动物造模,兔角膜膨隆模型 中国实验动物信息网 2023-10-05 975

　　背景：圆锥角膜（KC）是一种非炎性，进行性，肿胀性疾病。它通常是双侧的，其特征是角膜变薄，疤痕，根尖突起和不规则的角膜形貌。 KC是世界上常见的临床疾病，在2000年的发病率约为1、并且没有性别或种族倾向。该病通常始于青少年，通常发展至中年。 KC通常会导致由近视和散光引起的进行性视力障碍。这是发达国家中角膜移植的*常见情况。因此，KC已成为眼科领域广泛的临床和基础研究的焦点。 KC的确切病因仍未知，可能涉及遗传和环境因素。 KC治疗包括隐形眼镜，呼吸镜，角膜胶原蛋白交联，环内节段插入和角膜移植。了解疾病的发展和发作过程可以帮助发现KC的原因和治疗方法。作为基础研究的宝贵和必不可少的工具，体内动物模型使研究人员能够更好地了解KC的病理生理学，测试病原性假设并评估潜在的治疗方法。但是，没有合适的KC动物模型。这可能是由于其病因复杂而未知。因此，我们需要一种可以重现该疾病的病理生理特征的动物模型。由于KC是*常见的角膜肿胀症，因此建立模拟KC的角膜肿胀模型很重要。角膜屈光手术可去除角膜组织，破坏角膜的生物力学，并降低胶原蛋白的拉伸强度。激光原位LASIK（LASIK）在动物角膜，尤其是兔角膜上的应用是*常见的角膜扩张动物模型。但是，LASIK术后扩张模型和KC可能在超精细结构方面不同于组织病理学，因此LASIK术后扩张模型不是圆锥角膜的理想动物模型。降解酶（例如酸酯酶，酸性磷酸酶，组织蛋白酶B和G）与抑制剂（例如角膜抑制剂和巨球蛋白）之间的不平衡被认为与KC有关。研究表明，在这种疾病期间，基质中的胶原蛋白含量降低了。胶原酶的活性在器官培养的KC角膜中增加。这可以允许使用局部胶原酶的应用创建角膜隆起模型。 Hong等。报告了局部应用胶原酶后角膜供体的角膜曲率显着增加。初步研究还观察到，用胶原酶处理的兔子死亡后，角膜的角膜曲率增加。然而，胶原酶处理的供体角膜的供应是有限的。因此，以下研究研究了由II型胶原酶诱导的兔角膜肿胀模型。方法：动物和II型胶原酶的制备：10只新西兰雌性白兔，体重3至3.5公斤。免费获得食物和水。在整个研究过程中提供连续的临床护理（每天24小时/每周7天），以确保根据需要及时进行干预。给动物静脉注射5％的戊巴比妥钠0.6 mL/kg，在手术过程中使用0.4％盐酸奥布卡因滴眼液进行局部麻醉，并在手术前后进行眼部检查。将II型胶原酶溶于粉末状的15％葡聚糖平衡盐溶液中，终浓度为5 mg/mL。

　　手术：10只兔子有20只眼，随机分为2组。右眼是实验组，左眼是对照组。用0.6 mL/kg 5％戊巴比妥钠静脉麻醉兔子。用0.4％的盐酸奥布卡因滴眼液进行表面麻醉。上皮伤口切除后，将角膜弹性蛋白置于角膜中。在实验组中，将200μl的5μg/ ml II型胶原酶溶液转移至角膜环并在室温下浸泡30分钟。然后用棉签冲洗溶液，并用0.9％氯化钠溶液冲洗角膜。对照眼经历相同的方案，但是所施加的溶液缺乏II型胶原酶。 眼睛检查：在手术之前，使用裂隙灯检查兔子的眼是否结膜注射，角膜浸润和基质炎症。在为期14天的研究期间，每天重复进行这些操作。角膜曲率测量方法：角膜曲率测量是在手术前1天，手术后7天和14天用便携式角膜计进行的。在每个时间点进行八次测量，并在屈光度（D）中记录平均角膜曲率（KM）和Km的变化。

　　如何测量角膜厚度：在手术前7天和手术后14天记录中心角膜厚度（CCT），并在局部麻醉下使用手持式测厚仪进行测量。在每个时间点进行六次测量，并记录平均CCT和CCT变化。 生物力学测量：在第14天，通过静脉内注射过量的戊巴比妥钠使兔子安乐死。从每只眼睛的邻近巩膜（宽度2毫米）获取整个角膜。用双刀手术刀垂直（12：00-6：00）切割包含2mm巩膜两端的4mm宽中央角膜带。角膜带以5N的力固定在计算机控制的测试机夹具上。以3mm/min的速度拉伸角膜带，并记录载荷和变形。弹性模量定义为拉伸应力（每单位横截面积的角膜带的变形量）与拉伸应变（由应力引起的长度变化率）之比。组织学：将剩余的角膜标本用4％聚甲醛固定3天，并包埋在石蜡中。然后将其垂直切成8μm厚的切片以进行苏木精-伊红染色。

　　结果：眼睛检查：手术后每天进行裂隙灯检查，未见结膜注射，角膜浸润或间质发炎。荧光素染色测试表明，术后约5天角膜上皮已完全愈合。

　　角膜曲率测量：手术前，两组之间的Km差异无统计学意义。手术后，实验组的KM增加，对照组的Km下降。实验组的KM在第7天和第14天分别显着增加了1.54±1.29d和0.89±0.89D。与对照组相比，KM在两个时间点（第7天和第14天）发生了显着变化。

　　如何测量角膜厚度：两组术前CCT差异无统计学意义。实验组的CCT在第7天和第14天分别降低了23.10±12.17μm和16.10±10.46μm。与对照组相比，CCT的变化在第7天和第14天的时间点显着不同。

　　生物力学测量：应力应变测量表明，接触胶原酶会降低角膜僵硬度。胶原酶处理后，角膜的弹性模量显着降低。变形角膜的弹性模量分别为5％，10％，15％和20％，低于对照组角膜的弹性模量，两组之间在10％和15％的畸变上有统计学差异。组织学：与对照组相比，实验组的胶原纤维排列松散，并观察到层间裂缝。结论：这项研究描述了一种胶原酶诱导的兔角膜肿胀的模型。它模拟角膜中的KC，角膜变薄和模量降低。该模型可用于进一步研究KC的病因并评估该疾病的新治疗方法。