2017年11月8日
将聚氨酯导管插入主动脉管腔并结扎缝合主动脉,可因外膜滋养血管灌注不足而引起慢性缺氧。本文介绍了一种新型的腹主动脉瘤(AAA)动物模型,其特征与人类腹主动脉瘤相似。
本实验的总体目标是通过诱导大鼠主动脉组织缺氧,引发腹主动脉瘤(AAA)的形成,并导致主动脉进行性扩张。该方法有助于回答腹主动脉瘤研究领域中关于其发生与发展机制以及破裂机制的关键问题。该技术的主要优势在于,大鼠模型所呈现的形态学和病理学特征与人类腹主动脉瘤的特征相似。
我们最初是在研究人类腹主动脉瘤(AAA)的另一种可能性时提出了这一方法。由于缺氧诱导手术仅通过文字描述难以掌握,因此对该方法进行可视化演示至关重要。本次手术操作将由我实验室的前任博士后、血管外科医生矢田达朗(Tatsuro Yata)和工吾博菜(Hirona Kugo)进行示范。
通过夹捏足趾确认达到适当镇静水平后,使用电动剃须刀剃除300至400毫克大鼠的腹部毛发,随后依次用酒精和聚维酮碘溶液对暴露的皮肤进行消毒。将大鼠仰卧位置于手术台上,并在动物眼睛上涂抹眼膏。接着,使用剪刀做腹部正中切口,用无菌纱布和伤口牵开器将腹腔内容物保持在腹腔内。
使用镊子轻轻提起并撕开腹膜后组织,以分离主动脉与其周围血管组织,暴露主动脉壁。随后,在腹膜后间隙内,从左肾静脉至主动脉分叉处,剥离腹主动脉下方的血管周围组织。使用5-0丝线缝合结扎自腹主动脉分出的血管,以阻断血流,结扎位置应远离主动脉主干,避免造成主动脉管腔狭窄。
为阻断主动脉血流,将血管夹放置在肾动脉下方和主动脉分叉上方。类似于在主动脉壁表面制造点状出血,从靠近肾动脉分支的主动脉夹远端5 mm处插入显微剪刀,切开主动脉前壁,然后使用24号留置针通过切口浅插入一根聚氨酯导管。将装有1 mL水的注射器连接至聚氨酯导管,并冲洗主动脉内残留的血液。
接下来,将一根新的聚氨酯导管剪成10 mm长,并将其完全插入主动脉管腔的切口内。调整导管的中点位置,使其与切口位置对齐,使用8-0单股缝线以间断缝合法关闭切口。用5-0丝线和聚氨酯导管在腹主动脉处打外科结进行结扎。
当导管固定稳妥后,移除腹主动脉分叉处及肾动脉下方的血管夹,以恢复顺行血流,并确认存在明显的腹主动脉搏动。移除纱布后,使用4-0聚丙烯缝线将腹部切口严密地分两层缝合,以防止器官突出。随后,对腹部切口局部应用利多卡因,并将大鼠置于加热垫上,在监测下直至完全恢复。
术后通过超声心动图观察扩张主动脉的时间进程变化,根据标准操作规程,测量腹主动脉从内侧壁至外侧壁的最大直径。术后28天,使用手术刀通过新的腹部正中切口打开腹腔,并使用剪刀取下动脉瘤。将取出的主动脉置于10%中性缓冲福尔马林溶液中固定24至48小时。
按照标准方案将主动脉包埋于石蜡中并获取主动脉组织切片后,将固定的石蜡切片在蒸馏水中水化10分钟,随后用Verhoeff苏木精染色液孵育。Verhoeff苏木精染色液与van Gieson溶液实验可用于识别锈蚀和腐蚀现象。因此,这些组织染色剂的新鲜程度和孵育时间对于归档和选择性染色至关重要。
25分钟后,用蒸馏水冲洗切片,每次1分钟,共洗三次,随后在分化液中浸洗10至30次。再次用蒸馏水冲洗切片三次,将样本置于5%硫代硫酸钠溶液中1分钟。再经一次蒸馏水洗涤后,将样本浸入范吉森(van Gieson)染液中5分钟。
接下来,将组织依次浸入递增浓度的乙醇中进行30秒脱水,随后用二甲苯孵育两次,每次5分钟,以进行透明处理。然后使用共振封片介质覆盖切片,并加盖适当大小的盖玻片。在这些图像中,展示了导管插入术后28天的典型腹主动脉瘤。
通过经腹超声检查测量主动脉的上下端,可发现导管置入后即刻直径正常且无扩张,约在置入后14天达到最大尺寸,并在实验期结束前保持不变或略有增加。第28天动脉瘤的组织病理学分析显示,与第0天相比,弹性纤维出现明显降解。一旦掌握该技术,若操作得当,可在约一小时内完成。
完成此操作后,可进一步采用体外分析等其他方法,以回答有关个体序列功能的更多问题。该技术建立后,为腹主动脉瘤领域的研究人员探索特定患者人群中的疾病机制铺平了道路。观看本视频后,您应能够充分理解如何在大鼠中诱导主动脉组织缺氧,从而启动腹主动脉瘤并伴随进行性主动脉扩张。
请注意,使用外科器械操作可能具有极高危险性,在进行本实验步骤时,务必采取预防措施,避免受伤和感染。
本文介绍了一种用于研究大鼠腹主动脉瘤(AAA)的新型动物模型,该模型可模拟人类AAA的特征。通过插入聚氨酯导管并进行缝合结扎,诱导慢性缺氧和主动脉扩张,从而建立该模型。
该啮齿类动物模型通过复制主动脉壁类似人类的缺氧损伤,填补了主动脉瘤(AAA)临床前研究中的关键空白,从而能够对血管病变的机制进行去风险化分析。该模型通过提供具有进行性主动脉扩张和弹性纤维降解的疾病相关体系,支持靶点验证和表型筛选。其应用价值在于提高针对缺氧驱动的动脉瘤形成的治疗干预措施的预测可靠性。
该模型适用于从靶点验证到先导化合物筛选,再到临床前药效测试的整个发现流程,尤其适用于调节缺氧或稳定基质的药物。