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异丙肾上腺素诱导慢性心衰模型

慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF,简称心衰)是由多种因素影响心脏结构和功能,引起心室充盈和(或)射血功能受损,进展至终末期的临床危急重症。 心力衰竭是由于心肌梗死、心肌病、血流动力学负荷过重、炎症等任何原因引起的心肌损伤,造成心肌结构和功能的变化,最后导致心室泵血或充盈功能低下。慢性心力衰竭则是指这种心力衰竭状态持续存在,其病因多样,冠心病、高血压和老年性退行性心瓣膜病是老年心衰患者的主要病因;而风湿性心瓣膜病、扩张型心肌病、急性重症心肌炎等则是年轻心衰患者的主要原因。异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)制备心衰动物模型的报道相对较多,但ISO制备心衰模型尚无明确且较稳定的实验方案,并且缺乏客观的评价标准。 有研究通过选取3种常用的制备方法进行研究,以存活率、成模率以及心力衰竭状态为依据,寻找安全有效的CHF模型制备方法,为后续慢性CHF的相关研究提供可靠的模型基础[1]。
1、实验动物:C57BL/6小鼠,雄性,8-9周龄,体重20~24g,SPF级。
2、实验分组
小鼠适应性喂养1周后,随机分成正常组(ZC组) 共6只,实验A组(MA组)、实验B组(MB 组)、实验C组(MC组),使用耳标钳进行耳号标记。分别采取皮下和腹腔的方式,注射量0.1 mL/20g,实验组注射不同浓度ISO诱导小鼠心力衰竭模型,ZC组注射等体积的生理盐水。
(1)ZC组:生理盐水,皮下和腹腔注射30d
(2)MA组:第1天10mg/kg、第2天5mg/kg、第3~30天2.5mg/(kg·d),皮下注射30d
(3)MB组:第1天20mg/kg、第2天10mg/kg、第3~14天5mg/(kg·d),皮下注射14d
(4)MC组:恒定7.5mg/(kg·d),腹腔注射28d
3、模型检测
(1)超声心动图比较:注射结束后第2天,做心脏超声检测小鼠心功能指数。

(2) 彩超心功能结果

(3)病理学检测:完成心功能检测后,分离心脏, HE染色和Masson染色

4、模型特点
(1)与ZC组相比,各实验组 LVIDs、LVIDd 出现明显增厚,提示心室腔扩大。 MC 组较MA、MB 组增厚更显著,心衰程度更重(图 1)。
(2)与ZC组相比, 各实验组的EF、FS、LVEDV、LVESV、SV、LVIDs 和LVIDd 数值都出现不同程度改变,差异具有显著性。与MA组相比,MB 组的 LVIDd 明显增厚,MC组的LVIDs 明显增厚、心脏射血分数EF值大幅下降,差异具有显著性 (表 1)。
(3)经HE染色,发现 ZC 组心肌细胞分布均匀、肌纤维结构形态清晰、排列有序、细胞外基质较少、蓝染的细胞核密度适中;MA 组和 MC 组心肌细胞体积明显增大、肥厚,肌纤维形态不规则,部分断裂,排列紊乱,伴有明显局部胶原纤维增生。而 MB 组心肌纤维化程度较轻,细胞外基质有胶原沉积而不明显,少量细胞核略增大(图 3)。
(4)经 Masson 染色后,心肌纤维和胶原纤维分别呈红色和蓝色。 ZC 组心肌纤维排列整齐,仅见少量蓝色胶原纤维分布。 与 ZC 组相比,各实验组均有不同程度的心肌细胞减少,肌纤维排列紊乱,甚至断裂、融合呈波浪状,并出现大量蓝色胶原纤维增生(图 4) 。
5、结论
在第30天注射结束后,各实验组虽都能有效诱导慢性心力衰竭,但发现 7.5mg/kg浓度MC组的造模情况最稳定,更适合后续开展中医药相关的心衰研究。ISO 制备小鼠慢性心衰模型以恒定 7.5mg/(kg·d),连续腹腔注射 28d 为最佳方案。
参考文献:
[1]谈宇权,张君宇,杨梦,等.异丙肾上腺素诱导慢性心衰模型不同方案的比较[J].中国实验动物学报, 2024, 32(2):161-167.DOI:10.3969/j.issn.1005-4847.2024.02.003.