肺動脈高壓(Pulmonary hypertension,PH)是以小肺動脈的血管增生和重構為主要特征的一種疾 病。小肺動脈的血管增生和重構導致肺血管阻力進行性增加,最終引起右心衰竭和死亡。
目前診斷肺動脈高壓的標準為:海平面、靜息狀態下,右心導管測定平均肺動脈壓>25 mmHg,或運 動狀態下平均肺動脈壓>30 mmHg。對于PH,除了上述標準外,尚需滿足肺毛細血管嵌頓壓或左心室舒張 末壓≤15 mmHg,肺血管阻力>3 Wood單位。如無右心導管檢查資料,一般認為,多普勒超聲檢查提示肺 動脈收縮壓>40 mmHg(相當于多普勒超聲檢查三尖瓣血流反流速率>310 m/s)也可初步診斷為PH。根據靜 息狀態下的平均肺動脈壓水平可分為輕度PH(26~35 mmHg)、中度PH(36~45 mmHg)和重度PH (>45 mmHg)。
模型組大鼠(右)相對于對照組小鼠肺部動脈血管HE染色對比
實驗動物選擇:
研究肺動脈高壓所用的實驗動物有大鼠、犬、綿羊、牛、豬等。
造模方法:
目前常用模型制作方法為慢性低氧(chronically hypoxic)法、野百合堿 (Monocrotaline,MCT)注射、分 流手術(surgical shunt)等方法,近年報道有新生內膜產生的重度肺動脈高壓模型。
野百合堿注射法:
野百合堿造肺動脈高壓常采用雄性Wistar大鼠。原理是野百合堿的毒性損害肺動脈致肺動脈高壓,野 百合堿是雙咯類生物堿,在肝臟內經P450單氧化酶轉化后,經由血液循環到達肺臟,可引起肺動脈血管不 可逆性的損傷。
肺動脈血管內皮細胞被認為是野百合堿的靶細胞,內皮細胞損傷在肺動脈血管重建過程中起著關鍵作 用。野百合堿誘導的大鼠肺動脈高壓過程中,炎癥反應在其發病機制中扮演重要角色,是一種很接近結締 組織相關肺動脈高壓發病機制的動物模型。應用該模型對結締組織相關肺動脈高壓的發病機制以及藥物干 預進行研究,是比較合理的選擇。
野百合堿造肺動脈高壓模型,常使用兩種濃度的野百合堿溶液。將MCT結晶用乙醇和生理鹽水(多為 2∶8)混合液配成1%~2%溶液,大鼠按50~60 mg/kg,一次性腹腔或皮下注射,一般在給藥后2~3周, 即可形成PH,發生肺動脈重構。
將MCT先溶于1 mol/L濃鹽酸,加1 ml的去離子水,然后用1 mol/L的氫氧hua鈉調pH至7.4,最后加5 ml去離子水。MCT組大鼠一次性腹腔注射MCT(60 mg/kg),3周后成功復制肺動脈高壓模型。
有報道認為雌激素能抑制MCT的作用,雌性鼠對MCT較不敏感,且雌激素血濃度有周期性變化,將會 影響病理模型的穩定。此外野百合堿導致肺動脈各級血管內皮細胞廣泛、不可逆的損傷,不利于進行干預 效果的研究。
該法操作簡單、難度小、試劑易獲得、花費較低,一般給藥后3~4周模型即可成功,且可在較短時間 內進行大量動物的造模操作。單純用該法復制的肺動脈高壓模型不能形成肺小動脈新生內膜。
手術分流術:
實驗動物選擇牛、豬、羊、兔、大鼠等動物。
動脈與肺動脈間的分流
大中動脈壓力要高于肺動脈的壓力,在動脈與肺動脈間建立分流,可以有效的使體循環的血液向肺循 環內分流,使得肺循環血液增多,達到左向右分流的目的。多數是利用豬、羊和狗等大動物,采用左鎖骨 下動脈與左肺動脈、左肺動脈分支與降主動脈行端側吻合或者左鎖骨下動脈與左下葉肺動脈行端端吻合或 者在主動脈與肺動脈之間放置移植物行側側吻合。
對4~12周齡的豬手術行胸主動脈與肺動脈主干吻合術,術后經過1~3個月發現4周齡豬有更加嚴重的肺動脈高壓,認為該模型能夠模擬先天性心臟病的左向右分流導致的肺動脈高壓。
本類模型對先天性心臟病的左向右分流的模擬較好,目與肺動脈高壓的病理生理情況相似。但此類模型手術血管間吻合術技術性高,難度大,創傷大,死亡率較高,目實驗動物體型要求較大,成本較高
動靜脈之間的分流
動靜脈之間壓力差較大,在動靜脈之間建立吻合,動脈血分流入靜脈,致使回流入右心血液增加,右 心射入肺動脈的血液增加,最終形成高動力型肺動脈高壓。常采用手術對大鼠施行腹主動脈-下腔靜脈分 流,造成體循環之間的分流,可造成PH模型。
將兔麻醉后,采用頸部正中切口,顯露右側頸外靜脈,在頸外靜脈第一個屬支下方結扎其遠端。游離 右側頸總動脈,近心端用小血管夾阻斷血流,在頸內、外動脈分叉處下方約0.5 cm處結扎并斜行切斷頸總 動脈。用小血管夾阻斷頸外靜脈近心端,于頸外靜脈內側適當位置做一約2 mm切口,使用7-0 Prolene線 行頸動。
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