2020年6月3日
本方案描述了一种基于低氧暴露并联合注射血管内皮生长因子(VEGF)受体拮抗剂来诱导小鼠肺动脉高压(PH)的方法。动物在启动方案后3周内发展出肺动脉高压及右心室(RV)肥厚。本文还介绍了该模型的功能学和形态计量学特征表征。
该方案可用于诱导肺动脉高压并进行右心室功能测定。Sugen 缺氧模型易于实施,可在诱导后两到三周内重现肺动脉高压的一些典型特征。利用该模型,我们能够识别参与疾病发展的新通路。
我们可以鉴定新的靶点并测试其治疗潜力。在开始诱导程序之前,将氮气罐固定在低氧舱附近,并将氧气控制器设定在10%氧气的水平。接下来,将新配制的SU5416溶液装入一支1毫升注射器中,注射器需配备25号针头,然后手动固定第一只待注射的动物。
捏住皮肤,形成与脊柱平行的帐篷状褶皱,同时务必紧紧抓住头部后方,以防止小鼠咬伤。将针头沿侧腹部皮肤褶皱处以平行于皮肤的方向皮下插入,并注入注射器内 100 微升的内容物。10 秒后,拔出针头并将动物放回笼中。
所有动物完成注射后,将小鼠放入通风的低氧箱中。进行低氧暴露时,需确认低氧箱配备有氧气传感器以监测氧气浓度,并且每三天仅可打开箱体不超过20分钟,用于清洁以及补充食物和水。每天检查动物是否有应激表现,并在连续三周内每周重复注射一次 SU5416。
在开始压力测量程序之前,准备好Y型管连接器,并使用手动模式检查呼吸机的功能。将吸气压设置为低于1厘米水柱,以避免气压伤,并将呼吸频率设置为每分钟110次。剪裁一根20号血管内导管以制作气管插管,并打开压力容积控制单元。
启动数据采集软件,将压力容积导管置于盛有 PBS 的 15 毫升离心管中,并将离心管放入 37 摄氏度的水浴锅内。随后根据制造商的说明书对导管进行校准。将小鼠放置于加热垫上,并插入直肠探头以监测体温。
接着,确认麻醉小鼠对脚趾夹捏无反应,并剃除颈部和胸部区域的毛发。用手术胶带固定小鼠的四肢,在颈中部皮肤做一处1厘米长的切口。使用棉签轻轻分离腮腺和颌下腺,以暴露气管下方的肌肉组织。
仔细剪开肌肉以充分暴露气管,并用剪刀在气管软骨环之间做一小切口。插入预先准备好的气管插管,移除血管内导管的金属导丝。然后将导管连接至呼吸机,并通过手动轻柔地充气肺部来确认气管插管的位置。
用胶带固定位置。进行右心室压力测量时,在剑突和上腹部上方做一厘米长的皮肤切口,从剑突远端的中线开始,小心地向两侧横向分离胸壁和腹壁的皮肤。打开腹腔后,仔细剪开膈肌,注意不要损伤跳动的心脏或肺组织。
使用棉签轻轻去除心包膜。将压力导管移近小鼠,并用带有针头的棉签在右心室非典型的远端部位刺出一个小孔。小心地将针头替换为压力导管,将压力导管平行于右心室方向插入,导管尖端朝向肺动脉。
观察压力波形以确保导管位置正确。待压力信号稳定后,暂停呼吸,并至少获取三次测量值。当所有测量值记录完毕后,小心地将导管放回水浴中盛有磷酸盐缓冲液(PBS)的离心管内。
此处展示了具有代表性的压力曲线,以及观察期结束时右心室压力的定量分析结果。经低氧联合SU5416处理后,重塑的肺动脉组织学分析显示,其中膜壁厚度较常氧动物增加。采用麦芽凝集素(Wheat germ agglutinin)染色评估心肌细胞肥大,结果表明,低氧联合SU5416暴露可导致心肌细胞尺寸显著增大,并引发右心室肥厚。
此外,通过测量富尔顿指数对右心室肥厚进行形态计量学评估,证实低氧动物的右心室肥厚程度增加。进行功能测量时需注意避免出血,因为出血可能对研究结果产生负面影响。本方案也可用于诱导大鼠肺动脉高压,仅需进行轻微修改即可。
值得注意的是,在大鼠中仅需一次 Sugen 注射就足以诱导肺动脉高压。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
本方案描述了通过低氧暴露和血管内皮生长因子(VEGF)受体拮抗剂注射在小鼠中诱导肺动脉高压(PH)的方法。该模型可在三周内实现对PH及右心室肥厚的功能性和形态计量学特征分析。
缺氧/SU5416小鼠模型为研究肺动脉高压中的血管重塑和右心室功能障碍提供了一种快速且经济高效的体系,可用于早期靶点验证和机制性风险评估。该模型适用于野生型和基因修饰小鼠,可在三周内实现信号通路解析和治疗假设的验证。通过提供可量化的血流动力学和组织学读数,该模型在发现生物学与临床前评价之间架起桥梁,为项目筛选和基于风险调整的决策提供依据。
该模型适用于从发现到临床前研究的连续过程,可在先导化合物优化之前支持早期靶点识别、检测验证及机制性风险消除。