2025年7月25日
视网膜下注射是光感受器和视网膜色素上皮(RPE)疾病治疗药物临床前研发中不可或缺的技术。本文介绍一种优化的小鼠经巩膜视网膜下注射技术,可提高术中操作成功率并最大限度减少视网膜损伤。
视网膜下注射是研究遗传性视网膜疾病疗法的重要临床前工具。在本视频中,我们介绍一种经过优化的、对小鼠进行微创视网膜下注射的技术。经巩膜的视网膜下注射是将物质递送至光感受器和视网膜色素上皮(RPE)的有效方法。
然而,该技术在操作上具有较高的难度,需要建立一种经过优化的实验方案以提高其可重复性和可及性。我们的改进包括开发了一种小鼠眼睑拉钩、术前给予阿托品、使用钻石刀制作针尖大小的巩膜切口,以及对注射针头尺寸和注射方法的优化。我们希望本方法所具备的一致性、可重复性、优异的转导覆盖范围以及最小化的手术损伤,能够提升视网膜下注射技术在科研领域的可及性。
我们的优化使小鼠视网膜下注射操作更简便、更快速,减少实验变异性,并提高注射成功率。该技术将促进未来临床前转化性视网膜研究。开始前30分钟,按1毫克/千克剂量经腹腔注射阿托品,总体积为50微升。
用所需体积的注射溶液填充玻璃微针。将微针连接至显微注射仪,并将补偿压力设定为五个百帕,以抵消毛细作用。将麻醉后的小鼠置于解剖体视显微镜下。
滴入一滴0.5%丙帕他卡因于眼部,以实现局部麻醉。滴入一滴含有0.2%环戊通和1%去氧肾上腺素的混合液于眼部,以扩大瞳孔,便于术后对视网膜下隆起进行成像,并减少术中出血。使用定制的微型金属开睑器暴露上方穹窿部,并固定开睑器,以实现免手操作的上眼睑牵拉。
使用斜角Vannas剪刀,在上方结膜和Tenon囊的角膜缘后约一毫米处做一对角膜缘切口,以暴露上方巩膜。仔细清除注射部位上方Tenon囊的任何残留组织。现在用带锁齿状镊子夹住结膜环切口和肌腱切断处的前缘。
然后轻柔地将眼球向下推,以暴露上方的巩膜。立即向眼内滴加一滴平衡缓冲盐溶液,以保持裸露巩膜的湿润,并获得更好的光学放大效果。使用钻石刀,在约12点位置、距角膜缘1至2毫米处做一个针尖大小的巩膜切口。
将刀片与巩膜呈切线方向放置,以确保巩膜切口小而浅。使用手术海绵轻轻吸除眼球表面所有的平衡缓冲盐溶液。将针头斜面朝下,以浅角度接触巩膜,缓慢将针尖插入巩膜切口,推进约0.5至1毫米,以进入视网膜下腔,同时避免穿透视网膜。
保持针头稳定,使用脚踏板以500百帕的压力开始注射,并持续加压15秒。拔出针头后,观察到部分注入液从巩膜切口处反流,表明给药成功,因为视网膜下腔无法容纳所注射溶液的全部体积。小心移除固定镊和眼睑撑开器,避免对眼球施加压力,以防进一步反流。
注射后立即在眼球表面涂抹足量的润滑性眼膏,以帮助观察视网膜下隆起。经巩膜注射后,光学相干断层扫描(OCT)可清晰显示视网膜下隆起,证实递送成功。为评估视网膜色素上皮(RPE)的靶向效果,注射了AAV-8 dystrophin 1-GFP,结果显示上皮层广泛出现绿色荧光,表明采用经巩膜途径可实现高效且广泛的RPE转导。
AAV-8 视紫红质 GFP 在视杆光感受器中产生了强烈的绿色荧光信号,在横截面和眼底图像中均可见,表明光感受器细胞的靶向和表达成功。AAV8-CAG-mCherry 在视网膜各层产生广泛的红色荧光,表明该技术能够支持跨多种细胞类型的广泛转基因表达。视网膜裂解物的蛋白质印迹分析也显示出强烈的绿色荧光蛋白表达,其中表达水平最高区域对应于注射液泡的中心,进一步验证了 AAV8 视紫红质 GFP 对光感受器的有效转导。
利用视网膜切片的免疫荧光分析优化AAV滴度,可选择出能够转导约90%靶细胞的病毒滴度。例如,在本例中,AAV8视紫红质GFP病毒原液以1:10稀释后,几乎在所有感光细胞中均实现了转基因表达;相比之下,1:100稀释则导致转导率不足。
视网膜电图显示,经巩膜注射可维持正常的视网膜功能,而经视网膜注射则导致A波和B波反应显著降低,提示视网膜损伤。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
本文介绍了一种优化的小鼠经巩膜下视网膜注射技术,旨在提高遗传性视网膜疾病治疗药物的递送效率。该方法着重于提升术中操作的成功率,同时最大限度地减少视网膜损伤。
小鼠经巩膜微创视网膜下注射技术通过减少手术变异性和保护视网膜功能,解决了眼科基因治疗临床前研究中的一个关键瓶颈。该技术通过最大限度降低操作相关损伤,提高了疗效评估的预测可靠性,直接影响早期候选药物的筛选及转化研究的连续性。其可重复性和高效性有助于稳健的靶点验证,并加速视网膜及黄斑疾病治疗策略的开发。
这种优化的注射技术适用于早期发现与临床前验证的衔接环节,能够实现可靠的体内递送,用于基因治疗候选物的评估。