M, LIU N, et al. Therapeutic role of miR-19a/19b in cardiac regeneration and protection from myocardial infarction[J]. Nat Commun,2019,10:1802. doi:  10.1038/s41467-019-09530-1
    [9] ROJAS S V, KENSAH G, ROTAERMEL A, et al. Transplantation of purified iPSC-derived cardiomyocytes in myocardial infarction[J]. PLoS One,2017,12(5):e0173222. doi:  10.1371/journal.pone.0173222
    [10] CAHILL T J, CHOUDHURY R P, RILEY P R. Heart regeneration and repair after myocardial infarction: translational opportunities for novel therapeutics[J]. Nat Rev Drug Discov,2017,16(10):699-717. doi:  10.1038/nrd.2017.106
    [11] TAO B, GAO H K, ZHENG M W, et al. Preclinical modeling and multimodality imaging of chronic myocardial infarction in minipigs induced by novel interventional embolization technique[J]. EJNMMI Res,2016,6(1):59. doi:  10.1186/s13550-016-0214-7
    [12] KOLK M V V, MEYBERG D, DEUSE T, et al. LAD-ligation: a murine model of myocardial infarction[J]. J Vis Exp,2009,14(32):1438.
    [13] MICHAEL L H, ENTMAN M L, HARTLEY C J, et al. Myocardial ischemia and reperfusion: a murine model[J]. Am J Physiol-Heart Circ Physiol,1995,269(6):H2147-H2154. doi:  10.1152/ajpheart.1995.269.6.H2147
    [14] KATHERINE C. WU, JOãO A.C. LIMA. Noninvasive imaging of myocardial viability: current techniques and future developments[J]. Circ Res,2003,93(12):1146-58. doi:  10.1161/01.RES.0000103863.40055.E8
    [15] GRAY G A, WHITE C I, THOMSON A, et al. Imaging the healing murine myocardial infarctin vivo: ultrasound, magnetic resonance imaging and fluorescence molecular tomography[J]. Exp Physiol,2013,98(3):606-613. doi:  10.1113/expphysiol.2012.064741
    [16] CUMMINS B, AUCKLAND M L, CUMMINS P. Cardiac-specific troponin-l radioimmunoassay in the diagnosis of acute myocardial infarction[J]. Am Heart J,1987,113(6):1333-1344. doi:  10.1016/0002-8703(87)90645-4
  • [1] 彭莹, 刘欣, 聂依文, 王歆荷, 年华, 朱建勇.  三种狼毒乙醇提取物对咪喹莫特诱导的银屑病小鼠防治作用研究 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-6. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202406029
    [2] 舒飞, 孙蕊, 宋凯, 张元林, 闫家铭, 舒丽芯.  粉-液双室袋产品的综合评价 . 药学实践与服务, 2025, 43(2): 92-96. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202312009
    [3] 李想, 陆鸿远, 张明玉, 高欢, 姚东, 许子华.  米格列醇激活UCP1介导棕色脂肪改善冷暴露小鼠损伤的研究 . 药学实践与服务, 2025, 43(1): 1-5, 16. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404005
    [4] 游飘雪, 陈兰, 施艺玮, 王辉, 晁亮, 洪战英.  脑胶质瘤微流控芯片模型的构建及中药半枝莲药效评价应用研究 . 药学实践与服务, 2025, 43(2): 59-66. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202409034
    [5] 陈灿昕, 缪竹威, 缪朝玉.  血小板特异性Metrnl基因敲除小鼠模型的构建与验证 . 药学实践与服务, 2025, 43(3): 117-123. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202409031
    [6] 宋雨桐, 夏德润, 顾珩, 唐少文, 易洪刚, 沃红梅.  帕博利珠单抗与铂类化疗方案在晚期非小细胞肺癌一线治疗中的药物经济学评价 . 药学实践与服务, 2024, 42(8): 334-340. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202303023
    [7] 徐飞, 刘盈, 殷佳, 诸国樑, 练鲁英.  上海某三级公立医院药品管理内部控制评价实践研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(12): 542-548. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202402003
    [8] 陈炳辰, 佟达丰, 万苗, 闫飞虎, 姚建忠.  UPLC-MS/MS法测定小鼠血浆中紫杉醇脂肪酸酯前药及其药代动力学研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(8): 341-345. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404082
    [9] 丁华敏, 郭羽晨, 秦春霞, 宋志兵, 孙莉莉.  消风止痒颗粒通过降低白三烯水平对小鼠特应性皮炎急性瘙痒的治疗作用研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(5): 211-216. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202306031
    [10] 杨念, 张博乐, 张俊霞, 张振强.  一种中药组合物对ANIT诱导的小鼠胆汁淤积肝损伤的保护作用研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(12): 508-511, 519. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202305008
    [11] 张修平, 田家盛, 王道鑫, 李佳鑫, 王品, 缪朝玉.  MT-1207对小鼠血糖、血脂和动脉粥样硬化的作用 . 药学实践与服务, 2024, 42(11): 487-494. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202306011
    [12] 李清, 郭宜银, 陈颖, 瞿发林, 董文燊, 戈煜.  夜宁胶囊对小鼠镇静催眠作用及其机制的研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(8): 346-349. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202211047
    [13] 景凯, 杨慈荣, 张圳, 臧艺蓓, 刘霞.  黄芪甲苷衍生物治疗慢性心力衰竭小鼠的药效评价及作用机制研究 . 药学实践与服务, 2024, 42(5): 190-197. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202310004
    [14] 王鹏, 陈顺, 赵逸, 高守红, 王志鹏.  卡培他滨致小鼠手足综合征模型的建立及评价 . 药学实践与服务, 2024, 42(9): 385-388, 398. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202308045
    [15] 杨嘉宁, 赵一颖, 肖伟.  七味脂肝方对非酒精性脂肪性肝炎动物模型的药效学评价 . 药学实践与服务, 2024, 42(9): 389-398. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404096
    [16] 王雪莲, 郑斯莉, 李志勇, 罗亨宇, 缪朝玉.  全身过表达人METRNL基因小鼠模型的构建与验证 . 药学实践与服务, 2024, 42(5): 198-202, 222. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202311014
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-03
  • 修回日期:  2020-03-09
  • 网络出版日期:  2020-04-23
  • 刊出日期:  2020-03-01

小鼠心梗模型的建立与早期心电图评价

doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.202001011
    基金项目:  国家自然科学基金重点项目(81730098);海军军医大学高等级成果培植计划(2018-CGPZ-A03)
    作者简介:

    胡文君,硕士研究生,Email:huwenjun19941012@163.com

    通讯作者: 缪朝玉,教授,博士生导师,研究方向:药效学、心脑血管药理学,Email:cymiao@smmu.edu.cn
  • 中图分类号: R965.1

摘要:   目的  构建并优化小鼠心肌梗死模型,联合使用冠脉结扎术后即刻和术后4 h的两次肢体导联心电图对心梗发生情况进行早期评价。  方法  C57BL/6J雄性小鼠29只,异氟烷吸入麻醉后,经左侧第3/4肋间进入胸腔,结扎冠状动脉左前降支建立模型,施行术后即刻和术后4 h肢体导联心电图评价心梗发生情况。术后24 h打开胸腔观察梗死情况,留取心脏标本进行TTC染色确定梗死区域并计算梗死面积。  结果  小鼠行冠状动脉结扎术,术中死亡率为6.8%(2/29),术后早期(<4 h)死亡率为10.3%(3/29),24 h存活率为82.8%(24/29);术后24 h TTC染色明确梗死发生,则心梗模型建立,造模成功率为79.3%(23/29),平均梗死区域大小(梗死心肌重量/全心室重量)为(28±6)%;成功建立模型的小鼠在术后4 h心电图可见明显ST-T改变,提示心梗已发生。  结论  成功建立小鼠心肌梗死模型,且联合使用术后即刻和术后4 h两次心电图可以作为小鼠心肌梗死模型快速无创的评价方法。

English Abstract

张强, 李静, 刘越, 储晓琴. 基于网络药理学与分子对接技术研究制痂酊治疗Ⅱ度烧伤的作用机制[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202307014
引用本文: 胡文君, 王品, 郑斯莉, 汪东昇, 缪朝玉. 小鼠心梗模型的建立与早期心电图评价[J]. 药学实践与服务, 2020, 38(2): 115-119. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.202001011
ZHANG Qiang, LI Jing, LIU Yue, CHU Xiaoqin. Study on the mechanism of Medicoscab tincture in treating second-degree burns based on network pharmacology and molecular docking technology[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202307014
Citation: HU Wenjun, WANG Pin, ZHENG Sili, WANG Dongsheng, MIAO Chaoyu. Establishment of mouse myocardial infarction model and early electrocardio- gram assessment[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2020, 38(2): 115-119. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.202001011
  • 心肌梗死是一种严重的心血管疾病,由于冠状动脉血供急剧减少或中断,使心肌持续性缺血缺氧以致坏死,损害心功能且可能导致心律失常、休克以及心力衰竭等严重后果,已成为威胁人类生命健康的重大疾病之一[1-2]。近几十年来,随着医疗技术的进步,再灌注心肌治疗可显著改善心梗患者的生存率,但由于心梗发生发展及转归过程极其复杂,使其在临床治疗中仍然面临许多挑战[3],因此构建合适的动物模型对探究人心肌梗死的发病机制和病理过程、评价药物疗效以及探索新的治疗方法至关重要。通过结扎冠状动脉模拟心肌缺血过程来建立心肌梗死的动物模型是目前广泛应用的较为成熟的方法[4-5]。以往更倾向于选择较大动物构建模型,随着基因工程技术的发展,基因工程小鼠成为炙手可热的研究工具,因此建立简便有效的小鼠心梗模型对心肌梗死疾病的深入研究有重要意义。但目前国内关于小鼠心梗模型构建方法的报道较少,缺乏一种比较便捷的模型制作方法和无创评价手段。本文基于Gao等[6]报道的心梗模型构建方法结合实际操作总结了一些经验。

    • SPF级C57BL/6J 10~12周龄雄性小鼠,共29只,体重为(29.65±5.35)g,购于海西普尔-必凯实验动物有限公司。实验动物均饲养在具有IVC系统的动物房[人工照明12 h;温度(23±2)℃;相对湿度40%~60%;噪音≤60 dB],自由饮食进水,在正式实验之前需适应饲养环境至少1周。动物实验方案与操作均遵守动物福利及“3R”原则。

    • 异氟烷(河北一品制药);4%水合氯醛、2%TTC染液(批号:E110BA0007、AC29BA0025,BBI Life Science);0.9%NaCl溶液;4%多聚甲醛组织固定液(批号:154608,博光生物)。气体麻醉机(上海曼普生物科技有限公司);恒温垫;彩色扫描仪(BenQ,K802);MPA血压与心率分析系统(上海奥尔科特生物科技有限公司);显微外科手术器械。缝线(3-0,用于肌肉、皮肤缝合)、缝针;带线缝针(7-0,用于结扎冠状动脉)。

    • 所有手术器械使用前均高温蒸汽灭菌30 min。实验小鼠术前禁食12 h。按照麻醉机说明书连接好管路。将小鼠放进麻醉机的诱导箱,开启氧气调节气流量(0.25 MPa,1 L/min),调整麻醉药(异氟烷)浓度为5%,约1 min完成小鼠诱导麻醉,之后调整麻醉药浓度至2%,连接小鼠面罩并持续吸入。

    • 小鼠仰卧位固定,左胸前手术区域剔除鼠毛并消毒。距胸骨左缘约1~2 mm皮肤处做长约1 cm纵向切口,切口处行垂直外翻褥式缝合预留缝线。逐层钝性分离胸壁肌肉,从第3或第4肋间隙快速进入胸腔,用止血钳撑开肋间隙,配合心脏跳动左手轻轻挤压使心脏从孔隙中弹出。在左心耳下缘1~2 mm、肺动脉圆锥旁0.5 mm处以7-0带线缝合针穿过冠状动脉前降支将其结扎,松紧适宜,控制进针深度(以隐约可见细针为宜)和行针宽度(2 mm左右)。由于不借助通气装置,要求开胸时间不要超过30 s,结扎操作尽量控制在10 s左右完成。结扎完成后轻柔地将心脏送回胸腔,挤压胸腔排出空气同时收紧结扎切口处预留缝线,完成手术。术中逐步调整麻药浓度至零,取下面罩后将小鼠置于恒温垫上约3~5 min即可复苏。

    • 小鼠异氟烷吸入麻醉后,仰卧固定,按照仪器说明连接MPA系统心脏导联线,并将针电极分别固定在右上肢、左上肢,右下肢接地,避免周围磁场干扰。待基线平稳后,记录4~5个心动周期。实验中我们主要使用II导联观察心脏前下壁心梗发生的情况,与冠状动脉左前降支所供给的心肌区域相吻合。心电图导联的选择可以根据实验需求进行调整。

    • 术后24 h对模型小鼠施行安乐死(4%水合氯醛,300 mg/kg),打开胸腔,肉眼观察心梗部位,并拍照记录。留取心脏标本置于生理盐水中,冲洗除去多余的血液,用滤纸吸干液体后修剪,仅保留全心室称重,记为M1(mg)。全心室心脏标本置于–20 ℃冷冻约30 min后,将心脏切成厚度为1 mm左右的薄片若干,经常规TTC染色后[7],进行扫描拍照。剪下白色梗死区域用滤纸吸干后称重,记为M2(mg),梗死区大小计算以百分比表示,即梗死大小(%)=(M2/M1)×100%。

    • 数据均采用平均值±标准差($ {\rm{\bar X}} $±s)表示。

    • 小鼠心梗模型总体成功率为79.3%(23/29)。其中,冠脉结扎术中死亡率为6.8%(2/29),1只由于穿刺过深导致心脏破裂出血,1只由于胸腔暴露时间过长导致气胸。术后早期(<4 h)死亡率为10.3%(3/29);2只解剖后发现胸腔内有大量积血,1只疑为发生不可逆转的致死型心律失常。此外,1只造模失败未发生心梗,术后24 h TTC染色未见明显梗死区,且术后即刻和术后4 h心电图均无ST段改变(表1)。

      表 1  小鼠心梗模型失败原因分析及解决方法

      失败时段比例(%)原因分析只数解决方法
      术中死亡 6.8术中心脏破裂致死1控制穿刺深度和宽度
      术中气胸致死1穿刺结扎迅速,快速闭合胸腔
      术后死亡10.3术后胸腔出血致死2保证视野开阔,用纱布保护胸壁及肺,避免刺破大血管和肺脏
      术后致死型心律失常致死1结扎动作迅速轻柔,减少对心脏的刺激
      其他 3.4术后未发生心梗1(造模失败)
    • 造模小鼠均施行术后即刻和术后4 h两次心电图检查,发现经24 h TTC染色后证实有心肌梗死发生的23只造模成功的小鼠中,两次心电图中均呈现出明显的ST段抬高以及变异T波(图1A),而造模失败的小鼠心电图则没有明显异常(图1B)。

      图  1  小鼠术前、术后即刻和术后4 h心电图

    • 术后24 h打开小鼠胸腔,肉眼可见左心室前下壁靠近心尖处呈灰白色(图2A)。取心脏标本经常规TTC染色后,可观察到梗死区域呈白色,而非梗死区域呈红色(图2B)。根据前文提到心梗区大小的计算方法,本实验中,心梗模型梗死区大小最大可达40%,几乎累及整个左心室;最小为17%,主要集中在心尖部位;梗死区平均大小为(28±6)%(见表2)。

      图  2  心梗小鼠心脏标本及TTC染色

      表 2  23只小鼠心肌梗死区大小情况

      项目体重/g全心室重量(M1)/mg梗死心肌重量(M2)/mg梗死大小(M2/M1)/(%)
      总计($ {\rm{\bar X}} $±s)29.65±5.3576±1321.91±7.0628±6
    • 建立疾病的实验动物模型常常是研究工作至关重要的一步,需要考虑多方面的因素,使疾病本身特征和研究目的与所建立的动物模型达到尽可能地一致。首先,实验动物的选择要考虑各实验室以及实验者自身的条件。就心梗模型而言,大动物(猪、犬、兔等)因其心脏在形态大小、解剖结构以及生理条件上与人类更为相似,构建模型成功率相对较高,通常用于病理生理过程以及药物治疗疗效等研究。小动物生命力弱、手术耐受性差,导致模型建立具有一定难度,但由于其能够建立相关基因工程动物形成较为一致的品系,对于深入研究心肌梗死病理及治疗相关机制有重要意义。目前心梗治疗研究不断深入,基于心肌细胞不可再生的特性,移植治疗、干细胞治疗、基因治疗等多种治疗手段及相关机制研究成为心梗治疗方案的新方向[8-10],建立一种稳定性强、成功率高的小鼠心梗模型是非常必要的。因此,笔者结合小鼠自身特点,在以往大动物模型的基础上,比较成功地建立了小鼠的心梗模型。

      目前建立心肌梗死动物模型的方法有多种,包括:冠脉结扎法、药物法、球囊堵闭法、栓塞法以及血栓形成法等。其中药物法主要使用垂体后叶素等诱发血管痉挛促使心肌缺血梗死,但此法很难明确发生梗塞的动脉且效果具有不确定性;后三种方法可直接形成冠脉闭塞,但需要借助心导管技术和冠脉造影等影像学技术,且小鼠细小的冠状动脉给操作增加了难度[11]。而冠状动脉结扎法[12]操作简单、血管阻塞明确,比较符合心梗发生的病理过程,能较好的实现临床转化,因此本实验主要采用此法建立小鼠心梗模型。实验过程中,采用5%异氟烷诱导后联合2%异氟烷面罩持续吸入麻醉的方法,不同于传统的腹腔麻醉联合气管插管通气的方法[13],避免了气管插管和机械通气可能产生的组织损伤,同时也提高了麻醉的安全性和手术效率。但是,此法要求实验者在短时间内完成冠脉结扎术,尽快完成冠脉结扎并闭合胸壁,降低长时间暴露胸腔可能导致心律失常、气胸等致死风险。术中需要密切关注小鼠状况以便及时调整麻药浓度,从而促进小鼠的术后复苏。除了安全有效的麻醉方法之外,冠脉结扎位置的选择至关重要,由于小鼠血管细小,侧枝循环丰富且走行不易观察,因此要求实验者操作精确,既要保证能够引起足够面积的心肌梗死,又要避免梗死面积过大而导致死亡,尽量在同一高度结扎形成较为一致的模型;此外,小鼠心室壁较薄,操作者需要严格控制穿刺深度,避免穿刺过深直接刺破室壁造成大出血。

      心梗模型的评价方法可根据实验动物的生存状态分为活体检测和尸检。前者主要包括冠状动脉造影荧光微粒注射、MRI、PET和超声心动图等[14-15],这些方法可以获得冠脉血供状况从而间接评估心肌梗死,但设备要求高、价格昂贵,检测操作复杂;后者则主要是染料染色法包括TTC、依文思蓝、Masson三色法等,可以获得心肌梗死的直接结果。心电图通常是临床心肌梗死病人首选的实验室检查。然而,在动物心梗模型的评价中,人们往往忽视这一最为简便快捷方法的应用。在本实验的模型构建中,笔者采用术后即刻和术后4 h心电图检查两个指标来评估小鼠心梗情况。首先,在术后立刻对模型鼠施行心电图检查有助于帮助我们判断冠脉结扎的初期效果,以及发现潜在的心律异常改变。其次,考虑到心肌梗死特异性标志物之一——肌钙蛋白(cTn),一般在心肌坏死后3~4 h开始升高[16],我们又选择术后4 h的心电图检查,再次对模型小鼠心梗发生情况进行判断,同时,排除由于手术对心脏刺激可能造成的假阳性结果,并利用术后24 h TTC病理染色来验证心电图评估心梗发生的准确情况。最终,发现心电图评价心梗发生的准确性较高,且具有操作简便、结果获取迅速、不受场地时间限制、经济成本低等特点,故而在模型制备结果的评价中较其他活体检测方法有明显优势。

      本研究成功构建了小鼠心肌梗死模型并利用TTC染色法明确区域。同时观察到,心梗模型小鼠早期心电图呈现出明显ST段抬高可以作为心梗发生的可靠依据,即心电图可以作为小鼠心梗模型早期快速无创评价的可靠方法。因此,本实验建立的关于小鼠心肌梗死模型的高效制作方法和无创评价手段为确切研究心梗病理生理及治疗机制提供了良好选择。

参考文献 (16)

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