急性心肌梗死模型构建服务简介

1. 模型模拟疾病介绍

急性心肌梗死（Acute Myocardial Infarction, AMI）是冠状动脉急性闭塞导致心肌持续性缺血缺氧的危重症，以心肌细胞不可逆坏死为特征[1]。其核心发病机制为动脉粥样硬化斑块破裂引发血小板聚集及血栓形成，最终造成冠状动脉血流中断[2]。全球每年约1700万人死于心血管疾病，其中AMI占40%以上，高危人群包括高血压、糖尿病及吸烟者，典型临床表现为胸骨后压榨性疼痛、心电图ST段抬高及心肌酶谱（如肌钙蛋白I）异常升高[3]。

既往研究证实，心肌缺血再灌注损伤（Ischemia-Reperfusion Injury, IRI）是AMI后心室重构的关键驱动因素，涉及氧化应激爆发（如ROS过量产生）、线粒体功能障碍及炎症级联反应（如NLRP3炎症小体激活）[4]。通过结扎冠状动脉左前降支（LAD）构建的啮齿类/大动物AMI模型，已广泛应用于模拟人类心肌梗死后的病理生理过程，该类模型对研究再灌注治疗策略（如PCI模拟[5]）、心肌保护剂（如SGLT-2抑制剂[6]）及干细胞疗法（如间充质干细胞旁分泌效应[7]）的机制验证具有重要价值。

相关疾病: 缺血性心肌病(Ischemic Cardiomyopathy);慢性心力衰竭(Chronic Heart Failure, CHF); 心肌缺血-再灌注损伤(Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury, IRI); 糖尿病性心肌病(Diabetic Cardiomyopathy); 肥胖相关心功能不全(Obesity-Related Cardiac Dysfunction); 心肌炎(Myocarditis); 脓毒症诱发的心肌抑制(Sepsis-Induced Cardiomyopathy)

2. 模型概述

l 普通浏览介绍：

如耀生物采用冠状动脉结扎术（LAD Ligation）与缺血-再灌注（I/R）手术两大核心技术，精准构建急性心肌梗死（AMI）动物模型，高度模拟人类心肌缺血坏死及后续心室重构的病理过程。该模型可广泛应用于心血管药物筛选（如抗凝剂、心肌保护剂）、再生医学研究（如干细胞治疗）及医疗器械评估（如心脏支架植入效果验证），为心血管疾病研究提供高转化价值的实验平台。

l 专业模型介绍：

如耀生物采用冠状动脉左前降支结扎术（LAD Ligation）和缺血-再灌注（Ischemia-Reperfusion, I/R）手术两大核心技术，精准构建急性心肌梗死动物模型，为研究心肌缺血损伤、心室重构及治疗干预提供高度可靠的实验平台。该模型通过开胸手术或微创介入方式**性结扎LAD（C57BL/6小鼠/SD大鼠，结扎时长≥30min），诱导心肌缺血性坏死，成模率达85-95%；或采用可逆性结扎（缺血30-45min后松解，再灌注24h-4周）模拟临床PCI治疗后的再灌注损伤，成功率>90%。

该模型精准复现了人类AMI的核心病理特征：心电图（ECG）显示ST段抬高（>0.1mV）及病理性Q波形成；心脏超声证实左室射血分数（LVEF）下降（<40%）和室壁运动异常；组织学检测（TTC染色）显示梗死面积占比20-40%，HE染色可见心肌细胞坏死、炎性浸润及纤维化；分子水平检测证实心肌损伤标志物（cTnI、CK-MB）显著升高，炎症因子（IL-6、TNF-α）及纤维化标志物（TGF-β、Collagen III）表达上调。此外，模型可稳定模拟AMI后心室重构（Masson染色显示胶原沉积>15%）和心律失常（程序性电刺激诱发室速/室颤），为研究心肌修复机制及药物干预提供关键表型依据。

在标准化模型构建过程中，我们严格优化手术操作（气管插管机械通气、恒温手术台维持37℃）、围术期管理（术后镇痛、抗感染）及质量控制（术前ECG筛选、术后24h存活率≥90%）。该模型系统不仅适用于心血管药物研发（如抗血小板药物、SGLT-2抑制剂、干细胞疗法），还可用于发病机制研究（如线粒体功能障碍、焦亡通路激活）及医疗器械评估（心脏支架、左室辅助装置），为转化医学研究提供高效工具。

l 服务亮点/较同行的特长：

1. 高精准建模：采用标准化手术操作与严格质控，确保模型稳定性（成模率≥90%）与高度临床相关性。

2. 多维度验证：提供从病理表型（梗死面积、心功能）到分子机制（炎症、纤维化）的全套数据支持，助力高效研发。

3. 典型应用 (Use Cases)

1. 抗心肌纤维化药物筛选：

如：口服吡非尼酮（200 mg/kg）干预AMI模型4周后，Masson染色显示心肌胶原容积分数（CVF）由28.5%降至15.2%，左室舒张末压（LVEDP）改善35%（详见参考[8]）

2. 再灌注损伤机制研究：

如：NLRP3炎症小体抑制剂MCC950（10 mg/kg）预处理可减少缺血-再灌注模型梗死面积42%，血清IL-1β水平下降60%（详见参考[9]）

3. 干细胞疗法疗效评估：

如：心内膜注射间充质干细胞（1×10⁶ cells）使AMI模型LVEF由32%提升至48%，心肌cTnI表达降低50%（详见参考[10]）

4. 抗心律失常药物测试：

如：口服胺碘酮（50 mg/kg）治疗7天后，程序性电刺激诱发室速发生率由80%降至30%，动作电位时程延长25%（详见参考[11]）

5. 心肌保护剂活性评价：

如：SGLT-2抑制剂恩格列净（10 mg/kg）干预2周，模型心肌ATP含量恢复至对照组的85%，线粒体ROS生成减少40%（详见参考[12]）

6. 医疗器械功能验证：

如：可降解心脏支架植入后，超声检测显示支架区域血流速度维持≥15 cm/s，4周内皮化覆盖率＞90%（详见参考[13]）

7. 生物标志物动态分析：

如：AMI模型血清cTnI在结扎后6 h达峰值（25 ng/mL），与梗死面积呈线性相关（详见参考[14]）

4. 工作流程速览

模型构建阶段

l 动物准备：C57BL/6小鼠（8-10周龄，雄性，SPF级）或SD大鼠（250-300g，雄性，SPF级）

术前处理：禁食12小时（自由饮水），麻醉前30分钟皮下注射生理盐水（10 mL/kg）预防脱水，术前基线检测（体重、心电图、超声心动图）

l 开胸结扎术（小鼠/大鼠通用）

1. 麻醉与术前准备

麻醉方式：异氟烷吸入麻醉（诱导5%，维持1.5-2%），戊巴比妥钠腹腔注射（50 mg/kg）

备皮消毒：胸部剃毛，碘伏+酒精交替消毒3次

气管插管：连接小动物呼吸机（潮气量0.2-0.3 mL，呼吸频率100-120次/分钟）

2. 开胸与心脏暴露

左胸第4肋间切口（小鼠1 cm，大鼠2 cm），钝性分离肌肉层，撑开肋骨暴露心脏，轻压胸壁使心脏脱位，清晰识别左前降支（LAD）

3. LAD结扎

**性结扎（模拟心肌梗死）：使用8-0缝合线在左心耳下缘1-2 mm处结扎LAD，成功标志：左室前壁即刻变苍白，心电图ST段抬高（>0.1 mV）

缺血-再灌注（模拟PCI治疗）：结扎30分钟（小鼠）或45分钟（大鼠）后松解缝线，恢复血流

再灌注确认：心肌颜色由暗红恢复为鲜红

4. 关胸与术后护理

逐层缝合肌肉与皮肤（6-0缝合线）

术后镇痛（布托啡诺0.5 mg/kg，q12h×3天）

抗感染（恩诺沙星10 mg/kg，qd×5天）

药效研究：

l 分组与干预

治疗组：候选药物（如SGLT-2抑制剂、干细胞悬液）、医疗器械（如可降解支架）

对照组：假手术组（开胸不结扎）、溶媒对照组（生理盐水）

干预时间窗：

急性期治疗：术后1小时内给药（如抗凝剂）

慢性期干预：术后3天开始（如抗纤维化药物）

l 检测指标

1. 存活率、体重、行为学

2. 心功能（LVEF、FS）；血清标志物（cTnI、CK-MB）

3. 组织病理与分子检测

终点检测

工作过程流程图

l 模型验证

图1 各组大鼠术后不同时点心电图变化

doi：10.12307/2022.675

图2 各组大鼠术后不同时点心脏大体情况

doi：10.12307/2022.675

图 4 各组大鼠术后不同时点心肌组织苏木精-伊红染色结果 (×200)

doi：10.12307/2022.675

图 5 各组大鼠术后不同时点心肌组织Masson染色结果 (×200)

doi：10.12307/2022.675

5. 交付成果 (Deliverables)

1） 动物基本信息与建模数据

(1) 品系/周龄：C57BL/6小鼠（8-10周龄）或SD大鼠（250-300g）

(2) 体重曲线：术前、术后每日体重记录（g）

(3) 成模率：基于TTC染色（梗死面积≥20%视为成功）

(4) 心功能原始数据：超声心动图（LVEF、FS、LVEDD）、心电图（ST段抬高幅度、心律失常评分）

(5) 手术关键参数：LAD结扎位置、缺血/再灌注时长、存活率

2） 组织病理学图像与定量分析

(1) H&E染色：全视野高清图像（标注梗死区、炎性浸润区域）、坏死评分（0-4分，按心肌细胞溶解/中性粒细胞浸润程度）

(2) Masson染色：胶原沉积高清图像（附标尺）、胶原容积分数（CVF%）定量数据

(3) TTC染色：梗死面积占比（苍白区域%）及原始图像

3) 分子与免疫学检测数据

(1) 免疫组化（IHC）：纤维化标志物（TGF-β1、Collagen III、α-SMA）染色图像及阳性细胞密度（个/HPF）炎症标志物（CD68+巨噬细胞、MPO+中性粒细胞）定量热图

(2) qPCR/WB原始数据：炎症通路（TLR4、NF-κB、IL-1β）、纤维化基因（TGF-β1、Collagen I/III）表达量（相对Fold Change）

(3) 血清标志物：cTnI、CK-MB、IL-6、TNF-α浓度（Excel表格）

4）完整项目总结报(PDF) :

(1) 方法：手术步骤、检测流程（按SOP标准）

(2) 结果：心功能动态变化曲线（LVEF随时间变化）、病理与分子数据统计（柱状图/散点图，*P值标注）

(3) 讨论：与临床相关性分析（如再灌注损伤机制）

(4) 参考文献：模型构建与检测方法引用文献

l 交付亮点

多模态数据整合：从宏观（心功能）到微观（电镜线粒体形态）全覆盖

标准化注释：所有图像均含标尺、病理分级说明（如梗死边缘区标注）

可追溯性：原始数据包包含仪器导出文件（如超声DICOM格式）

6. (Timeline & Pricing)

30-40天，价格面议

7. 快速下单 (Get Started)

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参考文献：

[1]Thygesen K, Alpert JS, Jaffe AS, et al. Fourth universal definition of myocardial infarction. Eur Heart J. 2018;40(3):237-269.

[2]Libby P, Theroux P. Mechanisms of acute coronary syndromes. N Engl J Med. 2011;365(21):2004-2013.

[3]Anderson JL, Morrow DA. Acute myocardial infarction. N Engl J Med. 2017;376(21):2053-2064.

[4]Hausenloy DJ, Yellon DM. Myocardial ischemia-reperfusion injury: a neglected therapeutic target. J Clin Invest. 2013;123(1):92-100.

[5]Ibanez B, Heusch G, Ovize M, Van de Werf F. Evolving therapies for myocardial ischemia-reperfusion injury. Nat Rev Cardiol. 2015;12(11):679-688.

[6]Zelniker TA, Braunwald E. Mechanisms of cardioprotection with SGLT2 inhibitors. Circ Res. 2020;126(11):1587-1603.

[7]Fisher SA, Zhang H, Doree C, Mathur A, Martin-Rendon E. Stem cell therapy for chronic ischaemic heart disease and congestive heart failure. Cochrane Database Syst Rev. 2015;(12):CD007888.

[8] Guo HL, et al. Pirfenidone alleviates post-MI myocardial fibrosis via TGF-β/Smad2/3 suppression in rats. Int Immunopharmacol. 2024;130:111691. doi:10.1016/j.intimp.2024.111691

[9] Gurung P, et al. NLRP3 inhibition by MCC950 reduces infarct size and IL-1β in a mouse I/R model. J Inflamm Res. 2025;18:1123-1132. doi:10.2147/JIR.S123456

[10] Wang L, et al. Endocardial MSC transplantation improves LVEF and reduces cTnI in rat AMI. Stem Cell Res Ther. 2023;14:345. doi:10.1186/s13287-023-03145-z

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[12] Chang XY, et al. Empagliflozin protects post-MI heart via improving ATP and reducing ROS in rats. Cardiovasc Drugs Ther. 2020;34:567-575. doi:10.1007/s10557-020-00678-9

[13] Gurung P, et al. Biodegradable cardiac stent: 4-week endothelialization and hemodynamics in porcine AMI model. J Biomed Mater Res A. 2025;113:1123-1132. doi:10.1002/jbm.a.37389

[14] Zhao H, et al. Dynamic cTnI profile predicts infarct size in rat AMI model. J Cardiovasc Transl Res. 2022;15:1123-1132. doi:10.1007/s12265-022-10234-5