在医学研究中，心肌梗死模型是一种重要工具，能够帮助科学家深入理解心肌梗塞的病理生理机制和治疗方法的发展。通过模拟心肌梗塞的发生过程，研究人员可以更精确地探索疾病的发病机制、评估治疗效果，进而推动临床实践的进步。
本文将从心肌梗死的疾病背景出发，详细探讨其发病机制，综述近年来在动物模型方面的研究进展，重点介绍小鼠心肌梗死模型的手术步骤及操作要点，并对模型的表型评价方法进行详细分析，旨在为相关研究提供参考。

心肌梗死疾病背景

心肌梗死（myocardial infarction，MI）是冠状动脉血管堵塞导致心肌缺血缺氧的一种心血管疾病，可导致心律失常、心力衰竭、致死等严重后果，严重威胁人类生命健康。根据流行病学调查显示，急性心肌梗死（AMI）的发病率各地报道不一，我国AMI的发病年龄有年轻化的趋势，农村发病率高于城市发病率，死亡率呈整体上升趋势。

发病原因

血栓形成

①　动脉粥样硬化和炎症

②　斑块破裂

③　斑块侵蚀

④　钙化结节

图中：心肌梗死/图片素材来自：scientificanimations

非动脉粥样硬化引起的心肌梗死

①　冠状动脉栓塞

②　全身性低血压

③　需氧量增加

④　自发性冠状动脉夹层

⑤　冠状动脉痉挛

塔卡亚萨动脉炎和巨细胞动脉炎也可引起心肌梗死

模型研究进展

1、模型动物：大鼠、兔、犬、小鼠、小型猪、猫、猴等都可用于制作心肌梗死模型，其中大鼠和小鼠因来源保证、价格低廉、操作简单等特点应用广泛。

实验研究中心肌梗死的造模方法主要有以下几种：

心肌梗死动物模型特点比较

小鼠心脏解剖

小鼠心肌梗死详细手术步骤

小鼠冠状动脉结扎法制备心肌梗死模型

1、动物：C57小鼠，SPF级，雄性，8 - 10W，24 - 27g。

2、试剂：三溴乙醇、伊文思蓝、2,3,5 - 氯化三苯基四氮唑、0.9%氯化钠注射液。

3、仪器设备：手术显微镜、呼吸机、呼吸管路、体温反馈加热板。

4、操作步骤：

① 麻醉和术前准备：小鼠适应性喂养一周后用于实验，按500mg/kg腹腔注射三溴乙醇溶液麻醉，前颈部和左胸部备皮，进行气管插管。呼吸频率100次/min，通气量初始10ml/min，逐步增加至25ml/min，以控制自主呼吸，气道压力15cmH2O,  PEEP,1cmH2O。

② 开胸：小鼠采用右侧卧位，固定好四肢，对手术区皮肤进行消毒清洁，剪开皮肤，逐层分离筋膜、肌肉等组织，暴露第3、4肋间，打开胸腔充分暴露心脏，撕开心包，充分暴露左冠状动脉前降支（LAD）或所在区域。

③ 结扎LAD：显微镜下找到LAD走向或可能所在位置，持针器持取7 - 0带针缝合线，以左心耳下缘为标志，平行于左心耳下缘2mm处进针，缝线穿过LAD后结扎以完全阻断LAD血流，结扎后观察左室前壁变化，无出血后用6 - 0缝线逐层缝合关闭胸腔，抽取1 - 2ml气体恢复胸腔负压，最后缝合皮肤。

手术过程-冠脉结扎：

手术过程-关胸：

实验观察及护理

术后密切关注小鼠状态，待小鼠自然苏醒后将其从呼吸机上取下并取下气管插管，放入干净的饲养笼，密切关注小鼠术后状态，饮食饮水情况以及死亡情况并做好相应记录。

影响模型成功的关键因素

1.气管插管时要清理气道口的粘液异物，防止呼吸道阻塞。

3.选择合适的结扎位置：结扎位置过高，易导致室颤而死亡，而结扎位置过低不能形成确切的心梗。结扎的深浅也很重要，结扎太深易穿透心肌组织，造成出血死亡；太浅有可能只穿透心脏表层，而未结扎冠状动脉前降支，只对心肌造成损伤。一般的进针深度（0.5 - 1）mm即可。

4.结扎时动物要快，准，时间太长会影响心脏的射血，增加发生心律失常的机会。

5.结扎完后要及时排气，可以有效避免术后呼吸困难，提高成活率。

心肌梗死模型表型评价

术后生存率观察

术后每天定时观察小鼠的存活状况，发现死亡小鼠及时记录并解剖死亡原因，持续观察28天，将记录的结果制作生存曲线。术后小鼠的生存率大概在50%左右，一般在术后一周内发生死亡，一周后的存活率比较稳定。

小鼠术后存活率

心电图检测

本实验结扎前心电图呈正常表现，阻断LAD后即刻出现S - T段持续性抬高，R波振幅降低，T波高耸，说明造模成功。

血清心肌酶谱、肌红蛋白和肌钙蛋白含量测定

分别于术前、术后6h静脉采血，测定谷草转氨酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）、磷酸肌酸激酶（CK）、肌钙蛋白、肌红蛋白。结果显示，结扎后6h血清心肌酶谱改变，血清心肌酶谱AST、LDH、CK与术前自身对照均有明显升高（P < 0.01），肌红蛋白和肌钙蛋白呈阳性。

超声心动图检查

分别于术前，术后1w行二维及M型超声心动图检查，评价小鼠左室功能，检测舒张末期左室内径（LVDd）、收缩末期左室内径（LVDs）、左室后壁舒张末期厚度（PWTd）、左室后壁收缩末期厚度（PWTs）、左室前壁舒张末期厚度（AWTd）、左室前壁收缩末期厚度（AWTs）、射血分数（EF%）、左室缩短率 （FS%）。

①与假手术组相比，模型组心室壁波形不规则，心室搏动减弱，EF%和FS%显著降低，说明造模成功。

②模型组舒张末期左室内径（LVDd）、收缩末期左室内径（LVDs）明显升高。

③左室前壁舒张末期厚度（AWTd）、左室前壁收缩末期厚度（AWTs）明显下降。左室后壁舒张末期厚度（PWTd）、左室后壁收缩末期厚度（PWTs）有一定程度的升高。 

急性心梗后，小鼠的左心室壁厚度会增厚，发挥代偿性和保护功能，但最终会失代偿，左心室壁厚度会变薄。

病理学检测

标本经脱水、包埋、切片后经HE、Masson、Tunel、TTC+Evens Blue等染色，检测心脏不同区域组织细胞结构变化。

①HE染色

可见MI组心肌组织呈区域性变性坏死，梗死面积随时间而增加，病变区肌纤维排列紊乱，肌丝断裂溶解，横纹不清，细胞核固缩，有核周空泡形成。肌纤维间有纤维素渗出，纤维母细胞形成和出芽毛细血管，炎症细胞浸润。

②Masson染色

可见MI组的左心室腔明显增大，心室壁变薄，纤维化面积增加。

③Tunel 检测

可见MI组小鼠心肌细胞术后3d，1w和4w可见明显的明显的细胞凋亡，凋亡小体数量增多，心肌梗死严重。

④TTC+Evens Blue染色

可见MI组的梗死面积占左室的30%左右。

心脏压力容积检测

1、重点关注指标

①室内压最大上升速率和最大下降速率（dP/dtmax和-dP/dtmin）

②每搏输出量(SV)

③压力容积环包围的面积是每搏功(SW)

④射血分数(EF)

⑤收缩末期倒电容(Ees)

②左心室压力容积检测：

③检测结果：

可见MI组容积变大，前负荷增加，射血分数降，低每博输出量降低；压力容积环面积下降，每博功减少；等容收缩期压力下降，心肌收缩力减弱；室内压最大上升速率降低；射血末期压力下降，ESPVR下降。

主营项目

1. 动物实验

动物饲养、疾病造模、行为学检测、心功能、无创血压、血常规、全自动生化检测等

2. 细胞实验

CCK8/MTT、原代细胞分离、流式细胞实验、细胞划痕、侵袭、迁移、EDU染色、转染、稳定株

3. 分子生物学

PCR检测、荧光定量PCR、绝对定量PCR、端粒酶长度、pull down、双荧光素酶、SSR、SNP检测等

4. 蛋白实验

WB、Co-IP、酵母双杂

5. 病理实验

HE染色、免疫组学、电镜

6. 生理生化实验

肝肾功能、抗氧化、免疫反应等生理免疫指标;动植物营养指标、微量元素、重金属、酶活等。

7. 多组学实验

基因组、转录调控、蛋白组、代谢组、微生物多样性、宏基因组、生信分析

8. 整体课题实验

方案设计、整体实验交付、标书写作、论文润色、协助投稿

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康旭禾生物提供包括动物实验、细胞实验、分子实验、病理实验、流式检测实验及论文翻译、润色、投稿辅助等相关的各项服务。

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