怎么测量小鼠心电图用于恰加斯病预测的小鼠模型中的心脏异常

新闻资讯2026-04-21 12:23:22

2024年4月14日是世界防治恰加斯病日。恰加斯病 (Chagas Disease, CD) 是由昆虫传播的原生动物寄生虫克鲁兹锥虫引起的,在全球范围内,克鲁兹锥虫感染是感染性心肌病最常见的病因。约30%的感染者会发展为慢性恰加斯心肌病 (Chronic Chagas Cardiomyopathy, CCC),尽管这种情况可能需要多年甚至几十年才能出现症状。阐明CD心肌功能障碍的潜在机制对诊断、风险分层和临床管理具有重要意义。因此,有必要改进预测模型,以帮助研究可能逆转或阻断由此产生的病理学的疾病发病机制和治疗方法。

近期,来自英国伦敦卫生与热带医学院的Amanda Fortes Francisco教授团队在 Pathogens 期刊上发表了文章:恰加斯病预测小鼠模型中的心脏异常 (Cardiac Abnormalities in a Predictive Mouse Model of Chagas Disease)。为了监测克鲁兹锥虫感染对与人类恰加斯病相关心脏功能的影响,本文评估了感染克鲁兹锥虫JR菌株的C3H/HeN小鼠作为监测心脏病发展的实验模型。

克鲁兹锥虫感染小鼠的纵向心电图监测

作者检查感染克鲁兹锥虫 JR菌株的C3H/HeN小鼠,观察到明显的心电图变化。C3H/HeN小鼠急性和慢性感染克鲁兹锥虫 JR菌株均与心电图传导异常的更高患病率相关,具体表现为存在明显的心动过缓表型。在急性期,33%的小鼠 (4/12) 检测到窦性心动过缓;在感染的慢性阶段,9%的小鼠 (3/38) 表现出左前束阻滞,可能与心肌纤维化有关。因此,心脏传导障碍在这种感染模型中具有异质性模式,其一系列症状与人类疾病病理学的多样性相似。研究发现,右束支传导阻滞也在慢性期24%的小鼠 (7/29) 中普遍存在。与此同时还研究了感染克鲁兹锥虫CL-Brener菌株的C3H/HeN小鼠模型的心脏影响。研究发现,在感染两种寄生虫菌株的C3H/HeN小鼠中观察到心率和RR间期 (连续心跳之间的时间) 持续时间之间可预测的直接反比关系。

心脏特异性感染分析

作者采用高灵敏度的生物发光成像来进一步分析C3H/HeN:JR模型中的时间和空间心脏感染。在急性感染期,克鲁兹锥虫是泛热带的,通过离体成像可以在心脏组织中常规检测到寄生虫。感染的高度动态性质反映在心脏寄生虫载量的广泛变化中,生物发光和寄生虫载量之间存在线性关系。在感染的慢性阶段,心脏寄生虫的负担比急性阶段大大减少,而且更为局部。

急慢性克鲁兹锥虫感染时心脏iNOS表达的上调

一氧化氮 (NO) 在控制小鼠克鲁兹锥虫感染中起着核心作用。在急性期,受感染小鼠心脏组织的炎症指数明显高于年龄匹配的非感染对照组;心脏炎症在慢性期仍以相似的水平持续,但与未感染组织相比,差异强度不太明显。

克鲁兹锥虫感染心脏组织中神经元特异性基因的表达

免疫介导的神经元损伤已被认为是恰加斯心脏病发病机制的可能机制。在研究的11个标记基因中,与未感染的对照组相比,有6个在克鲁兹锥虫感染小鼠的心脏组织中表现出显著的差异表达,唯一显著上调的基因是iNOS;下调的基因中,四种相应的蛋白质在神经传递中发挥作用;泛神经元标志物蛋白基因产物9.5 (PGP9.5) 或微管相关蛋白2 (MAP2) 没有显著降低,表明一般感染诱导的去神经支配与该感染模型所见的心脏异常无关,至少在急性期如此。

由于CD的复杂性和长期性,许多基础研究必须在实验模型中进行,这些研究是我们理解疾病发病机制和开发新治疗方法的基础。这些模型捕捉人类疾病病理学光谱的能力对于转化至关重要。如本文所述,C3H/HeN:JR宿主-寄生虫组合显示了在人类中观察到的克鲁兹锥虫诱导的病理学的许多不同特征,因此为这种使人衰弱的疾病的实验研究提供了一个有价值的预测模型。

原文出自 Pathogens 期刊

Francisco, A.F.; Sousa, G.R.; Vaughan, M.; Langston, H.; Khan, A.; Jayawardhana, S.; Taylor, M.C.; Lewis, M.D.; Kelly, J.M. Cardiac Abnormalities in a Predictive Mouse Model of Chagas Disease. Pathogens 2023, 12, 1364.

DOI: 10.3390/pathogens12111364

期刊涵盖有关病原体和病原体与宿主相互作用的所有方面研究,为该领域提供前沿的学术交流平台。期刊已经被 Scopus、SCIE (Web of Science)、PubMed、PMC 等数据库收录。

2023 Impact Factor: 3.3

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