张 燕 马 嵋
(1.新疆维吾尔自治区实验动物研究中心,新疆乌鲁木齐 830002; 2.新疆医科大学第一附属医院教学管理科,新疆乌鲁木齐 830054)
构建白内障动物模型的研究进展
张 燕1马 嵋2
(1.新疆维吾尔自治区实验动物研究中心,新疆乌鲁木齐 830002; 2.新疆医科大学第一附属医院教学管理科,新疆乌鲁木齐 830054)
目前,在世界范围内白内障排在致盲眼科疾病的首位,白内障预防和治疗就是眼科科研重点。由于患者晶状体的透明性受到多种因素的影响,并且白内障表现出的高度异质性,使得白内障的临床表现分类较多,根据患者发病年龄、病因或是晶状体的浑浊程度、发生部位、浑浊形态等方面不同将白内障大致分为年龄相关性、创伤性、代谢性白内障等。建立白内障动物模型,是现代眼科医学研究十分重要的手段之一,动物模型可以模仿各种病因或发病机制复杂的白内障,可以在有限的时间内,复制研究需要数量、具有可比性且在患者眼部不易得到的白内障症状素材,克服其他有可能产生干扰的因素影响,为科研人员进行白内障疾病基础性研究提供可靠手段及工具。
遗传性、先天性的白内障可能由染色体的异常或基因突变等因素引起。科学家制作该病动物模型的常用手段主要有以下3个途径:
(1)在大规模的实验动物群体中偶然发现自发式基因突变导致的实验动物,经过繁育手段,保持其常染色体显性遗传或隐性基因遗传的特性。科学家建立PAX6(5a)、aphakia及OPL转基因小鼠或基因突变小鼠等品系,就是利用基因手段导致小鼠眼部晶状体在早期的发育阶段出现突变建立的白内障模型。Hfi、Aey5小鼠是通过特定基因敲除建立的改变小鼠晶状体上皮细胞晶状体膜的性状改变建立的白内障小鼠模型。
(2)利用物理或者化学方法诱导基因突变,可以在短时间内建立需要的动物模型。常用的物理方法包括X-射线辐照、γ-射线电磁辐射等导致基因缺失和突变,化学方法一般利用乙酰基亚硝基脲、甲基苄肼等试剂诱导点突变,可以建立显性或隐性遗传的白内障动物模型。
(3)通过对不同基因组位点定向打靶或定向敲除方法,可以得到特定的染色体组缺失、失活、移位、倒位或突变的先天白内障转基因小鼠,从而简化和缩短动物模型构建过程。
10岁以上的白内障猕猴、萘诱发形成白内障动物模型、Emory白内障小鼠及OXYS白内障大鼠等动物模型的发病规律,晶状体结构及浑浊形成部位等都与人类老年性白内障极为相似,是研究人类老年性白内障的理想模型。
选用大小鼠为实验动物,在其药物敏感的幼年期,配制高浓度的亚硒酸盐采取多次小剂量或一次性大剂量通过皮下注射、腹腔注射或口服的方式,诱发幼年期的实验动物形成白内障。利用新西兰兔制作此模型尚在研究中,技术手段并未完全成熟。此外,制作晶状体组织培养液,在其中添加亚硒酸盐,同样可以诱发晶状体产生浑浊,形成白内障模型。
创伤性的白内障,通常是由于眼部晶状体受到尖锐穿透伤或是钝器击伤,擦挫伤时,晶状体细胞受损,出现浑浊,最终导致白内障的形成。目前最常采用针头刺穿晶状体或是用针头等利器在晶状体前囊刺划形成创伤,还可以用钝性重物如铁球、手术锤等多次反复击打实验动物的眼部,观察记录晶状体出现浑浊的时间,控制白内障形成过程。
化学试剂诱发的白内障动物模型除了前面提到的萘诱发形成白内障动物模型、硒性白内障动物模型以外,糖性白内障动物模型也是由化学试剂诱发动物体内血糖异常,从而引起白内障症状出现的一种动物模型。最常使用链脲菌属配合弗式完全佐剂、四氧嘧啶、D-半乳糖、葡萄糖、木糖、他克莫司等均可以建立模拟人类血糖异常,出现明显的白内障并发症状。
王建伟等人建立出核性白内障动物模型,就是应用激素类药物引起晶状体后囊下浑浊,此类白内障模型又明显与其他模型形成机理不同。
针对临床手术的医生,建立简单有效的白内障动物模型,为医生超声乳化手术前预实验提供技术训练模型。此类白内障模型的通用制作方法一般采用羊眼,固定后撕囊注射适量甲醛溶液,不同深度,多次注射后观察白内障症状的形成。这种白内障动物模型对于手术医生练习劈核技术、医生掌握和体会晶状体形态,软硬程度,厚薄程度、直径大小很有帮助。
目前的科技手段和药物,还没有能完全攻克人类白内障疾病。根据不同的病因,疾病发展过程,建立相应的白内障疾病动物模型,是为模拟人类白内障发病原因,病程进展,药物研发及药效评价,手术方案、技术确定及更新等基础性和临床研究提供重要载体。
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