心力衰竭伴射血分数保留（HFpEF）是一种复杂的心脏疾病，占心力衰竭病例的近一半。由于其发病机制多样且尚未完全阐明，当前临床上缺乏有效的治疗方法。因此，建立一种可靠的动物模型来模拟HFpEF的病理特征，特别是纤维化和心肌肥大的发生机制，对研究该疾病的治疗策略具有重要意义。本文从技术角度详细介绍通过主动脉缩窄术（aortic banding）在猫中建立HFpEF模型的具体操作方法。
实验动物的选择
- 物种与年龄：选择健康的2月龄雄性幼猫作为实验对象。雄性动物用于避免性别差异对心脏重塑的影响。
- 体重范围：确保选用的幼猫体重均匀，以避免个体差异影响实验结果。
主动脉缩窄术（Aortic Banding）的实施
主动脉缩窄术是一种通过诱导慢性压力超负荷来模拟HFpEF核心病理特征的经典方法。操作分为以下步骤：
1. 术前准备
- 麻醉：采用吸入麻醉（异氟醚）结合镇痛药（布托啡诺），确保动物在手术期间处于镇静和无痛状态。
- 手术消毒：动物胸部手术区域剃毛并用无菌生理盐水和碘伏彻底清洁。
2. 手术操作
- 小开胸术：在胸骨左侧沿第3-4肋间隙作2-3厘米切口，逐层切开皮肤、肌肉和肋骨以暴露心脏。
- 定位主动脉：找到升主动脉近端，确保操作区域清晰可见并避免损伤旁邻血管。
- 放置缩窄带：
- 使用预制的硅胶缩窄带绕升主动脉一圈。
- 缩窄带需初步固定，但避免完全收紧，以确保压力逐步增加。
- 如果带子过紧，可能引发急性左心室扩张和不可逆的心脏功能损伤；过松则无法产生有效的压力超负荷。
- 关闭手术区域：逐层缝合胸腔并确保无气胸。术后使用抗生素预防感染。
3. 术后护理
- 恢复与监控：将动物置于温暖环境中观察生命体征，直至完全苏醒。
- 疼痛管理：术后连续给药（如布托啡诺）以缓解疼痛。
- 喂养与环境：术后动物与同组动物群居，给予正常饮食，避免剧烈活动。
术后随访与评估
术后动物需持续观察4个月，以监测HFpEF表型的发展。
1. 功能性评估
- 超声心动图（ECHO）：
- 测量参数：射血分数（EF）、左心室舒张末压（LVEDP）和左心房体积（LAVES）。
- 诊断标准：确认射血分数≥50%、LVEDP升高且左心房体积增大。
- 血液生物标志物：
- 每月采集静脉血，测定NT-proBNP水平以反映心脏压力状态。
2. 组织学分析
- 心脏组织取样：
- 动物安乐死后通过开胸术取出心脏，分离左心室、右心室及心房组织。
- 组织立即进行10%福尔马林灌注固定。
- 纤维化评估：
- 通过Masson三色染色，分析左心室、心房及右心室纤维化面积。
- 分层分析纤维化梯度（内膜层 vs. 外膜层）。
- 心肌肥大评估：
- 利用小麦胚凝集素（WGA）标记细胞膜，测量心肌细胞横截面积。
关键技术要点与注意事项
- 缩窄带松紧程度：避免手术后立即产生急性压力超负荷，应确保压力逐步增加以诱导慢性变化。
- 随访时间：至少4个月，以充分诱导HFpEF的病理特征。
- 纤维化与肥大的量化分析：通过图像分析软件对组织切片进行精确定量，确保数据的准确性和重复性。
- 对照组设置：同时设立假手术组（sham组），以排除其他非压力超负荷因素的干扰。
模型的优势与展望
本文描述的猫HFpEF模型能够成功重现HFpEF的关键病理特征，包括左心室舒张功能障碍、纤维化梯度和心肌肥大。这一模型不仅为基础研究提供了可靠的平台，还为筛选新型抗纤维化和抗肥大药物提供了前临床评价体系。未来，结合更多合并症（如肥胖、糖尿病）的复合模型可能进一步拓展这一模型的应用价值。
参考文献：
Characterization of Fibrosis and Hypertrophy in a Feline Model of HFpEF