2015年2月2日
我们介绍一种通过将磁性微球注入大鼠眼内以诱导眼内压(IOP)升高的方法,用于模拟青光眼。该方法可引起显著的眼压升高,并导致广泛的神经元死亡。本方案操作简便,无需重复注射,且可产生稳定、持久的眼压升高。
本实验的目的是通过将磁性微球注入大鼠眼球前房,诱导眼内压升高。首先,将一个磁环放置在麻醉动物的眼部周围,洗涤磁性微球,将其重悬于溶液中,然后装入注射器。接着,将磁性微球注入眼球的前房。
回收过程中移除磁环。通过组织学分析(如TUNEL染色或视神经染色)获得的过程数据可测量因眼内压升高导致的视网膜神经节细胞死亡。将灭菌的八微米磁性微球珠在1毫升Hank's平衡盐溶液中重悬,并以10,000 ×g离心5分钟,重复洗涤三次。
然后将样品重新悬浮于0.5毫升HBSS中,制成30毫克/毫升的溶液。现在使用为大鼠眼睛校准的回弹式眼压计,在清醒动物中测量5次基础眼压值。麻醉后,将眼用软膏涂抹于未测眼的对侧眼,以保持其湿润。
麻醉期间,将0.5%盐酸丙烷作为局部麻醉剂应用于手术眼。随后,用5%聚维酮碘水溶液冲洗该眼。五分钟后,擦去聚维酮碘,并用0.9%无菌生理盐水冲洗眼睛。
在麻醉期间,需定期滴加无菌生理盐水以保持眼球湿润。现在将一个环形磁铁置于眼球周围,以最大限度降低虹膜损伤的风险,并减少微珠的丢失。将针头以尽可能与角膜表面相切、并与虹膜平行的方向进行定位。
将25微升浓度为30毫克/毫升的γ射线辐照磁性微球注入前房。注射后保持针头原位1分钟,以确保微球沉降至房角(IOC角)处,从而阻塞小梁网的房水引流。待微球初步沉降后数秒,轻微调整针头角度,使少量房水得以渗出,以减少眼内压的短暂升高。
为确保针头在不同操作中可继续使用,需用 PBS 冲洗针头,随后用 70% 乙醇冲洗,最后在此阶段用蒸馏水冲洗。如有必要,移除磁铁并利用其将磁珠吸引至覆盖不完全的区域。
注射后将磁铁继续放置在眼睛周围10分钟,以确保微珠充分沉降到虹膜角膜角内。使用0.25毫克/千克的ESOL盐酸盐逆转麻醉。
给予0.5 丙烷盐酸盐以缓解疼痛,并局部使用氯霉素眼膏预防感染。将动物置于加热垫上直至恢复活动能力,然后转移至保温箱中。
使用对侧眼作为未处理的对照。在注射微珠后每两到三天重复一次眼内压(IOP)测量,并在此后每两到三天进行一次测量。确定纳入研究的眼睛的标准,包括眼内压比对侧对照眼的压力升高超过5毫米汞柱,且眼内压不超过60毫米汞柱;若眼压在注射后一周内恢复至基线水平,则不应将该眼纳入研究。然而,如果需要,可对未能产生高眼内压的眼睛再次注射微珠。
将解剖出的眼球和视神经用4%多聚甲醛固定,通过TUNEL染色评估视网膜神经元损伤,并通过甲苯蓝染色评估视神经损伤。本实验中,向虹膜角膜角注射磁珠可稳定诱导眼压持续显著升高。此外,眼压升高在整个实验过程中得以维持。
对照组未注射微珠眼在整个实验过程中的平均眼内压为19.7 ± 0.3 mmHg,注射微珠眼的平均眼内压为40.5 ± 2.8 mmHg。此外,眼内压峰值从22.8 ± 0.3 mmHg升高至49.9 ± 2.3 mmHg,以确定眼内压升高是否导致视网膜神经节细胞死亡。对视网膜进行TUNEL染色,并对视神经横截面进行组织学分析。
我们观察到,在注射微珠并伴有眼压升高的眼睛中,TUNEL染色呈增加趋势。与对侧对照高血压视网膜相比,凋亡细胞核的数量大约增加了15倍;而在未施加压力情况下注射磁性微珠的眼睛中,TUNEL阳性细胞数量与未注射对照组相比无显著差异。对青光眼模型视神经病理的进一步研究表明,许多轴突中出现了亚甲蓝的积聚,提示这些细胞突起发生了退行性变。
本研究介绍了一种通过将磁性微球注入大鼠眼前房以诱导眼内压(IOP)升高的方法,用于模拟青光眼。该操作可导致显著的压力升高和神经元死亡,能够在无需反复注射的情况下实现稳定且持久的眼内压升高。
该方法可诱导大鼠眼内压持续升高,提供了一种稳定且可重复的模型,可用于青光眼病理生理机制的研究。该模型通过将眼压升高与视网膜神经节细胞死亡及视神经退变相关联,支持靶点验证,对神经保护性治疗药物的筛选具有预测价值。该模型操作简便且效应持久,可降低实验变异性,有助于在药物发现流程中开展多学科协作。
该模型适用于青光眼研究的连续过程,涵盖从靶点验证到先导化合物筛选,再到临床前药效测试的各个环节,其依据在于该模型能够产生可测量的眼内压升高及下游的神经退行性病变。