通过透镜诱导失焦在小鼠模型中诱导近视发展

摘要

来源：Jiang, X.，等．实验性近视小鼠模型的建立与评估．J. Vis. Exp. （2019）

本视频演示了一种通过安装定制镜片框架在小鼠中诱导近视的方法。该框架使用牙科粘合剂固定在暴露的颅骨上，插入凹透镜使焦点后移至视网膜之后。此装置可刺激眼球伸长，从而导致近视的形成。

方案

所有涉及动物模型的操作均已通过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医评审委员会的审核。

1. 组装小鼠用眼镜

1. 准备组装眼镜所需的部件（图1a）。每只小鼠需准备以下全部部件：一根头戴式尼龙棒、一个较高和一个较低的钛合金框架、两片根据实验目的选择合适度数的镜片、一颗M1.4规格、长度为10 mm的螺丝、一颗M1.4规格的螺母、一个厚度为0.3 mm的M1.4平垫圈，以及两个人工指甲尖。 注意： 存在两种不同高度的框架。每只小鼠使用一个较高框架和一个较低框架作为一组。较高框架应置于较低框架之上，以确保视野对称。框架和镜片由作者研究团队专门设计和制造，可通过联系本文通讯作者获取。其他部件可在零售工具商店中购得。
2. 分别组装左眼和右眼的框架。
   1. 将指甲尖朝外放置，以达到最佳保护效果。调整指甲尖与框架之间的角度至约130°，以避免遮挡小鼠的视野（图1b）。使用氰基丙烯酸酯胶水将人工指甲尖粘附到框架上。
      注意： 指甲尖有助于防止小鼠抓伤镜片。由于较高框架用于右眼、较低框架用于左眼，因此两个指甲尖的方向必须相反。
   2. 至少等待12小时，使胶水完全干燥，然后使用指甲剪通过剪切和修整，将指甲尖调整为约1 cm × 1 cm的形状。
   3. 使用氰基丙烯酸酯胶水将镜片粘附到框架上。用手将镜片放置于框架上，并保持框架水平。从镜片边缘注入胶水，使其依靠表面张力扩散。
      注意： 胶水会腐蚀镜片并影响其透明度，因此务必确保胶水仅接触镜片的边缘部分。使用0屈光度（D）平光镜片作为对照，使用负镜片诱导近视。不同度数负镜片（–10 D至–50 D）的效果已在其他文献中描述4。为最大程度诱导近视，推荐使用–30 D镜片。通过将镜片更换为1.5 mL微量离心管的管盖作为散光器，可利用相同装置诱导形觉剥夺性近视（FDM）。
3. 将垫圈与螺丝从尼龙棒的平面一侧一起拧入尼龙棒中。实验前分别准备好眼镜和尼龙棒，并储存以备后续使用（图1c）。
   注意： 此处可暂停实验流程。

2. 将框架固定到小鼠颅骨上。

1. 每只眼睛滴一滴0.1%的纯化透明质酸钠滴眼液，以防止眼睛干燥。
   注意：眼表使用滴眼液会影响屈光度和眼轴长度测量值。在麻醉后，所有测量完成前请勿使用滴眼液。
2. 将麻醉后的小鼠下巴置于由黏土或其他可用作枕头的材料制成的斜面上，使颅骨前平面保持水平。
3. 使用蘸有70%乙醇的棉签对小鼠耳间至眼间的毛发和头皮进行消毒。
4. 使用手术剪和镊子剪开耳间至眼间的皮肤，暴露约0.8 cm²的颅骨区域。使用牙科酸蚀液和棉签去除骨膜。在每只小鼠手术前，均需用70%乙醇对手术剪和镊子进行消毒。
   注意：可能需要剪除毛发并佩戴无菌手套。在进行此操作前，请查阅相关动物护理委员会的规定。大多数情况下，牙科酸蚀液是自固化牙科粘接系统中的附件之一。若无牙科酸蚀液，可用70%乙醇替代。
5. 组装一副无镜片的眼镜框架，以帮助将小棒固定在正确位置。将框架戴在小鼠头部，并仔细调整其位置，确保双眼位于空框架的中央。
6. 使用自固化牙科粘接系统将小棒粘附于小鼠头部。注意避免粘接系统的液体流入小鼠眼睛。
   注意：不同产品的自固化牙科粘接系统使用方法可能不同，请仔细阅读说明书。
   警告：牙科粘接系统中的某些试剂可能具有毒性。
7. 等待约5分钟后，小心取下框架和螺母，同时确保小棒位置不变（图2a）。
8. 按0.75 mg/kg剂量腹腔注射盐酸阿替美唑，以加速小鼠从麻醉中恢复。将小鼠放入单独的笼子中直至完全清醒。在小鼠恢复足够意识、能够维持胸卧位之前，不得无人看管。此处可暂停实验方案。

3. 近视诱导的启动及后续维持

1. 手术后至少等待 24 小时，使小鼠完全从麻醉中恢复。抓握固定棒并佩戴带镜片的眼镜框架，诱导过程从此时间点开始（图 2b）。
   注意：为尽量减少麻醉恢复期间的不适，并为牙科粘接系统提供充分的凝固时间，强烈建议在小鼠完全清醒后再佩戴框架。粘接系统的树脂水泥将完全覆盖头皮切口，因此无需特殊的术后处理来预防感染或缓解术后疼痛。首次佩戴框架后，小鼠会对镜片的存在过度敏感，并频繁抓挠。数小时后，其整体行为将恢复正常。佩戴镜片的小鼠可与正常小鼠以相同的密度共同饲养。
2. 每周至少两次取下框架，并用棉签清洁镜片和指甲尖端，以保持镜片的透明度。
   注意：在取下或佩戴框架时，无需将小鼠置于麻醉状态。为小鼠提供可坐立的支撑平台，而非在操作时让其悬空，有助于减少其应激反应。
   1. 若需进行中期测量，可将小鼠麻醉后按前述方法进行测量。待小鼠从麻醉中恢复后，可继续诱导过程。
3. 每周至少清洁笼具两次。
   注意：这有助于维持镜片的清晰度。在小鼠与笼底之间放置滤网以筛除食物残渣也可能有帮助。
4. 监测小鼠的体重和整体行为，并在整个实验过程中与同龄未处理小鼠进行比较。
   注意：除部分抓挠行为外，实验组小鼠与未处理小鼠之间未发现包括体重在内的显著差异。

结果

图1：头戴式眼镜的设计。（a）组装小鼠眼镜所需的全部部件。（b）镜架与钉尖在右眼侧的位置示例。（c）一组组装完成的眼镜示例。调节连接部件以改变镜架角度，使之适配不同年龄...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
螺钉	NBK	SNZS-M1.4-10
垫圈	MonotaRO	42166397
螺母	MonotaRO	42214243
杆	DMM Make	无	由作者设计，并通过从 DMM Make 租用的 3D 打印机打印制成。
框架	DMM Make	无	由作者设计，并通过从 DMM Make 租用的 3D 打印机打印制成。
透镜	RAINBOW CONTACT LENS	无	由公司定制，专用于小鼠
氰基丙烯酸酯胶水	OK MODEL	MP 20g
牙科粘接树脂水泥	SUN MEDICAL	super bond	包含用于去除小鼠颅骨骨膜的蚀刻液
托吡卡胺、盐酸去氧肾上腺素溶液	Santen	Mydrin-P
咪达唑仑	Sandoz K.K.	SANDOZ	麻醉剂组分
美托咪定	Orion Corporation	Domitor	麻醉剂组分
酒石酸布托啡诺	Meiji Seika Pharma	Vetorphale	麻醉剂组分
0.1 % 纯化透明质酸钠	Santen	Hyalein
盐酸阿替美唑	Zenoaq	antisedan