冠脉永久结扎诱导的小鼠急性心肌梗死模型：详细方案与注意事项
摘要：
本研究详细描述了通过永久性左冠状动脉前降支（LAD）结扎建立小鼠急性心肌梗死（AMI）模型的标准操作流程。该模型可模拟临床AMI后的心肌缺血坏死、炎症反应及心室重构等关键病理过程，是心血管疾病研究的经典工具。
一、引言
急性心肌梗死（AMI）是冠状动脉急性闭塞导致的心肌缺血性坏死。通过手术永久结扎小鼠左冠状动脉前降支（LAD），能高度模拟临床AMI的核心病理特征，包括：
- 心肌细胞急性坏死
- 炎症细胞浸润
- 胶原沉积与瘢痕形成
- 心室扩张与收缩功能障碍
该模型适用于心肌保护药物评估、再生机制研究和心力衰竭病理探索。
二、材料与方法
1. 实验动物
- 物种品系： 雄性C57BL/6J小鼠（8-10周龄，体重22-25g）
- 饲养条件： SPF级环境，12h昼夜循环，自由摄水及标准饲料
- 伦理规范： 所有操作须经动物伦理委员会批准（依据国际实验动物护理指南）
2. 主要试剂与仪器
- 麻醉： 异氟烷（诱导4%，维持1.5-2%）、镇痛药（丁丙诺啡，0.1mg/kg）
- 手术器械： 显微镊、虹膜剪、7-0/8-0聚丙烯缝线、加热垫、小动物呼吸机
- 术后监测： 小动物心电图机、超声心动图仪
- 组织分析： 磷酸盐缓冲液（PBS）、4%多聚甲醛、氯化三苯基四氮唑（TTC）、苏木精-伊红（HE）染液、Masson三色染液
3. 手术操作流程（无菌条件下）
| 步骤 | 操作要点 | 关键参数 |
|---|---|---|
| 麻醉诱导 | 异氟烷吸入麻醉（氧气载气） | 诱导浓度4%，维持1.5-2% |
| 气管插管 | 聚乙烯导管（22G）连接小动物呼吸机 | 潮气量200-250μl，呼吸频率120次/分 |
| 胸部切口 | 左胸第4肋间切口（长约1cm） | 避免损伤胸膜 |
| 心包切开 | 显微镊轻提心包，暴露左心室前壁 | 保持湿润（生理盐水纱布） |
| LAD定位 | 左心耳下缘1-2mm处，可见淡红色动脉 | 肺动脉圆锥为解剖标志 |
| 冠状动脉结扎 | 7-0缝线贯穿心肌，深度≤0.5mm | 结扎后左室前壁即刻苍白 |
| 关胸缝合 | 分层缝合肌肉与皮肤切口 | 6-0可吸收缝线 |
| 术后复苏 | 拔管后保温至苏醒 | 持续吸氧，监测呼吸 |
术后护理：
- 镇痛方案：术后即刻及12h皮下注射丁丙诺啡（0.1mg/kg）
- 单独饲养24h避免应激
- 每日检查切口感染及体重变化
三、模型验证与评估
1. 术中即时验证
- 心电图（ECG）： 结扎后ST段弓背抬高＞0.1mV（图1A）
- 心肌颜色变化： LAD支配区（左室前壁）苍白或发绀
2. 术后24小时评估
- 心肌梗死面积： TTC染色量化坏死区（图1B）
数学公式：梗死面积(%) = (梗死区面积/左心室总面积) × 100% - 血清标志物： 心肌肌钙蛋白I（cTnI）显著升高
3. 长期病理变化（术后4周）
- 心脏超声： 左室射血分数（LVEF）下降＞20%，左室舒张末径（LVEDD）增加（图1C）
- 组织学分析：
- HE染色：炎性细胞浸润
- Masson染色：梗死区蓝色胶原沉积（图1D）
四、模型优势与局限性
| 优势 | 局限性 |
|---|---|
| 高度模拟临床AMI病理进程 | 手术死亡率较高（约15-25%） |
| 操作标准化，可重复性强 | 需显微外科技术经验 |
| 适用于药效学及机制研究 | 小鼠品系影响侧支循环（如C57BL/6侧支较少） |
| 终点指标明确（功能/组织学） | 梗死面积存在个体差异 |
五、关键注意事项
- 精确结扎深度： 缝线过深可致心壁穿孔，过浅则结扎不完全
- 严格控温： 术中体温维持37±0.5℃（低温加重心律失常）
- 呼吸机参数优化： 潮气量过大可诱发肺损伤
- 术后镇痛管理： 疼痛应激加剧心肌损伤
- 假手术对照： 仅穿线不结扎冠状动脉
六、结论
永久性LAD结扎是建立小鼠AMI模型的经典方法。精确的手术操作、严格的术后管理及多维度的模型验证（心电图、TTC染色、心超、组织学）是确保实验结果可靠的关键。该模型为心肌缺血损伤机制及治疗策略研究提供了重要平台。
科研声明: 本方案仅用于学术研究，禁止应用于人体或临床治疗。实验动物福利遵循“3R原则”（替代、减少、优化），最大限度减少动物痛苦。