无辅助呼吸大鼠心肌梗死模型的制备*

西安交通大学医学院第一附属医院心内科·教育部环境与疾病相关基因重点实验室(西安 710061)

韩 克 刘 昱 李 涛△ 马爱群 董安平 吴格如 席羽涛

·论著·基础研究·

无辅助呼吸大鼠心肌梗死模型的制备*

西安交通大学医学院第一附属医院心内科·教育部环境与疾病相关基因重点实验室(西安 710061)

韩 克 刘 昱 李 涛△马爱群 董安平 吴格如 席羽涛

目的： 建立简单、有效的大鼠心肌梗死模型，不用气管插管和呼吸机，直接开胸，在直视下结扎冠状动脉，制备大鼠心肌梗死模型。方法：不用气管插管和呼吸机，经胸骨左缘切口开胸，保持胸膜腔完整，缝扎左室支。术后6周，做病理检查，明确梗死存在并测量梗死面积。结果：大鼠围手术期死亡率23.1%,与假手术组相比，6周后冠脉结扎组左室增大，左室收缩舒张功能受损，病理检查示心肌梗死存在，梗死面积平均为26.6%，两组大鼠心肌梗死面积有显著性差异(P<0.05)。结论：本法成功建立了大鼠心肌梗死模型，具有简便、实用、成功率高之特点；大鼠可作为有关心肌梗死临床研究模型所用合适动物。

直接缝扎冠状动脉前降支或旋支是制备心肌梗死动物模型的常用方法。基于不同的实验条件和目的，研究者选用不同的动物如：猪、狗、兔、鼠等。由于狗心脏预成的侧枝循环较多，会影响心肌梗死后某些干预结果的评估；鼠心脏与人相似，是理想的实验动物，因此，可作为有关心肌梗死临床研究模型所用适合动物[1]。但以往大鼠心梗模型的制备需要使用呼吸机且死亡率较高，由于很多单位无动物呼吸机等设备，致使许多地方无法制备大鼠心梗模型。本实验在既往心肌梗死动物模型的基础上加以改进，不使用动物呼吸机，直接开胸结扎大鼠冠状动脉制备心梗模型。从而建立了一种简单、有效和实用的制作大鼠急性心肌梗死模型的方法，并降低了心梗大鼠模型的死亡率。

材料与方法

1 实验动物及模型制作 将成年健康雄性SD (Sprague-Daw ley) 大鼠(体重250～300g)20只随机分为冠脉结扎组(MI)14只和假手术组(6只)，采用乙醚麻醉后，腹腔注射利多卡因(1mg/kg)，以预防冠状动脉结扎后突发室颤死亡。本研究不用气管插管和呼吸机，保持大鼠于自然呼吸状态，仰卧位固定于手术台，剪除胸前区毛，碘氟消毒，沿胸骨左缘切口，观察心尖搏动部位，于心尖搏动最明显的肋间钝性分离肋间肌，暴露心脏，用棉签轻轻将心脏向右上抬起，即可充分显露左冠状动脉前降支，于左心耳下约1mm处用6-0缝线缝扎左冠状动脉。左心室前壁及心尖部颜色变暗，搏动减弱，表明左冠状动脉前降支完全结扎，然逐层关胸。腹腔推注10万U青霉素。假手术组左冠状动脉前降支下心肌缝线，但不结扎，其余同冠脉结扎组。整个手术过程约3～5min。术后6周心电图检查示冠脉结扎组相关导联均存在病理性Q波，而假手术则无；超声心动图观察手术组心脏明显增大，室壁运动幅度减低，假手术组无上述改变，证明模型成功。

2 心动超声检查 术后6周，将大鼠在清醒状态下仰卧固定于自制的检查板上，暴露胸部，静卧5min后开始用心动超声检查，用M型超声心动图方法记录左心室收缩和舒张期运动曲线，分别测量左室收缩末期内径(LVSD)和舒张末期内径(LVDD)及RR间期。

3 梗死面积测量 测完左心室压力数据后，经导管内注射肝素1000 U及30mmol/L氯化钾使心脏停于舒张期，开胸取出心脏，生理盐水冲洗，修剪后将心脏横切成6个厚片，取出与超声切面心脏短轴乳头肌水平相对应的厚片，浸入37oC氯化三苯四氮唑(TTC)液中20min染色，参照文献[2]测量环向心肌的总面积(TA)及TTC染色显示坏死的面积(A)。

4 统计学处理 所有数据均以均数±标准差表示，两组间均数比较采用t检验。相关性采用相关分析的方法检验，以P<0.05为有显著性差异，P<0.01为有极显著性差异。

结 果

1 大鼠存活率 除麻醉死亡1只外，其余13只大鼠均进行冠脉结扎，围手术期死亡3只(术后1h、12h、24h时各死亡1只)，死亡率为23.1%。观察过程中3只大鼠又分别在第4、9天死亡，尸检除左室前侧壁梗死外见心包、胸腹腔积液，心脏扩大明显。提示大鼠死于急慢性心力衰竭。仅8只 (61.5%)存活至实验终点。6例假手术组大鼠均存活。冠脉结扎组和假手术组平均观察43 ± 5d。

2 心动超声检查结果 见附表和图1。冠脉结扎组左心室扩大，前侧壁变薄，运动减弱且僵硬，心包腔积液(箭头所示)。心梗组较对照组左室舒张末内径和收缩末内径分别增加53.4%，83.8%(P<0.01)。

附表 冠脉结扎组和假手术组大鼠心动超声测量参数±s)

注：与对照组比较，*P<0.05, **P<0.01

图1 左室短轴舒张期成像及M超心动图 A，B为假手术组；C，D为冠脉结扎组

3 梗死面积及其相关性 见图2。心脏大体观察示：假手术组无心肌梗死；心肌梗死组左冠状动脉前降支结扎部位以下，见沿前降支走行左室心肌呈灰白色，条形分布，形状不规则, 梗死灶主要在左室前侧壁及心尖部, 且均为透壁性坏死。 乳头肌水平梗死面积平均为36.7%(28.8%～49.3%)，心肌梗死面积与左室内径相关(LVDD,r=0.957,P<0.01; LVSD,r=0.887,P<0.05)。

图2 正常大鼠HE染色切片(A)与心梗大鼠HE染色切片(B)对照

讨 论

心肌梗死动物模型的制作方法较多，大致分为两类：一是开胸法，如：冠脉结扎法、冠脉夹闭法、微量直流电刺激法、化学灼烧法等；二是闭胸法，通过注射药物如异丙基肾上腺素、阿霉素等使心肌细胞坏死。而开胸结扎冠状动脉较为直观，接近急性心梗的生理状况，且结扎后梗死部位恒定，个体差异小，模型有较强的代表性和说服力，是急性心梗模型的经典制作方法。本实验结扎大鼠冠脉左室支后，经血流动力学及心动超声检查显示：大鼠心功能下降，且病理检查证实心肌梗死存在，提示成功建立了大鼠心肌梗死模型。

传统心梗动物模型制作的缺点：①需进行气管插管和应用呼吸机，操作繁琐，且对手术技能、实验条件要求较高；②在造模时打开了胸膜腔，影响呼吸及血流动力学；③显露将要缝扎的左室支，需将心尖抬起或将心脏牵出胸腔外；④手术时间较长，术后恢复慢；⑤对插管技术要求较高，较难掌握；⑥气管插管对动物有不同程度的损伤，不利于恢复。魏峰等报道：传统心梗动物模型制作围手术期大鼠死亡率极高，尤其是小动物可高达50%[3～6]。无辅助呼吸大鼠心肌梗死模型制备具有的优点：①无须气管插管，保持大鼠的自然呼吸，避免了气管插管时对呼吸道的损伤。②心脏于原位，即可充分显露左冠状动脉前降支，加之结扎前腹腔注射利多卡因，减少了室颤的发生；③手术时间短，整个实验过程仅需要2～3min；④对实验条件要求不高，避免了气管插管对动物的损伤。

总之，无辅助呼吸大鼠心肌梗死模型制备法操作简单，手术时间短，并发症少，大鼠围术期死亡率低，整体上提高了大鼠的成活率。

[1] Leor J,Tuvia S,Gueta V,etal.Intracoronary injection of in situ forming alginate hydrogel reverses left ventricular remodeling after myocardial infarction in swine[J] .J Am Coll Cardiol,2009,54(11):1014- 1023.

[2] 成官迅， 张雪林，刘伊丽. 急性心肌梗死后危险区与梗死区的识别[J]. 中国医学影像技术，2002，18(11)：1098-1099.

[3] 魏 峰，张 静，韩 克，等. 非人工通气下大鼠急性心肌梗死模型的建立[J] . 西安交通大学学报(医学版)，2010，31(6)：699- 702.

[4] Peukert D,Laule M,Kaufels N,etal. Aminimally invasive method for induction of myocardial infarction in a animal model using tungstem spirals[J] . Int J Cardiovasc Imaging,2009,25(5):259-535.

[5] 董安平,韩 克，马爱群.兔心肌梗死模型的建立及心功能的超声评价[J]. 中国医学影像技术，2003 ，19(8)：964-966.

[6] 张润峰,王继生.建立大鼠心肌梗死模型的若干问题探讨[J]. 山西医科大学学报， 2004 ，35 (1)：13-15.

(收稿：2015-01-20)

To develop a rat model of myocardial infarction without assistant ventilated

Department of Cardiology,The First Affiliated Hospital of Medical College,Xi’an Jiaotong University(Xi’an710061)

Han Ke Liu Yu Li Tao et al

Objective: To develop a new model of myocardial infarction The rat was not intubated and not ventilated using a animal ventilator. Methods: The rat was not intubated and not ventilated using a animal ventilator. A thoracotomy was performed along left sternum with pleura cavity integrity. The major ventricular branch of the left coronary artery was ligated 1-2mm under the left atria. Sham-operated rats served as controls. Results: Perioperative mortality of rats with myocardial infarction was 23.1%. Six weeks after , echocardiography suggests that the coronary ligation groups had significantly more dilated left ventricles with lower EF、FS than the control group(P<0.05). The infarcted area in the coronary ligation animals was nearly always transmural , the total infarct area ranged from 19 to 38% and there were significant correlations between infarct size and left ventricular impairment as assessed by ejection fraction, left ventricular dimension (P<0.05).Conclusion: We constituted a simple, rapid, and effective method of producing myocardial infarction in rat;rat can be used as a appropriate myocardial infarction model in clinical reaserch.

Myocardial infarction/pathology Myocardial infarction/therapy Model,animals Rats @Without assistant ventilated

*陕西省科技攻关项目(2012K15-01-01)

心肌梗塞/病理学 心肌梗塞/治疗 模型，动物 大鼠 @无辅助呼吸

R542.22

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2015.05.001

△西安市中心医院心内科