建立绝经后HFpEF大鼠模型
通过高血压、雌激素缺乏和饮食诱导的代谢异常，模拟绝经后HFpEF的多因素病因。
雌性SHR大鼠接受双侧卵巢切除术或假手术，并喂以高脂高蔗糖饮食或瘦素饮食。
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绝经后射血分数保留心力衰竭大鼠模型中的骨骼肌肌病
Skeletal myopathy in a rat model of postmenopausal heart failure with preserved ejection fraction
实验完整度
高包含体内模型建立、功能验证（收缩功能、运动耐量）、机制验证（线粒体呼吸、ROS、谷胱甘肽）及多层级证据（组织学、免疫印迹）。
主要模型
去卵巢自发性高血压大鼠（SHR）HFpEF模型 Wistar-Kyoto（WKY）对照大鼠 SHR对照大鼠（长期队列） 骨骼肌（FDB、比目鱼肌、跖肌、胫骨前肌、膈肌）
重点核对
雌性SHR大鼠接受双侧卵巢切除及高脂高蔗糖饮食（Research Diets D12451） 对照组为假手术WKY大鼠（瘦素饮食D12450K）或假手术SHR大鼠 术后16周或28周进行终端实验 力测量使用Dual-Mode肌力系统（Aurora Scientific）及特定刺激频率（FDB：1 Hz和150 Hz；比目鱼肌：1-150 Hz） 线粒体呼吸测量使用O2K氧压计（Oroboros）及底物（苹果酸、丙酮酸、谷氨酸、ADP、琥珀酸）
摘要
射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）约占所有心力衰竭患者的50%，且常影响绝经后女性。HFpEF具有表型特异性，骨骼肌肌病对其发展和进展至关重要。然而，目前大多数HFpEF临床前模型未涉及绝经后表型。我们试图推进一种绝经后HFpEF啮齿动物模型，并检查其中的骨骼肌异常。雌性、去卵巢的自发性高血压大鼠（SHRs）被喂以高脂肪、高蔗糖饮食以诱导HFpEF。对照组为喂以瘦素饮食的雌性假手术Wistar-Kyoto大鼠。在一个补充的、更长期的队列中，对照组为喂以瘦素饮食的雌性假手术SHRs，以评估模型中品系差异的影响。我们的模型再现了HFpEF的关键特征，包括体重增加、葡萄糖不耐受、高血压、心脏肥大、舒张功能障碍、运动不耐受和血浆细胞因子升高。在肢体骨骼肌中，HFpEF使比力降低15%–30%（P < 0.05），最大线粒体呼吸降低40%–55%（P < 0.05），氧化型谷胱甘肽增加约两倍（P < 0.05），并倾向于增加线粒体H2O2释放（P = 0.10）。在我们的短期队列中，肌纤维横截面积、线粒体含量标志物和毛细血管指数在对照和HFpEF之间没有差异。总的来说，我们的绝经后HFpEF临床前模型再现了该疾病的几个关键特征。这个新模型揭示了收缩和线粒体功能障碍以及氧化还原失衡，这些可能是绝经后HFpEF患者异常代谢、运动不耐受和生活质量下降的潜在促成因素。
实验结论
提炼研究问题、关键发现与证据，快速把握文章的核心贡献。
- 研究问题
- 开发一种模拟绝经后HFpEF表型的啮齿动物模型，并检查其骨骼肌肌病的特征。
- 核心机制
- 骨骼肌肌病包括收缩功能障碍、线粒体功能障碍和氧化还原失衡，而非肌纤维萎缩或毛细血管稀疏。
- 主要证据
- 在该模型中，HFpEF大鼠与对照相比，肢体肌肉比力降低（FDB和比目鱼肌），线粒体最大呼吸降低，氧化型谷胱甘肽增加；肌纤维横截面积、线粒体含量标志物和毛细血管指数无差异。
- 研究意义
- 该模型可用于研究绝经后HFpEF骨骼肌异常的机制，并测试针对主要受影响人群（老年女性）的治疗干预。
研究路径
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
验证模型的心血管和代谢特征
确认模型是否重现HFpEF的核心表型（高血压、肥胖、葡萄糖不耐受、心脏结构异常）。
测量体重、血糖、血压（尾袖法）、超声心动图（M型、脉冲多普勒）、血浆细胞因子（Luminex）。
评估骨骼肌收缩功能
确定HFpEF是否导致肢体和呼吸肌收缩功能障碍。
在FDB、膈肌和比目鱼肌上进行等长收缩测量，包括单收缩、强直收缩和力-频率关系。
评估骨骼肌形态和纤维类型
检查HFpEF是否引起肌纤维萎缩或纤维类型转变。
对TA、比目鱼肌和膈肌进行组织学染色，定量肌纤维横截面积和肌球蛋白重链亚型。
评估骨骼肌毛细血管化
确定HFpEF是否导致毛细血管稀疏。
使用凝集素染色在比目鱼肌中评估毛细血管密度和指数。
评估线粒体呼吸和ROS释放
确定HFpEF是否影响线粒体功能并导致氧化应激。
在透化肌纤维中测量线粒体呼吸（高分辨率呼吸测定）和H2O2释放（Amplex Ultra Red）。
评估氧化还原平衡和抗氧化酶
检查骨骼肌的氧化还原状态和抗氧化酶表达。
通过HPLC测定植物肌中GSH/GSSG，通过免疫印迹测定过氧化氢酶、SOD1、SOD2的表达。
评估全身炎症和运动耐量
确定HFpEF是否导致全身炎症和运动能力下降。
在长期队列中测量血浆细胞因子并进行跑步运动至力竭测试。
研究方法
按研究目的归类文中使用的方法，便于定位所需技术。
验证样本或模型特征
评估体内效果
数据分析与统计
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 饮食干预 | 高脂高蔗糖饲料（D12451） | Research Diets | D12451 |
| 对照饮食 | 瘦素饲料（D12450K） | Research Diets | D12450K |
| 葡萄糖耐量测试 | d-葡萄糖 | -- | -- |
| 葡萄糖测量 | FreeStyle Lite血糖仪 | Abbott Laboratories | -- |
| 血压测量 | CODA无创小鼠/大鼠血压监测仪 | Kent Scientific | -- |
| 超声心动图 | Aplio超声系统 | Toshiba America Medical Systems | -- |
| ImageJ | -- | -- | |
| 血浆分析 | VetScan血液生化分析仪 | Abaxis | -- |
| Luminex Magpix多重分析仪 | -- | -- | |
| 定制大鼠多重检测面板 | Millipore | -- | |
| 心脏纤维化染色 | Masson三色染色试剂盒 | Newcomer's Supply | 9179B |
| Permount封片剂 | Fisher | -- | |
| 显微镜 | Axio Observer倒置荧光显微镜 | Carl Zeiss Microscopy | -- |
| Axio ERc 5s彩色相机 | Carl Zeiss Microscopy | -- | |
| Zen Pro软件 | Carl Zeiss Microscopy | -- | |
| 肌肉收缩功能 | 双模肌肉杠杆系统（300C-LR） | Aurora Scientific | 300C-LR |
| 双模肌肉杠杆系统（305B） | Aurora Scientific | 305B | |
| 双相高功率刺激器（701C） | Aurora Scientific | 701C | |
| 高功率双相刺激器（701B） | Aurora Scientific | 701B | |
| 组织学 | 低温恒温器（CM3050S） | Leica | CM3050S |
| 小麦胚芽凝集素（WGA）Texas Red | Molecular Probes | -- | |
| MyHC I抗体（A4.840） | Developmental Studies Hybridoma Bank | A4.840 | |
| MyHC IIa抗体（SC-71） | Developmental Studies Hybridoma Bank | SC-71 | |
| 山羊抗小鼠IgM Alexa 350 | Invitrogen | -- | |
| 山羊抗小鼠IgG Alexa 488 | Invitrogen | -- | |
| Griffonia simplicifolia I异凝集素B4 | Thermo Fisher | -- | |
| 线粒体呼吸 | O2K氧压计 | Oroboros | -- |
| 线粒体ROS | Amplex Ultra Red | Life Technologies | -- |
| Fluorolog-3荧光分光光度计 | HORIBA Jobin Yvon | -- | |
| 样品制备 | Bullet blender（BBY24M） | Next Advance | BBY24M |
| 免疫印迹 | Criterion TGX Stain-Free蛋白凝胶 | Bio-Rad | -- |
| Gel Doc EZ成像系统 | Bio-Rad | -- | |
| Odyssey红外成像系统 | LI-COR | -- | |
| OXPHOS抗体混合物（ab110413） | Abcam | ab110413 | |
| 柠檬酸合酶抗体（ab96600） | Abcam | ab96600 | |
| 过氧化氢酶抗体（GTX110704） | GeneTex | GTX110704 | |
| SOD1抗体（SC11407） | Santa Cruz | SC11407 | |
| SOD2抗体（SC30080） | Santa Cruz | SC30080 | |
| IR Dye二抗 | LI-COR | -- |
关键环节
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 动物模型建立 | 大鼠品系（SHR、WKY）、年龄（5周龄）、饮食（D12451或D12450K）、手术（双侧卵巢切除或假手术）、术后时间（16周或28周） 阅读提示：Methods: Animals, Diet, and Surgical Interventions |
| 葡萄糖耐量测试 | 禁食时间（6小时）、葡萄糖剂量（2 g/kg）、给药途径（腹腔注射）、采血时间点（15, 30, 60, 90, 120分钟） 阅读提示：Methods: Glucose Tolerance Testing |
| 血压测量 | 测量时间（0800-1100）、至少10次读取平均值 阅读提示：Methods: Blood Pressure |
| 超声心动图 | 异氟烷麻醉水平（维持心率约400次/分），测量指标（LVIDd, LVIDs, E, DT, MCOT, ET） 阅读提示：Methods: Echocardiography |
| 肌肉收缩功能测量 | 肌肉类型（FDB、膈肌、比目鱼肌）、温度（FDB 32°C, 膈肌37°C, 比目鱼肌25°C）、刺激参数（频率、电流、脉冲宽度）、力归一化方法 阅读提示：Methods: Skeletal Muscle Contractile Function |
| 线粒体呼吸测量 | 透化方法（saponin浓度30 µg/mL，30分钟）、底物序列（malate, pyruvate, glutamate, ADP, succinate）、温度（37°C）、标准化（pmol O2/s/mg） 阅读提示：Methods: Mitochondrial Respiration and Reactive Oxygen Species Emission |
| ROS释放测量 | Amplex Ultra Red浓度（10 µM）、blebbistatin（25 µM）、底物（10 mM succinate）、温度（37°C）、标准化（pmol H2O2/min/mg） 阅读提示：Methods: Mitochondrial Respiration and Reactive Oxygen Species Emission |
| 谷胱甘肽测定 | 肌肉（plantaris）、组织重量（5-10 mg）、匀浆液（5%高氯酸，0.2 M硼酸，10 µM γ-谷氨酰谷氨酸）、离心条件（16,000 g, 20分钟, 4°C） 阅读提示：Methods: Glutathione Redox Balance |
| 免疫印迹 | 抗体（OXPHOS cocktail、citrate synthase、catalase、SOD1、SOD2）、稀释度（1:1000）、归一化（总蛋白） 阅读提示：Methods: Gel Electrophoresis and Immunoblotting |
| 运动力竭测试 | 适应期（3天）、测试时间（16周和28周术后）、速度梯度、判断标准（右翻正反射消失）、盲法 阅读提示：Methods: Exercise Time to Exhaustion Testing |