碱烧伤诱导角膜新生血管化的小鼠模型
2023年6月30日
本方案重点研究小鼠角膜碱烧伤诱导的新生血管形成。该方法可建立可重复且可控的角膜疾病模型，用于研究病理性血管生成及其相关分子机制，并评估预防角膜新生血管形成的新药制剂。
我们正致力于开发一种高度可重复的角膜新生血管诱导模型，并确定用于监测预防和减轻新生血管治疗效果的最相关组织学和免疫染色方法。角膜碱烧伤模型的缺点在于难以控制碱烧伤的范围和严重程度，角膜新生血管存在变异性，且由于碱液过量可能导致角膜边缘及其他组织的意外烧伤。角膜新生血管是一种威胁视力的病症。
该疾病的发病机制尚不明确。本模型将用于深入理解该疾病，并确定相关的治疗靶点。与角膜袋法血管生成模型相比，碱烧伤模型的制备相对简便，还可用于研究角膜炎症、纤维化以及上皮细胞增殖。
与角膜缝线诱导的血管生成模型相比，这些模型与临床化学性烧伤更为接近。我们将采用碱烧伤角膜作为疾病模型，以研究治疗角膜新生血管化和混浊的新型抗血管生成疗法。首先，在手术前30分钟，对6至8周龄的C57 Black 6J雄性小鼠皮下注射美洛昔康，以缓解疼痛。
麻醉小鼠后，捏压脚趾以确认反射消失。在一侧眼睛的角膜表面滴加一滴 0.5% 丙帕卡因，另一侧眼睛滴加一滴人工泪液。接着，使用直径为 2 毫米的活检打孔器，制备 Whatman 滤纸圆片。
在干净的培养皿中加入两微升正常浓度的氢氧化钠，并将滤纸片放置于氢氧化钠液滴上，使其吸收15秒。用镊子夹起滤纸片，将其贴于经丙美卡因处理的眼睛角膜中央，持续30秒。使用注射器以20毫升无菌生理盐水冲洗眼睛进行清洗。
用一次性软巾轻轻擦去眼睛及周围区域多余的生理盐水。将小鼠置于带有温热垫的恢复笼中，直至其恢复自主活动。烧伤后第10天，使用HRA+OCT模式，以30度视野和100%红外光强度，对眼睛前段进行容积扫描，采集OCT图像。
在碱烧伤的小鼠眼球中，角膜新生血管从角膜缘血管向角膜中心生长，而在健康眼球中则无此现象。与对照组相比，碱烧伤组的新生血管化程度和混浊评分显著升高。对角膜进行血管和淋巴管免疫染色显示，烧伤组在10天后血 管和淋巴管的密度均显著高于对照组。
使用OCT成像并定量的角膜厚度在烧伤组中显著更高。
概述
本研究旨在建立一种由碱烧伤诱导的小鼠角膜新生血管化可重复模型。该模型旨在阐明病理性血管生成的潜在机制，并评估可能减轻角膜新生血管化的药理学干预措施。
关键研究组成部分
研究领域
- 病理性血管生成
- 角膜疾病
- 药物治疗评估
背景
- 角膜新生血管形成是威胁视力的重要因素。
- 目前对其发病机制的认识仍有限。
- 现有模型在可重复性和可控性方面存在不足。
使用的方法
- 使用氢氧化钠建立碱烧伤模型
- C57 Black 6J 雄性小鼠
- 用于评估的组织学与免疫染色技术
主要结果
- 与对照组相比，碱烧伤角膜中新生血管化程度和混浊度增加。
- 烧伤组血液和淋巴管密度更高。
- 通过光学相干断层扫描（OCT）测量的角膜厚度存在显著差异。
结论
- 该模型有助于研究新型抗血管生成疗法。
- 它为临床化学烧伤及角膜愈合的相关研究提供了重要见解。
常见问题
行业重要性概述
角膜新生血管化的稳健的临床前模型对于降低抗血管生成药物发现的风险以及阐明疾病机制至关重要。碱烧伤小鼠模型为评估治疗干预措施和理解这种无血管、易于操作的组织中的病理性血管生成提供了一个可重复且可量化的系统。该模型支持从早期发现到临床前验证的转化连续性，直接影响着眼科及靶向血管生成项目的研发管线优先级决策。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 可在受控的体内环境中研究血管生成通路，并识别潜在治疗靶点。
- 通过模拟具有临床相关性的化学损伤及其后续效应，支持生物学风险评估。
- 有助于提高抗血管生成药物在靶点结合及作用机制研究中的预测可靠性。
筛选与检测方法开发
- 提供一个标准化、可重复的平台，用于评估靶向新生血管形成的候选化合物和生物制剂。
- 通过免疫染色（CD31、LYVE-1）和光学相干断层扫描成像提供定量输出，实现客观评估。
- 通过定义明确的损伤参数和检测指标，实现检测的可扩展性和跨研究间的可比性。
转化与临床前研究
- 与临床化学烧伤中观察到的疾病相关损伤机制一致。
- 支持从机制发现到临床前疗效及生物标志物验证的连续性研究。
- 为眼内及全身性血管生成项目的风险调整推进决策提供依据。
流程与工作流整合
该模型连接了抗血管生成疗法在角膜和眼外新生血管形成方面的早期发现、先导物识别以及临床前验证。
- 发现生物学：能够在体内实现对血管生成通路的假设验证及机制层面的风险评估。
- 筛选：提供可重复、定量的终点指标，用于化合物评价和检测方法的标准化。
- 分析：支持在不同实验组之间对新生血管形成、淋巴管生成以及角膜水肿进行统计学比较。
- 转化研究：有助于生物标志物的匹配，并提升与临床化学灼伤病理的转化相关性。
- 企业级复用：提供一个可重复使用且经过验证的平台，用于持续开展抗血管生成药物和生物制剂的筛选。
运营与企业影响
- 科学价值：提高血管生成研究的预测可信度，降低机制上的模糊性。
- 操作价值：增强临床前药效研究的可重复性、标准化程度和可扩展性。
- 战略价值：通过提供可靠的体内数据，改善“推进/终止”决策过程和资本使用效率。
- 项目组合影响：支持基于风险调整的优先排序，推动针对眼部疾病和血管生成的资产研发进展。
实施注意事项
- 需要具备眼科显微手术和动物操作方面的专业知识，以确保损伤诱导的一致性。
- 需要获取免疫染色试剂（抗 CD31、抗 LYVE-1）以及 OCT 成像设备。
- 为保证可重复性，需在不同团队间对损伤参数和评分标准进行统一。
- 通过优化实验方案，可适用于多种遗传背景和治疗模式。
- 局限性包括烧伤严重程度可能存在变异，以及需要严格控制操作过程。
