心肌肥厚预适应小鼠模型的构建改良与无创评价

摘要

目的 肥厚预适应(hypertrophic preconditioning,HP)是新近在小鼠模型上发现的一种抑制心肌肥厚的保护机制.但这一小鼠模型由于反复开胸缩窄/去缩窄主动脉,面临胸腔探查时间长、小鼠死亡率高等问题,制约了对HP进行在体水平的深入研究.我们拟对HP模型构建的关键环节进行改良,并使用超声生物显微镜无创评估心脏负荷程度,以确保模型的稳定高效建立.方法 将雄性C57BL/6J小鼠(10～14周龄)分为肥厚预适应传统操作组(C-HP组,N=40),肥厚预适应改良操作组(O-HP组,N=40,留置长线头埋于胸廓皮下,使用显微镊解开缩窄线结),主动脉缩窄组(TAC组,N=20)及假手术组(Sham组,N=20).各组最后一次术后4周,存活小鼠行超声生物显微镜以及心脏病理切片评估心脏肥大程度.超声检测室壁厚度和心腔内径.超声检查后对小鼠行安乐死取心脏,测量心脏重量/体重比,行病理切片检测心肌细胞横截面积和纤维化程度.结果 在去缩窄和再缩窄过程中,O-HP组较C-HP组明显缩短手术时间,降低围手术期(从实验开始到手术结束6h)死亡率.再缩窄术后4周,O-HP组小鼠存活率为67.5％ (27/40),高于C-HP组小鼠的37.5％(15/40),差别有统计学意义(P=0.007).超声生物显微镜无创性检测主动脉缩窄处血流发现,O-HP组与C-HP组的缩窄处血流峰值在缩窄-去缩窄-再缩窄等关键环节的变化趋势类似,对HP模型进行改良不影响心脏承受的压力负荷水平.与Sham组小鼠对比,主动脉缩窄4周组(TAC 4W组)小鼠心室壁增厚、心功能受损、心肌细胞横截面积增大,纤维化增加,差别有统计学意义(P均＜0.05).主动脉再缩窄4周组(Re-TAC 4W组)小鼠上述肥大反应明显减轻.此外,Re-TAC 4W组小鼠与TAC 4W组小鼠相比,心房利钠肽及B型利钠肽表达减少,细胞外信号调节激酶(ERK1/2)激活程度明显减轻.结论 我们成功构建优化并无创验证了一种心肌HP小鼠模型.该模型明显提高手术时效,降低小鼠死亡率,实现无创追踪心脏压力负荷状态,并初步揭示了ERK1/2可能是HP相关的重要信号因子,为心肌肥厚的早期干预和药物筛选研究提供了高效实用的动物模型.