异丙肾上腺素（ISO）诱导的心肌纤维化被认为是一种可靠、可重复的实验模型其特点是死亡率相对较低。尽管众所周知 ISO 会刺激心肌水平的 β1 肾上腺素能受体，但在剂量和治疗持续时间方面出现了高度异质性，导致结果不明确。但在治疗剂量和持续时间方面出现了很大程度的异质性，导致结果不明确。因此，我们建议深入了解 ISO 诱导的心肌纤维化的进展过程，以便为我们的研究提供更多信息。心肌纤维化的进展，以便对实验模型进行批判性分析和优化。雄性 Wistar 大鼠（12-14 周大的雄性 Wistar 大鼠皮下注射 ISO，并特别选择了两种剂量：常用剂量 5 毫克/千克和低剂量 5 毫克/千克。5毫克/千克的常用剂量和1毫克/千克的较低剂量，分别注射3天和6天。生化和组织学检查 生化和组织学检查在最后一次给药后立即进行，或在首次给药后 7 天或 14 天的恢复期后进行。14天后进行。值得注意的是，我们的研究表明，即使是较低剂量的 ISO也能诱发最大程度的生化和组织学改变，这表明应考虑使用较小剂量的 更精确地控制损伤的进展，并确定前驱阶段，在该阶段中通过药物或营养干预 在这一阶段，可以有效地尝试使用药物或营养工具进行干预。
重量分析
ISO 作为实验性小鼠模型可诱导心脏纤维化，其死亡率约为 25%。能诱导心脏纤维化的模型，此外，在给药期间，小鼠的体重显著下降。两种剂量（1 毫克/千克/天和 5 毫克/千克/天）都是如此。与基线相比，体重下降了约 10%。尽管体重在给药第三天后有所下降，但体重逐渐恢复，与起始值相比没有显著差异。在两种治疗方案（短期和长期治疗）中都观察到了动物体重逐渐恢复的现象。就最高剂量而言，整个心脏的重量在 ISO-treatment 结束时出现了明显增加。在 ISO 治疗结束时，整个心脏的重量明显增加， 而恢复期则消除了这一影响。 组织学分析表明，这种趋势主要是由水肿性炎症成分引起的，当β-肾上腺素能刺激停止后，水肿性炎症成分就会消失。
分析心脏纤维化的特定标志物
TGF-β1 水平
给药剂量为 1 毫克/千克的 ISO 在 3 天后和 3 天后（短时间治疗）均可显著刺激全身 TGF-β1 的产生。在 3 天后（短期治疗方案）和 6 天后（长期治疗方案），ISO 都能显著刺激全身产生 TGF-β1。 值得注意的是，给予较高剂量的 ISO（5 毫克/千克/天）和低剂量的情况完全重叠，这可能强调了对 TGF-β 的影响已经达到最大值。所有组 的 TGF-β1 含量都比对照组增加了 50%以上。值得注意的是，即使在 肾上腺素能刺激停止后，在恢复期间 血清中的 TGF-β1 水平与对照组相比仍保持较高水平，或仅略有下降。
α-SMA 水平
TGF-β1 被认为是引发 α-SMA 表达的关键因素、 从而刺激心肌成纤维细胞参与组织重塑和瘢痕形成。ISO给药期间 并没有导致α-SMA 心肌组织中的α-SMA水平不同，无论使用的剂量（1 毫克/千克和 5 毫克/千克 剂量（1 毫克/千克和 5 毫克/千克）或给药时间（3 天和 6 天）都不会导致心脏组织内的α-SMA 水平不同。然而，值得注意的是，在 ISO 在给药后的恢复期，组织中的α-SMA。这种上升趋势与 "恢复期 "的长短直接相关。
BNP 水平
BNP 是一种高度敏感的心脏负荷标志物，因为它是由心肌细胞在应对各种形式的压力时释放的。由心肌细胞释放，以应对各种形式的压力，包括 机械拉伸或异型坏死因子的刺激。 ISO 给药后，对 BNP 的全身释放有相当大的影响。这种增加 似乎不受 ISO 具体剂量的影响，而是受治疗持续时间的影响。在长期治疗期间 1毫克/千克/天和 5 毫克/千克/天的剂量时，BNP 水平都出现了增长。BNP 水平的增加呈现出明显的上升趋势 与 "恢复 "期的持续时间成正比。
组织学
形态学评估
使用 H&E 和 Mallory 三色染色法对心肌组织进行组织学检查。三色染色法对心肌组织进行组织学检查，结果显示心内膜下存在多灶性间质水肿，随后被心内膜下纤维化所取代。这些变化伴随着心肌细胞变性或坏死等特征，取而代之的是胶原沉积增加以及细胞浸润。 病变始终起始于心内膜下区域，H&E 染色切片显示心肌细胞变性、 细胞质空泡化和核多形性。胶原沉积清晰可见，在马洛里三染色法中显示为蓝色区域。值得注意的是，当 ISO 施用 3 天后， 病变的严重程度与恢复期的长短相关。
心肌厚度
作为心肌肥厚的参数，心肌厚度的平均值从对照组的 2544 (±145.5) 微米到用较高剂量治疗 6 天的动物的 3362 (±89.54) 微米不等，并且治疗组与对照组之间没有显示出一致的差异。
纤维化
在 PicroSirius Red 染色切片上进行的胶原沉积评估证实了纤维化病变，主要位于心内膜下区域。尽管不同治疗组的胶原沉积模式不同，但 ISO 仍诱导了胶原沉积的增加。 其中，ISO1 3 天（短期治疗方案）显示，随着恢复时间的延长，胶原沉积增加；高剂量方案（ISO5）也是如此，而 ISO1 6 天随着恢复时间的延长，胶原沉积减少。
巨噬细胞密度
巨噬细胞主要位于纤维化区域，但也散布在纤维化灶外。ISO 能诱导巨噬细胞密度的增加，不同处理组的巨噬细胞密度增加趋势一致。 特别是，在最后一次给药后的第二天处死动物时，总是能观察到较高的巨噬细胞密度值，随着恢复时间的延长，巨噬细胞密度值有所下降。在 ISO5 3 天治疗的第 14 天，巨噬细胞密度高于其他时间点，但这一情况并未观察到。
α-SMA免疫反应
α-SMA也是通过免疫组化法测定的，在所有样本中，α-SMA主要局限于血管平滑肌细胞。与酶联免疫吸附试验的结果类似，随着恢复时间的延长，浸润细胞的免疫反应也在增加。对 α-SMA 的半定量分析显示，其模式与巨噬细胞密度重叠。
点评
ISO诱导的心肌纤维化模型的重点在于纤维化形成的“恢复期”，而与其给药剂量的关系并不大。
参考文献：
Flori L, Lazzarini G, Spezzini J, et al. The isoproterenol-induced myocardial fibrosis: A biochemical and histological investigation. Biomed Pharmacother. 2024;174:116534.
编辑：刘耀琨
