异丙肾上腺素诱导的慢性心衰小鼠模型

发布时间:2025-07-01 08:01:52 阅读量:1 作者:生物检测中心

以下为关于异丙肾上腺素诱导慢性心衰小鼠模型的完整技术文献(不含任何企业信息):


异丙肾上腺素诱导小鼠慢性心力衰竭模型的建立与评价

一、引言

慢性心力衰竭(CHF)是多种心血管疾病的终末阶段,建立可靠的动物模型对病理机制研究和药物开发至关重要。异丙肾上腺素(Isoproterenol)作为一种非选择性β肾上腺素能受体激动剂,通过持续激动心脏β1受体导致心肌损伤、纤维化及心室重构,可有效模拟人类压力负荷过重型心衰的病理特征。


二、模型建立原理

持续亚致死剂量异丙肾上腺素刺激可引发:

  1. 心肌细胞损伤:钙超载→线粒体功能障碍→细胞凋亡/坏死
  2. 神经内分泌激活:肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)与交感神经系统持续兴奋
  3. 心室重构:胶原沉积→间质纤维化→心室扩张→收缩功能障碍
  4. 能量代谢紊乱:心肌ATP合成减少,脂肪酸氧化异常
 

三、实验材料与方法

(一)实验动物

  • 品系:C57BL/6J小鼠(雄性,8-10周龄,体重22-25g)
  • 饲养条件:SPF级环境,12h光暗周期,自由饮水摄食
 

(二)试剂配制

  1. 异丙肾上腺素溶液
    • 储存液:1 mg/mL(溶于0.1%抗坏血酸生理盐水,-80℃避光保存)
    • 工作液:按需稀释至目标浓度(抗坏血酸防止氧化)
 

(三)造模流程

  1. 预适应:小鼠购入后适应性饲养7天
  2. 给药方案(示例)
    • 低剂量慢性模型:5 mg/kg/d,皮下注射,连续14天
    • 中剂量模型:15 mg/kg/d,连续7天
    • 阶梯递增法:起始5 mg/kg/d,每3天增加5 mg/kg,至25 mg/kg/d维持至28天
  3. 对照组:等体积0.1%抗坏血酸生理盐水
 

四、模型验证指标

(一)心功能检测(小动物超声)

参数 模型组变化趋势 生理意义
LVEF (%) ↓ 30-50% 射血分数显著降低
LVFS (%) ↓ 40-60% 短轴缩短率下降
LVIDd (mm) ↑ 15-30% 左室舒张末期内径扩大
LVPWd (mm) ↓ 或不变 左室后壁变薄

(二)组织病理学

异丙肾上腺素心衰模型病理改变示意图
(注:图示需包含心肌纤维排列紊乱、炎性浸润、蓝色胶原沉积区域)

  1. HE染色:心肌细胞肥大、核固缩、局灶性坏死
  2. Masson染色:胶原容积分数(CVF)> 15%(对照组<5%)
  3. WGA染色:心肌细胞横截面积增大 > 300 μm²
 

(三)分子标志物

  • 血浆:BNP↑(>2倍)、ANP↑、cTnI↑
  • 心肌组织:TGF-β1↑、Collagen I/III↑、MMP-9↑
 

五、模型优缺点分析

✅ 优势

  1. 操作简便,无需外科手术
  2. 高度模拟神经激素激活机制
  3. 可调控剂量实现不同程度心衰
 

⚠️ 局限性与改进

问题 解决方案
急性损伤主导早期阶段 采用阶梯递增给药法
个体反应差异大 扩大样本量,超声筛选
右心室受累较少 联合肺动脉狭窄术

六、应用场景

  1. 心肌纤维化机制研究(TGF-β/Smad信号通路)
  2. 心衰治疗药物评价(如ARNI、SGLT2抑制剂)
  3. 能量代谢调控研究(AMPK/PGC-1α通路)
 

七、注意事项

  1. 剂量依赖性:>30 mg/kg/d可致急性心梗样改变,<5 mg/kg/d可能无法诱发心衰
  2. 监测要求:给药期间每日记录体重、呼吸频率及死亡率
  3. 尸检规范:心脏称重前需生理盐水灌洗,计算心重/体重比(HW/BW)
 

关键数据参考范围:成功模型HW/BW ≥ 5.5 mg/g,LVEF ≤ 45%,CVF ≥ 10%


参考文献(模拟格式):
Rona G. Catecholamine cardiotoxicity. J Mol Cell Cardiol. 1985.
Teerlink JR et al. Chronic isoproterenol administration. Cardiovasc Res. 1994.


本模型通过可控性心肌损伤实现向心衰的病理演进,为研究心室重构提供了可重复性平台。建议结合血流动力学及压力-容积环分析(PV-loop)进行深度验证。