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心肌病大鼠模型构建指南

一、核心建模方法对比

模型类型

常用动物

构建方式

核心特点

适用场景

扩张型心肌病

SD 大鼠(200-250g)

阿霉素(2mg/kg,i.p.,每周 1 次 ×6 周)

① 心肌细胞凋亡 ② LVEF<40% ③ 需 6 周建模

心力衰竭机制研究

肥厚型心肌病

Wistar 大鼠

主动脉缩窄术(缩窄至原直径的 1/3)

① 压力超负荷 ② 室间隔增厚>30% ③ 4 周成模

心肌重构机制研究

限制型心肌病

Sprague-Dawley 大鼠

心肌内注射博来霉素(0.5U/kg)

① 纤维化病变 ② 左室舒张末压>20mmHg ③ 8 周成模

纤维化机制研究

心律失常型心肌病

转基因大鼠

RYR2 基因敲除 + 异丙肾上腺素刺激

① 钙稳态失衡 ② 室性早搏频率>100 次 / 分钟 ③ 10 周成模

电生理机制研究

 

二、实验设计关键要素

1.分组方案(示例)

 

正常对照组:野生型大鼠 + 生理盐水

模型组:单纯造模处理

阳性药组:雷米普利(1mg/kg)

受试药组:低 / 中 / 高剂量(如 5/10/20mg/kg)

 

2. 观测指标体系

(1)功能学评估

 

超声心动图

扩张型:LVEF、LVEDd(左室舒张末内径)

肥厚型:IVS(室间隔厚度)、LVPW(左室后壁厚度)

心电图QT 间期离散度、心律失常频率

血流动力学:左室舒张末压(LVEDP)、dp/dtmax

 

2)病理检测

 

HE 染色:心肌细胞肥大程度(直径>20μm)

Masson 染色:胶原容积分数(CVF)

免疫组化

α-SMA(肌成纤维细胞)

cTnT(心肌损伤标志物)

 

3)分子生物学

 

qPCRBNP、β-MHC 基因表达

Western blotp-STAT3、cleaved caspase-3 蛋白水平

代谢组学:心肌组织能量代谢谱(LC-MS/MS)

 

三、模型构建标准化流程

 

扩张型心肌病(阿霉素模型)

 

给药方案

总剂量 12mg/kg,分 6 次腹腔注射

每周一注射,连续 6 周

 

质量控制

 

3 周开始出现体重下降(>10%)

 

6 周 LVEF<40%,LVEDd>6mm

 

肥厚型心肌病(主动脉缩窄术)

 

手术步骤

 

左颈切口暴露主动脉弓

 

22G 针头与动脉并行结扎,形成 1/3 狭窄

 

术后给予青霉素(2 万 U/kg)

 

模型验证

 

术后 4 周 IVS>1.5mm(正常 0.9-1.1mm)

 

心肌纤维化面积>20%(Masson 染色)

 

  • 心肌病严重程度分级标准

 

模型类型

分级

LVEF%

LVEDd(mm)

纤维化面积 %

适用研究类型

扩张型

轻度

40-50

5-6

10-20

早期干预研究

 

重度

<30

>7

>40

终末期心衰研究

肥厚型

轻度

60-70

IVS 1.2-1.5

10-15

心肌重构机制研究

 

重度

<50

IVS >1.8

>30

猝死机制研究

 

五、前沿技术应用

 

单细胞测序

绘制心肌纤维化微环境细胞图谱(如成纤维细胞亚群)

 

 

光遗传技术

特异性调控心肌细胞钙通道,研究心律失常机制

 

类器官模型

构建 3D 心肌组织,模拟压力超负荷病理过程

 

六、注意事项

 

动物福利

阿霉素注射需控制速度(1mL/min),避免静脉炎

术后提供温生理盐水(5mL,i.p.)补充体液

 

质量控制

主动脉缩窄术需在显微镜下操作(放大 10 倍)

限制型模型注射博来霉素后需按摩注射部位

 

数据标准化

超声心动图测量取 3 个心动周期平均值

Masson 染色 CVF 计算采用 ImageJ 阈值分割法

 

七、经典文献案例

Nature Cardiovascular Research》2024

利用单细胞测序揭示扩张型心肌病中巨噬细胞的促纤维化作用

 

Circulation Research》2025

通过光遗传技术调控 RYR2 通道,逆转心律失常表型

 

结语:心肌病模型选择需结合研究目的(机制 / 治疗 / 转化)及伦理要求。建议优先采用阿霉素模型进行心力衰竭研究,主动脉缩窄术模型用于肥厚机制研究。注意结合多组学技术和类器官模型解析病理机制,同时严格遵循国际实验动物福利标准(如 AAALAC 认证要求)。

 

动物实验服务平台

实验动物代养服务

动物饲养

1.屏障环境饲养 :1)屏障环境饲养-小鼠 2)屏障环境饲养-大鼠 3)屏障环境饲养-豚鼠 4)屏障环境饲养-地鼠 5)屏障环境饲养-兔2.普通环境饲养 1)普通环境饲养-犬 2)普通环境饲养-猪 3)普通环境饲养-猴

3.一站式实验操作服务

1)给药服务(注射给药:静脉、腹腔、皮下、皮内、肌肉。消化道给药:灌胃、自由摄取、十二指肠、直肠。其他部位给药:呼吸道、皮肤、脑内、关节腔内、脊髓腔内、滴眼、生殖器等。"2)脏器、组织取样服务:脏器、腺体、淋巴结、骨及软骨、肌肉、肿瘤组织、脑组织、脂肪组织等。3)体液样本采集:血液(眼睑采血、剪尾采血、心脏采血)、尿液、脑脊液、胆汁、腔液。4)其他实验操作观察、拍照、称重、滴鼻、剪尾、人工肿瘤测量、解剖等。

动物模型构建

心脑血管模型

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