当前位置:首页 > 技术资源 > 科研干货

小鼠心肌梗死模型造模指南|高死亡率 / 梗死面积不均全优化

时间:2026-10-15 阅读:125
头2.gif

小鼠冠状动脉永久结扎模型通过持续阻断左冠状动脉前降支(LAD)血流,造成左心室缺血、心肌坏死,并逐渐出现心室扩张、纤维化和心功能下降,常用于心肌梗死后炎症、心室重构及心力衰竭研究。

这个模型最难控制的是LAD结扎位置和围术期操作。结扎位置向近端偏几毫米,梗死面积和死亡率都可能明显增加;位置偏远又容易形成小梗死,后期心衰表型不明显。永久结扎位置通常位于左心房下方约1~2 mm,能够形成较稳定的大面积梗死。

1.png



一、实验前准备


常用C57BL/6等小鼠建立永久性心肌梗死模型,同批实验统一品系、性别、周龄和体重范围。提前准备小动物麻醉机、气管插管、呼吸机、手术显微镜、保温装置、ECG监测设备、显微手术器械及7-0或8-0缝线。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。



二、完整造模流程


Step 1:麻醉与气管插管

麻醉达到手术深度后将小鼠仰卧固定(右侧卧位为佳),牵出舌体,在直视或辅助照明下完成气管插管,并连接小动物呼吸机。插管成功后胸廓应随通气规律起伏;如果腹部明显膨隆,应排查导管误入食管。

机械通气参数根据体重和设备调整,可采用潮气量约8mL/kg、频率约100次/min、PEEP 2 cmH₂O作为起始条件,再结合胸廓起伏和动物状态调整。


Step 2:开胸暴露心脏

左侧胸部备皮消毒,在左侧第3~4肋间附近进入胸腔,轻柔分离胸肌并打开肋间隙,暴露心脏。操作时避免损伤肺组织、胸廓内血管和心肌,必要时轻柔打开或分离心包,使左心耳和左心室前壁充分显露。


Step 3:定位LAD

LAD通常走行于左心耳下方、左心室前壁。永久结扎常选择左心耳下缘约1~2 mm作为参考位置。结扎点过高容易造成大面积梗死和围术期死亡,过低则容易形成小梗死或组内差异增大。


Step 4:穿线并完成结扎

使用7-0或8-0细线从LAD下方穿过,避免进针过深损伤心室腔或撕裂心肌。缓慢收紧缝线并打结,力度以完全阻断目标血流、同时避免切割心肌组织为准。

结扎成功后,缝线远端左心室前壁通常会迅速变白、运动减弱或消失;配合ECG可看到ST段抬高。肉眼颜色变化和ECG变化可以共同用于术中确认缺血是否建立。

Sham组完成相同开胸和穿线操作,但不收紧LAD缝线。


Step 5:关闭胸腔

确认无活动性出血后撤除牵开器,逐层关闭肋间和胸壁。关胸前排出胸腔残余空气,恢复负压,避免术后气胸造成呼吸困难。随后关闭皮肤切口。


Step 6:复苏与术后护理

关闭异氟烷后继续机械通气,待自主呼吸规律恢复后再拔除气管导管。术后持续保温,观察呼吸、活动、切口和疼痛状态,并按照伦理方案给予围术期镇痛。完全恢复自主活动后再返回常规饲养。



三、核心问题深度拆解与优化方案


3.1 手术死亡率高

气管插管或通气异常

成因:误插食管、导管脱出、通气参数不合适或开胸后未持续机械通气。

优化:插管后先确认胸廓规律起伏,再开始开胸;术中持续检查导管位置和呼吸状态。


出血和肺损伤

成因:开胸过深、器械损伤肺组织或穿线时刺入心室。

优化:显微镜下完成开胸和穿线,减少盲目夹持;出现局部出血时先压迫止血,再继续操作。


气胸和复苏失败

成因:关胸后胸腔残余空气未排出,负压恢复不充分。

优化:关闭胸壁前排出残余气体,待自主呼吸稳定后再停止机械通气。


永久LAD结扎后3~7 d还可能发生心脏破裂、急性心衰或心律失常,这类死亡应与24 h内的手术技术性死亡分开记录。


3.2 梗死面积差异大

结扎位置不一致

成因:不同动物LAD走行存在差异,单纯凭固定距离穿线容易产生偏差。

优化:以左心耳和LAD实际走行为共同定位依据,固定操作者和穿线区域,并通过心肌变白、运动消失及ECG变化确认结扎效果。


结扎过松或漏扎

成因:缝线未完全阻断LAD,造成残余灌注。

优化:打结后立即观察远端心肌颜色和运动。没有明显缺血改变时重新检查结扎位置,不直接将动物纳入正式分析。


非再灌注MI模型中,建议在术后1~3 d测量急性梗死面积;普通野生型对照动物常以梗死面积≥左心室30%作为稳定大梗死模型的参考纳入标准。


3.3 后期心衰表型不稳定

梗死面积是后期左心室扩张和心功能下降的重要基础,小面积梗死很难形成稳定的心衰表型。此外,动物品系、性别、年龄、麻醉条件、体温和造模时间也会增加组间波动。

同一实验固定动物条件、结扎区域和检测时间。研究心室重构时,可在术后2~4周结合超声、Masson染色及心脏重量等指标评价,不用单一EF下降判断模型程度。



四、TTC染色与梗死面积评价


TTC适合评价急性心肌坏死。取心脏后沿心尖至心底方向横切成约1 mm厚的连续切片,将切片置于1%~2% TTC溶液中37℃避光孵育约15~20 min。存活心肌呈红色,坏死区呈苍白或白色。

永久结扎模型可对每张切片两面拍照,通过ImageJ测量梗死区和左心室面积,并按各切片面积或重量进行汇总,计算:

梗死面积(%)=梗死区面积 / 左心室总面积 ×100%

如果研究的是缺血再灌注模型,则还需要进一步区分area at risk(AAR),不能直接套用永久结扎模型的计算方法。

2.png



五、超声心功能评价


超声心动图可动态评价MI后的左心室功能和重构,常检测LVEF、FS、LVIDd、LVIDs、室壁厚度及局部室壁运动。急性期可用于确认明显室壁运动异常,术后2~4周更适合观察左室扩张和慢性心功能下降。

不同组检测时保持麻醉方式、麻醉深度、体温、心率范围、探头切面和分析方法一致。

3.png



六、总结


冠脉永久结扎模型出现死亡率高时,优先检查气管插管、肺损伤、出血和胸腔负压恢复;出现梗死面积差异大时,重点检查LAD定位和结扎是否完全;后期心衰表型不稳定时,再结合急性梗死面积、动物条件和检测时间排查。

关于晶莱


专注生物医药医学研发一站式服务平台.jpg

晶莱生物创立于2016年,拥有北京(北京晶莱华科生物技术有限公司)及长沙(湖南晶莱生物技术有限公司)两个研发机构,是专注于生物医药临床前研发与基础医学科研服务的国家高新技术企业及专精特新企业。依托北京、长沙两地的3000余平实验平台,晶莱构建了8个研究平台,可为客户提供包括临床前CRO、类器官模型构建、动物寄养、动物模型构建、细胞型构建、药效及各类表型、机制、通路等全方位的研究服务。


截至目前,晶莱生物已与国内超过1000家生物医药公司、高校及医院建立了紧密的合作关系,成功实施了10000余项研究/研发项目,积累了超过100000+客户。




尾图2.jpg