產品中心
Product Center心肌缺血再灌注損傷模型是一種用于模擬人體心臟在經歷缺血(血液供應中斷)后恢復血液供應(再灌注)過程中所發生的組織損傷的實驗模型。這種病理過程通常發生在冠狀動脈突然閉塞后,隨后通過溶栓、介入手術或搭橋手術等方式恢復血流。然而,再灌注后,原本缺血的心肌組織不僅未能立即恢復正常,反而可能遭受更嚴重的損傷,這種現象被稱為心肌缺血再灌注損傷
品牌 | 其他品牌 |
---|
心肌缺血再灌注損傷(Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury, MIRI)模型是研究心血管疾病機制、藥物篩選及治療策略的重要工具。根據實驗需求,模型可分為在體動物模型、離體心臟模型和細胞模型三類。以下從模型構建方法、驗證評估手段、優缺點及最新進展等方面展開論述。
在體動物模型
(1)冠狀動脈結扎法
這是常用的在體模型構建方法,適用于大鼠、小鼠、兔等動物。核心步驟包括:
動物選擇:大鼠(SD或Wistar品系,體重250-350 g)或小鼠(C57BL/6品系,體重20-25 g),常選用雄性以減少激素干擾。
手術操作:
麻醉后開胸暴露心臟,結扎左冠狀動脈前降支(LAD),通過心電圖ST段抬高或T波異常確認缺血成功。
再灌注時松開結扎線,觀察心電圖恢復和心肌顏色變化。
改良技術:
免氣管插管和剪斷肋骨,縮短手術時間(如的大鼠模型成功率80%)。
使用特制線栓控制缺血/再灌注時間,減少二次開胸風險。
(2)微創模型
通過小切口或經皮穿刺結扎LAD,減少手術創傷,適用于長期觀察。
離體心臟模型(Langendorff系統)
構建方法:離體心臟通過主動脈逆行灌注含氧緩沖液,模擬缺血(停灌)和再灌注(復灌)。
優化參數:樹鼩模型中,30分鐘缺血+30分鐘再灌注為優條件,通過檢測乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶MB(CK-MB)和丙二醛(MDA)等指標驗證損傷程度。
優勢:排除神經體液干擾,直接觀察心肌代謝變化。
細胞模型
乳鼠心肌細胞或H9c2細胞:通過缺氧/復氧(如氮氣模擬缺血、氧氣模擬再灌注)或化學誘導(如連二亞硫酸鈉耗氧)構建模型。
關鍵參數:缺血時間5小時可顯著降低細胞活性(CCK-8檢測),LDH釋放和ATP水平變化反映損傷程度。
生理功能檢測
心電圖(ECG) :ST段抬高、T波倒置及心律失常提示缺血成功;再灌注后ST段回落但出現室性早搏等異常。
心臟超聲或磁共振成像(MRI) :評估心室壁運動異常和射血分數變化。
生化指標
心肌酶譜:血清CK-MB、LDH、AST升高直接反映心肌細胞膜損傷。
氧化應激標志物:MDA含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性評估自由基損傷。
形態學與組織學分析
TTC染色:活心肌呈紅色,梗死區蒼白色,定量梗死面積。
Evans Blue/TTC雙染色:區分缺血危險區與梗死區。
病理切片:觀察心肌纖維斷裂、炎性細胞浸潤及壞死。
新型技術
3D定量分析:基于模板匹配自動計算缺血范圍和再灌注效率,靈敏度高于傳統視覺評分。
單細胞RNA測序:揭示缺血再灌注后心肌細胞基因表達譜變化。
模型類型 | 優點 | 局限性 | 適用場景 |
---|---|---|---|
在體動物模型 | 生理環境真實,可模擬全身反應 | 手術難度高,死亡率較高 | 整體病理機制研究、藥效評價 |
離體心臟模型 | 排除神經體液干擾,可控性強 | 缺乏全身循環,存活時間短 | 心肌代謝及離體干預研究 |
細胞模型 | 高通量、低成本,適合分子機制研究 | 無法模擬組織微環境復雜性 | 信號通路解析、藥物初篩 |
機制研究
中性粒細胞浸潤:大鼠模型中,再灌注2小時MPO活性達峰值,提示中性粒細胞介導氧化損傷。
微血管阻塞:通過單細胞測序發現再灌注后微血管內皮細胞凋亡顯著增加。
藥物開發
靶向治療:如抑制BMP3b可減輕心肌細胞凋亡,miRNA調控PBOV1抑制肝細胞癌轉移的類似策略或可借鑒[[資料未直接引用,需結合背景知識]]。
抗氧化劑:通過離體模型驗證褪黑素減少MDA生成的效應。
技術改良
手術標準化:提出改良結扎技術,將小鼠模型成功率提高至90%以上。
人工智能輔助:3D定量方法提升梗死面積評估精度。
研究案例
目的:研究異槲皮素對急性心肌梗死大鼠心肌梗死的保護機制和作用
結論:異槲皮素通過抗炎和抗凋亡因子以及調節TLR4 - NF -κB信號通路來改善急性心肌梗死。
路線:
1. 異槲皮素改善急性心肌梗死大鼠心肌梗死面積通過抑制炎癥、氧化應激和心臟細胞凋亡。
2. 異槲皮素增加急性心肌梗死大鼠內皮型一氧化氮合酶,降低誘導型一氧化氮合酶水平,抑制toll樣受體4核因子(TLR4 – NF)- κB信號通路。
核心文獻
1.Rat models of myocardial infarction. Thromb Haemost. 2006;96(5)
2.Isoquercetin ameliorates myocardial infarction through anti-inflammation and anti-apoptosis factor and regulating TLR4-NF-κB signal pathway. Mol Med Rep. 2018;17(5)