2018年8月20日
血管环张力测定技术用于研究血管平滑肌功能并筛选新药。本文报道了一种详细方案,用于测定小鼠肠系膜动脉的等长收缩力,并用于筛选血管平滑肌新的舒张剂。
多年来,我们实验室一直采用血管环张力测定法(wire myograph method)来测量血管平滑肌的收缩力。我们利用该技术研究平滑肌收缩的机制,并应用此方法探索治疗高血压的新型药物。
该技术的主要优势在于,血管段在安装后至少可存活四小时,并能多次维持由高钾诱导的收缩性。多通道系统为新药的高通量筛选提供了可能。将安乐死小鼠仰面固定,使其腹部朝上,并用70%乙醇润湿腹部。
然后,用剪刀从腹股沟处沿腹侧正中线剪开皮肤,再从第一切口处开始沿每条腿向下做切口。将两侧皮肤向后拉开,随后做类似的切口以打开腹膜。接下来,用剪刀剪断食管、结肠及其他结缔组织,从而将带有供血血管的整个胃肠道完全从体内分离出来。
用 HEPES-Tyrode 液(H-T 溶液)冲洗消化道内的血液后,将分离的肠段转移至包被的培养皿中,在室温下进行肠系膜动脉解剖。顺时针方向展平胃、空肠、回肠和盲肠,并将胃和盲肠分别固定在左侧和右侧。打开体视显微镜的透射光源,用大头针固定肠道以暴露待解剖的肠系膜动脉。
然后用镊子夹住动脉周围的脂肪组织,用解剖剪仔细剪除所有结缔组织,以分离动脉。用镊子夹取多余的动脉,将肠系膜动脉树转移并浸入冰冷的无钙H-T溶液中。在肠系膜弓靠近肠壁一侧的动脉上截取一段1.4毫米长的血管段,并用两把镊子小心地撑开该动脉段的两端。
准备两段长度为2.5厘米的不锈钢丝,并将其放入同一培养皿中。用镊子轻轻夹住动脉的一端,再用另一把镊子依次将两根钢丝小心插入动脉腔内。
确保导线保持平直,且不接触内皮。使用两把镊子同时夹住穿过血管螺纹的两根导线的外侧,小心地将血管从培养皿转移至盛有H-T溶液的肌动描记装置腔室中。旋开腔室的夹头以留出安装空间,然后用两把镊子分别夹住已插入的两根导线中其中一根的两端,将血管置于夹头间隙中。
将夹紧的金属丝两端缠绕在连接千分尺的钳口螺丝上。顺时针旋转固定左侧螺丝,然后用镊子将金属丝拉直。
接下来,顺时针旋转固定右侧螺丝。确保容器始终位于钳口间隙内,但不要触碰钳口,以免造成损坏。使用千分尺闭合两个钳口。
确保两个夹头足够接近但互不接触,且未固定的钢丝位于已固定钢丝的上方。用右手镊子小心地将与力传感器相连夹头角落处未拧紧的钢丝折弯,并顺时针方向缠绕在右侧螺钉上,然后拧紧该螺钉。
重复展开并缠绕金属丝的左侧,并固定左侧螺钉。接着,通过小心旋转千分尺,使两个夹头略微分开,但不要拉伸血管,直至两个夹头之间的间隙恰好能够容纳两根金属丝。然后使用镊子将千分尺侧的金属丝移动至与传感器侧金属丝处于同一水平面。
将血管安装到其他腔室后,连接所有腔室至设备并盖上腔室盖。接通100%氧气供应,插入温度探头,并开始加热至37°C。启动数据记录软件。
按下“开始”按钮以开始记录。从DMT菜单中选择感兴趣的通道,以打开相应通道的DMT归一化窗口。在窗口中输入以下常数值:组织端点a1,0.1;组织端点a2,4;钢丝直径,40。
此时窗口显示计算出的血管长度为 1.40 毫米。读取相应组织浴槽的显微测微尺数值,将该值输入显微测微尺读数框中,然后点击“添加点”按钮。
该数值为X的初始值。经过60秒延迟后,窗口将显示与此千分尺读数相对应的力和有效压力。同时,千分尺读数框变为可操作状态。通过逆时针旋转千分尺,拉伸正在标准化的血管。
将千分尺读数输入千分尺读数框,然后点击“添加点”按钮。再次等待60秒延迟时间。继续拉伸血管并添加千分尺读数,直至窗口显示千分尺X-1的值,该值即为将血管拉伸至其IC-1所需的计算千分尺设定值。
将千分尺设置为 X-one 值。归一化后,将血管在腔室内平衡 15 至 20 分钟。平衡完成后,通过用 5 毫升高钾溶液替换 H-T 溶液,对血管施加高钾溶液刺激,以诱导其收缩 10 分钟。
在新鲜的高钾溶液中再次孵育10分钟后,用五毫升H-T溶液洗涤三到四次。随后,再次加入五毫升高钾溶液刺激血管以诱导收缩。五分钟后,向浴槽中加入0.5微升新莲心碱储备液,使终浓度为1微摩尔新莲心碱,以使血管松弛。
数分钟后,当张力稳定时,加入另外0.5微升去甲莲心碱储备液,使浓度增加至2微摩尔。每次加入1微升储备液,使浓度依次增加至4、6、8和10微摩尔,以生成剂量-反应曲线。在归一化过程中,血管被多次拉伸,直至达到IC-100的数值,每次拉伸循环均包括明显的收缩、快速舒张以及在60秒内的张力维持。
高钾溶液诱导的血管平滑肌收缩通常表现为两个时相:强直相和持续相。本文描述了一种利用多丝肌张力测定系统测量小鼠肠系膜动脉等长收缩力的方法。该方法可用于评估血管平滑肌功能,并筛选平滑肌舒张剂。
该方法与其他方法的主要区别在于制片步骤。此处采用的制片步骤操作简便,且不会损伤组织或装置。按照本方案,还可使用其他刺激剂(如EP和血管紧张素II)刺激平滑肌收缩,以筛选对这些激动剂敏感的新药物。
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采用微血管环张力测定技术来评估血管平滑肌的收缩功能,并用于筛选潜在的治疗药物。该方法可用于研究平滑肌收缩的机制,以及评价治疗高血压的新药。
血管环张力测定技术能够精确测量血管平滑肌的收缩功能,有助于在高血压药物研发中进行靶点验证和机制性风险评估。该方法通过对与疾病相关的鼠肠系膜动脉进行定量、可重复的力值测量,提高了筛选新型血管舒张剂的预测可靠性,并可在药物研发早期阶段评估其治疗潜力。
该方法适用于从靶点验证到先导化合物鉴定的整个发现流程,可在投入临床前研究之前提供收缩力数据,为决策提供依据。