Ein Rattenmodell für trockenes Auge mit durch Scopolamin induzierter Funktionsstörung der Tränendrüse
Summary
Hier etablieren wir ein Rattenmodell der Tränendrüsendysfunktion, um eine Grundlage für die Untersuchung des wässrig-defizienten trockenen Auges zu schaffen.
Abstract
Das wässrig-defiziente trockene Auge (ADDE) ist eine Art von Erkrankung des trockenen Auges, die zu einer Verringerung der Quantität und Qualität der Tränensekretion führen kann. Eine längere abnormale Tränenproduktion kann zu einer Störung der Augenoberfläche führen, einschließlich Hornhautschäden und Entzündungen. In schweren Fällen kann ADDE zu Sehverlust oder sogar Erblindung führen. Derzeit beschränkt sich die Behandlung des trockenen Auges auf Augentropfen oder Physiotherapie, die nur die Symptome von Augenbeschwerden lindern und das Syndrom des trockenen Auges nicht grundlegend heilen können. Um die Funktion der Tränendrüse bei trockenem Auge wiederherzustellen, haben wir ein Tiermodell der durch Scopolamin induzierten Tränendrüsenfunktionsstörung bei Ratten erstellt. Durch die umfassende Bewertung der Tränendrüse, der Hornhaut, der Bindehaut und anderer Faktoren wollen wir ein vollständiges Verständnis der pathologischen Veränderungen der ADDE vermitteln. Im Vergleich zum aktuellen Mausmodell für trockene Augen enthält dieses ADDE-Tiermodell eine funktionelle Bewertung der Tränendrüse und bietet eine bessere Plattform für die Untersuchung der Tränendrüsenfunktionsstörung bei ADDE.
Introduction
Bis 2021 sind etwa 12 % der Menschen erheblich von trockenen Augenbetroffen 1, was sie zu einer der häufigsten chronischen Augenkrankheiten macht. Trockenes Auge kann in zwei Arten unterteilt werden: Kammerwassermangel trockenes Auge (ADDE) und verdunstungsarmes trockenes Auge (EDE)2, abhängig von den verschiedenen Faktoren, die die Krankheit beeinflussen. ADDE wird weiter in Sjögren-Syndrom (SS) und Nicht-SS unterteilt, aber die Mehrheit der Patienten mit trockenem Auge sind Nicht-SS-Patienten in Klinik3. Chronische Symptome des trockenen Auges beeinträchtigen die Sehqualität der Patienten erheblich. Derzeit umfasst die konventionelle Behandlung von DED die Anwendung künstlicher Tränen zur Befeuchtung der Augenoberfläche und die physikalische Therapie der Augenlider. Das Syndrom des trockenen Auges bietet jedoch in vielen Fällen möglicherweise keine vollständige Heilung. Daher ist die Untersuchung der Pathogenese des trockenen Auges für die Entwicklung neuer Therapien und Medikamente von entscheidender Bedeutung. Tiermodelle des Syndroms des trockenen Auges bilden eine Grundlage für weitere Forschungen.
Es gibt viele Möglichkeiten, Tiermodelle für das Syndrom des trockenen Auges4 zu konstruieren, einschließlich der Änderung der Tränensekretion durch Veränderung des Hormonspiegels. Beispielsweise kann das Entfernen der Hoden von Ratten die Androgensekretion reduzieren, die Tränensekretion erhöhen und die Konzentration der freien sekretorischen Komponente (SC) und IgA in Tränen verringern 5,6. Eine andere Methode besteht darin, Autoimmunreaktionen in der Tränendrüse anzuzeigen, indem die Nerven der Augenoberfläche entfernt werden, die die Drüse steuern. Zusätzlich kann eine direkte Reduzierung der Tränensekretion durch chirurgische Entfernung der Tränendrüseerreicht werden 7. Wechselnde Umgebungsbedingungen können auch die Tränenverdunstung beschleunigen. Beispielsweise kann die Kultivierung von Tieren bei niedriger Luftfeuchtigkeit und trockener Belüftung ein Modell für übermäßige Verdunstung des trockenen Auges8 erstellen, das mit anderen Methoden kombiniert werden kann, um den Schweregrad des trockenen Auges zu erhöhen. Die wichtigsten Medikamente, die zur Induktion von experimentellen Modellen für trockene Augen verwendet werden, sind Atropin und Scopolamin9. Als parasympathische Inhibitoren können beide eine pharmakologische Blockade cholinerger (muskarinischer) Rezeptoren in der Tränendrüse induzieren und die Tränensekretion hemmen. Im Vergleich zu trockenen Augen, die durch Atropin-Muskelinjektion verursacht werden10, hat Scopolamin eine stärkere hemmende Wirkung auf die Sekretdrüsen, eine längere Wirkungsdauer des Arzneimittels und eine schwächere Wirkung auf die glatte Herz-, Darm- und Bronchialmuskulatur. Es ist eines der ausgereiftesten Medikamente für Tiermodelle mit trockenen Augen.
Es können verschiedene Methoden verwendet werden, um trockene Augen mit Scopolamin zu induzieren, wie z. B. subkutane Injektion, Medikamentenpumpe oder Pflasteranwendung 4,11,12. Um die Häufigkeit der Medikamentenverabreichung an Versuchstiere zu reduzieren, bringen viele Forscher transdermale Pflaster an den Schwänzen von Mäusen an oder verwenden Medikamentenpumpen. Beide Methoden haben jedoch Einschränkungen. Beispielsweise muss die Resorption von transdermalen Pflastern die individuelle Resorption von Mäusen berücksichtigen, was zu einer inkonsistenten Medikamentendosierung führen kann. Obwohl Medikamentenpumpen die Dosierung jeder Verabreichung genau steuern können, sind sie nicht immer mit dem verabreichten Medikament oder der verwendeten Konzentration kompatibel. Sie müssen auch chirurgisch platziert werden – was für das Tier invasiver ist, eine Anästhesie erfordert und es besteht die Möglichkeit von postoperativen Komplikationen wie Dehiszenz. Die subkutane Injektion ist zwar umständlicher, kann aber eine genaue Dosierung für jede Verabreichung sicherstellen und die Konsistenz der Arzneimittelverabreichung bei verschiedenen Ratten aufrechterhalten. Gleichzeitig hat es geringere Kosten und eignet sich für die Durchführung einer Vielzahl von Tierversuchen.
In dieser Studie wird wiederholte subkutane Injektion von Scopolamin angewendet, um ein Rattenmodell mit trockenem Auge zu etablieren. Wir analysieren Indikatoren für trockene Augen wie Hornhautdefekte, Tränensekretion und pathologische Morphologie der Hornhaut, der Bindehaut und der Tränendrüse. Durch die Kombination von Arzneimittelkonzentration, pathologischen Manifestationen und Symptomen des trockenen Auges führen wir das Modell der Ratte mit trockenen Augen weiter im Detail aus und liefern genauere experimentelle Daten für die Untersuchung der Behandlung des trockenen Auges und pathologischer Mechanismen. Wir beschreiben auch den Modellierungsprozess für zukünftige Forscher im Detail.
Protocol
Representative Results
Discussion
Das wässrig-defiziente trockene Auge (ADDE) ist eine wichtige Art des trockenen Auges, die etwa 1/3 der gesamten Population des trockenen Auges ausmacht17, und die Hauptursache für ADDE ist eine pathologische Schädigung und Entzündung der Tränendrüse13. Für diese Art von trockenem Auge sind die häufigsten klinischen Behandlungsmethoden künstliche Tränen zur Linderung der Symptome oder die topische Anwendung von Steroiden oder Cyclosporin18,…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Studie wurde von Guangdong Provincial High-level Clinical Key Specialties (SZGSP014) und der Shenzhen Natural Science Foundation (JCYJ20210324125805012) unterstützt.
Materials
| 0.9% sodium chloride solution | SJZ No.4 Pharmaceutical | H13023201 | |
| 4% paraformaldehyde | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd | G1113 | |
| Absolute ethanol | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 10009218 | |
| Fluorescein sodium ophthalmic strips | Tianjin Yinuoxinkang Medical Device Tech Co., Ltd | YN-YG-I | |
| Hematoxylin and eosin | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | D006 | |
| Neutral balsam | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd. | G8590 | |
| Paraffin | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd. | YA0012 | |
| Periodic Acid-Schiff Staining Kit | Beyotime Biotechnology | C0142S | |
| Schirmer tear test strips | Tianjin Yinuoxinkang Medical Device Tech Co., Ltd | YN-LZ-I | |
| Scopolamine hydrobromide | Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd | S860151 | |
| Small animal microscope | Head Biotechnology Co,. Ltd | ZM191 | |
| Xylene | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 10023418 |
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