我们描述并详细说明了经筛板自主系统的使用。该系统利用人体眼球后段，独立调节眼内压（眼内）和视神经周围颅内压（颅内压），从而产生一种模拟青光眼性视神经病变特征的经筛板压力梯度。
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本文内容
摘要
摘要
目前尚缺乏一种能够利用颅内压（ICP）和眼内压（IOP）在体外靶向疾病病因的新型临床前人类模型，以识别与青光眼发病机制相关的多种致病范式。 既往已成功建立并应用体外人眼前段灌注器官培养模型，作为发现青光眼发病机制和测试治疗方法的有效技术。在体外人类器官系统上开展的临床前药物筛选和研究，其结果更易于向临床研究转化。本文详细描述了一种新型体外人眼跨层压模型——跨层自主系统（translaminar autonomous system, TAS）的构建与操作方法。TAS模型可利用人供体后段组织独立调控ICP和IOP，从而以临床前方式研究疾病发病机制，并有助于减少眼科研究中活体动物的使用。与体外实验模型相比，视神经乳头（ONH）组织的结构、复杂性和完整性在体外TAS模型中亦可得以维持。
引言
最近的调查数据显示，全球约有2.85亿人患有视力障碍，其中包括3900万盲人1。2010年，世界卫生组织记录指出，在列出的九种主要致盲原因中，有三种发生于眼球后段1。后段眼病涉及视网膜、脉络膜和视神经2。视网膜和视神经是大脑中枢神经系统（CNS）的延伸部分。视网膜神经节细胞（RGC）的轴突因需穿过视神经乳头（ONH）形成视神经而易受损伤3。由于存在一种称为筛板（lamina cribrosa, LC）的三维结缔组织梁网结构，ONH仍是RGC 轴突最脆弱的部位4。在青光眼中，ONH是RGC轴突最早受到损害的部位5,6,7，并且已有研究在高眼压和青光眼模型中探讨了ONH内的基因表达变化8,9,10。RGC轴突在ONH处的易损性与眼内腔（即眼内压，IOP）和外部视神经周围蛛网膜下腔（即颅内压，ICP）之间的压力差有关
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方案
眼睛样本的获取遵循《赫尔辛基宣言》中关于涉及人体组织研究的规定。
注意：来自信誉良好的眼库（例如，Lions Eye Institute for Transplant, Research, Tampa FL）的眼球在死亡后6–12小时内获取，供体血清经检测排除乙型肝炎、丙型肝炎以及人类免疫缺陷病毒1型和2型感染。收到眼球后，须在24小时内进行解剖并建立TAS模型。排除标准包括任何眼部病理改变；但不因年龄、种族或性别排除眼球。为确保收到的视网膜组织具有活性，从供体组织中分离视网膜外植体，并在体外培养7天和14天（补充图1）。这些视网膜组织还被解离并在培养中成功生长出健康的视网膜神经节细胞（RGCs），培养7天后可见RGC标志物——具有多种剪接功能的RNA结合蛋白（RBPMS）阳性染色，以及神经丝中神经丝轻链（NEFL）阳性染色（补充图2）。 。
1. 仪器设备与耗材的准备及灭菌
- 所需材料的完整清单以及供应商和目录编号，请参见材料表。
- 使用前，通过高压灭菌或环氧乙烷安瓿法对所有设备和器械进行灭菌。
2. 灌注培养基的制备
- 向1,000 mL高糖 Dulbecco 改良 Eagle....
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结果
经巩膜自主系统的构建与设计
经巩膜压力差可能是多种疾病（包括青光眼）发病机制中的一个关键潜在因素。本研究所描述模型的应用范围包括但不限于青光眼（眼内压升高，可能伴随颅内压降低）、创伤性脑损伤（颅内压升高）以及长期暴露于微重力相关视觉障碍（颅内压升高、眼内压升高）等疾病的研究。为了帮助揭示以人眼经巩膜压力为靶点的分子发病机制，我们设计、构建并验证了该经巩膜自主系统（TAS）模型。我们这一新型的离体人眼模型为独立研究颅内压（ICP）和眼内压（IOP）相关致病性改变提供了独特的临床前研究平台。为应对人类临床前研究需求，该模型提供了一种离体研究经巩膜压力变化所致发病机制的范式。模型的密封式设计以实心前视图和透明视图展示（图1A、1B），并配有详细示意图以显示模型中所有灌注流入和流出端口（图1C）。实际3D打印模型中包含人眼后段的彩色透明视图如图所示（图1D、1E
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讨论
人类尸检组织是研究人类神经退行性疾病的一种尤为宝贵的资源，因为在 动物模型中开发的潜在药物必须能够转化为人类应用47。眼内压（IOP）升高的影响已得到充分证实，但关于视神经乳头（ONH）跨层压力异常变化的研究却极为有限。尽管目前已存在多种动物模型以及针对人类ONH的有限元模型，但仍缺乏可用于研究跨层压力变化的离体人类模型41,54,55,56,57。目前迫切需要建立一种新的临床前人类模型，能够在离体条件下利用IOP和颅内压（ICP）靶向疾病病因，并 识别与青光眼发病机制相关的多种致病范式。理解ONH处与压力相关的病理变化对于防止视网膜神经节细胞（RGC）死亡至关重要。在TAS模型中联合使用IOP、ICP和跨层压力梯度（TLPG），是一种利用人类眼球.......
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披露
手稿作者无潜在利益冲突需要披露。
致谢
本项目资金来自 Colleen M. McDowell 博士的自主支配经费。本研究部分得到了防盲研究基金会（Research to Prevent Blindness, Inc.）向威斯康星大学麦迪逊分校眼科与视觉科学系提供的无限制资助支持。我们感谢 Abbot F. Clark 博士和 Weiming Mao 博士在灌注器官培养模型方面提供的技术支持。我们感谢狮子会移植与研究眼科研究所（Lions Eye Institute for Transplant and Research，佛罗里达州坦帕市）提供人眼供体眼球。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| #122, 1-1/8" 内径 1-5/16" 外径，Viton O型圈，3/32" 厚， 755 硬度计 50 件装 | Amazon | B07DRGPPZJ | |
| 114 Buna-N O型圈，70A 邵氏硬度，黑色，5/8" ID，13/16" OD，3/32" 宽度（每包 100 个） | Amazon | B000FMYRHK | |
| 30 mL 无针注射器 | Vitality Medical | 302832 | |
| 三通止液阀，两端为雌性鲁尔锁扣，旋转式雄性鲁尔锁扣，带通气帽 | QOSINA | 2C6201 | |
| 4-40 X 1/2 PH PAN MS SS/CHROME &和相应尺寸的十字螺丝刀 | Brikksen 不锈钢紧固件 | PPMSSSCH4C.5 | |
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| 聚维酮碘 | 普渡大学 | PUR1815001EACH | |
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| Covidien 3033 Curity 纱布海绵，4" × 4"，12层，无菌，1200/箱 | Med Plus 医疗用品 | COV-3033-CS | |
| 精细弯镊（带齿） | 卡特纳 | K5-4010 | |
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参考文献
- Pascolini, D., Mariotti, S. P. Global estimates of visual impairment: 2010. The British Journal of Ophthalmology. 96 (5), 614-618 (2012).
- Bastawrous, A., et al. Posterior segment eye disease in sub-Saharan Africa:....
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