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方法文章

蒙古沙鼠作为伤口愈合的动物模型

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DOI:

10.3791/63323

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2023年1月6日

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本文内容

摘要

本文介绍了一种用于研究角膜解剖结构、组织学特征及其愈合过程的新型动物模型。该新型动物模型采用蒙古沙鼠,其角膜在多个方面与人角膜具有相似性。

摘要

角膜伤口愈合的研究已开展很长时间,有助于减轻患者痛苦并开发出改善眼健康的治疗方法。传统上,角膜愈合研究多在小鼠和大鼠等啮齿类动物中进行,但这些模型可能无法完全模拟人类疾病。然而,关于其他啮齿类动物(如蒙古沙鼠(Meriones unguiculatus))在角膜研究中的信息仍十分有限。

本文介绍了一种用于建立新型动物模型的技术,以研究光折射性角膜切除术后角膜愈合过程。由于关于M. unguiculatus角膜的文献资料有限,我们还描述了其正常角膜的组织学分析方法。由于蒙古沙鼠与人类在角膜的遗传学、解剖学和生理学方面具有相似性,这些研究技术也可应用于眼病的研究。

引言

角膜伤口愈合的一些最重要方面对于眼前节手术至关重要,包括上皮结构的完整性、角膜基质透明度的维持,以及最终角膜屈光特性的恢复结果1。

角膜是眼球最外层的透明组织,因此容易受到外伤、感染和烧伤的影响;这些伤口的愈合受损可能损害视觉健康2。

目前,已有多种动物模型可用于研究角膜愈合过程,其中一些模型的适用性优于其他模型,具体取决于所研究的物种和机制类型1。 关于沙鼠视网膜的既往研究报道较少2。然而,迄今为止,尚无关于这些啮齿类动物角膜瘢痕形成过程的已发表文献。

本文介绍Meriones unguiculatus(蒙古沙鼠)作为角膜伤口愈合的动物模型。文中描述了在进行准分子激光角膜切削术后诱导角膜愈合的操作步骤,这些方法使我们能够研究不同类型的角膜瘢痕形成过程,从活体组织动态阶段的角度理解伤口愈合机制,并最终为未来制定适当的治疗方案提供依据3。光治疗性角膜切削术是一种高度可重复的技术,能够精确控制角膜损伤的深度和直径等参数4。此外,该技术无需使用手术器械或化学溶液....

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方案

所有研究程序均经 "实验动物护理与使用机构委员会" 科尔多瓦天主教大学和美国国家研究委员会《实验动物护理与使用指南》的规定,并获得了相关主管部门的批准 "健康科学学院" 科尔多瓦天主教大学 "塞罗视觉研究所".

1. 沙鼠的抓取与麻醉

注意:所有动物均为无特定病原体(SPF)的雄性蒙古沙鼠,饲养于免疫学与传染病研究及发展中心(CIDIE)设施(阿根廷科尔多瓦)。动物来源于阿根廷布宜诺斯艾利斯的拉普拉塔大学。

  1. 将沙鼠群养于聚砜材质的笼子中,垫料使用玉米芯。在笼内提供食物和装在饮水瓶中的过滤自来水。 随意摄取确保室温范围为 18 °C 至 24 °C,并采用 12:12 小时明暗循环。
  2. 分别称量每只沙鼠的体重,并进行个体标识以避免混淆。使用永久性记号笔在沙鼠尾根部做标记。用镊子夹住沙鼠耳朵,再用永久性记号笔在其耳部做标记。若具备实验室和大型动物饲养室条件,应为每只啮齿动物分配独立的笼具,并标注相应的标识信息。
  3. 用70%乙醇溶液对超净工作台进行消毒。将所有手术器械和一次性用品,包括针头、注射器和支架,放入工作台内的操作区域。同时在工作台内放置一块一次性外科泡沫垫。
  4. 使用小型敞口塑料容器盛放啮齿类动物,置于精密天平上以方便测量。

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结果

在本研究中,采用组织学技术对整个角膜结构进行了全面分析,并结合眼前节光学相干断层扫描等辅助检查。眼前节结构的光学相干断层扫描图像分析显示上皮层和基质层正常(图1),中央角膜厚度和周边角膜厚度分别为160 µm和106 µm ± 2 µm。其他文献也表明,其他啮齿类动物的角膜向周边逐渐变薄10。

PTK术后观察到角膜上皮的清创情况(图2)。同时拍摄了沙鼠眼睛在治疗前后的宏观图像。PTK术后观察到角膜表面不规则,通过滴加一滴荧光素并在紫光照射下显示上皮溃疡(图3)。

关于组织学分析,未经处理的蒙古沙鼠(沙鼠1)的正常角膜显示出与人类相同的层次结构:由4至6层细胞组成的复层前部上皮,占角膜总厚度的28%;鲍曼层;基质层,占角膜总厚度的66%;后弹力膜以及内皮层(图4<.......

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讨论

角膜伤口愈合的生理过程是组织再生与维持稳态之间的平衡。过度的伤口愈合可能导致纤维化和瘢痕形成,最终可能导致器官功能丧失。随着角膜外科手术技术的迅速发展,理解角膜伤口愈合及其涉及的生理和病理事件的重要性不容低估11。

多项研究指出,长爪沙鼠具有多种感官特征,使其成为视觉研究的理想物种,主要包括昼行性行为12 与小鼠或大鼠相比,具有更优越且更敏锐的视觉13其视网膜结构更类似于人类14因此,它们被用作视网膜寄生虫感染研究的动物模型15,治疗药物,基因递送以及视网膜生理学研究。此外,近期发表的遗传学分析表明,大多数已鉴定的沙鼠基因(81%)在小鼠与人类之间是共有的16此外,已有研究记录了沙鼠与小鼠及人类之间的遗传相似性,揭示了不同物种间的重要相似之处与差异17.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

我们感谢工程师Rodrigo de la Fuente提供的宝贵帮助和技术支持。同时感谢María Eugenia Corbela参与旁白录制,以及Priscilla Hazrún对图示的编辑工作。Hugo Luján允许我们使用免疫学与传染病研究与发展中心(CIDIE)的设施。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
麻醉剂Tododrogas
Eppendorf 管Tododrogas
准分子激光器Technolas2022445
荧光素Poen
镊子Ofcor3339
甲醛Tododrogas
手套Tododrogas
Ketamine Sigma-Aldrich
光学相干断层扫描Optovue659007
丙帕卡因Poen
剪刀Ofcor3336
无菌铺巾Soporte hospitalario
无菌纱布Soporte hospitalario
注射器和针头Tododrogas
Xylazine Sigma-Aldrich 

参考文献

  1. Kuo, I. C. Corneal wound healing. Current Opinion in Ophthalmology. 15 (4), 311-315 (2004).
  2. Agrawal, V. B., Tsai, R. J. Corneal epithelial wound healing. Indian Journal of Ophthalmology. 51 (1), 5-15 (2003).
  3. Lu, L., Reinach, P. S., Kao, W. W.

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