角膜上皮の機械的および化学的損傷のためのEx Vivoおよびin vivo動物モデル
Summary
ここでは、角膜上皮の機械的および化学的損傷のためにマウスとウサギに基づく動物モデルを開発し、新しい治療法とそのメカニズムをスクリーニングします。
Abstract
化学火傷や外傷を含む眼表面の角膜損傷は、重度の瘢痕化、シンブレファロン、角膜辺縁系幹細胞の欠乏を引き起こし、大きく持続的な角膜上皮欠損を引き起こす可能性があります。以下の角膜混濁と末梢新生血管を伴う上皮欠損は、不可逆的な視覚障害をもたらし、将来の管理、特に角膜移植術を妨げます。動物モデルは有効な医薬品開発プラットフォームとして利用できるため、マウスの角膜損傷やウサギの角膜上皮へのアルカリ熱傷のモデルをここで開発します。ニュージーランドの白ウサギはアルカリ燃焼モデルで使用されています。異なる濃度の水酸化ナトリウムを、筋肉内麻酔下および局所麻酔下で30秒間角膜の中央円形領域に適用することができる。大量の等張性生理食塩水洗浄後、残留緩い角膜上皮は、この円形領域内のボーマン層まで角膜バリの奥深くまで除去されました。創傷治癒は、コバルトブルー光下でのフルオレセイン染色によって文書化された。C57BL/6マウスをマウス角膜上皮の外傷モデルに用いた。マウス中央角膜は、直径2 mmのスキンパンチを使用してマーキングされ、実体顕微鏡下で0.5 mmのバリを備えた角膜さびリングリムーバーによってデブリードされました。これらのモデルは、角膜上皮再生を促進する可能性のある点眼薬または幹細胞などの混合剤の治療効果を検証するために前向きに使用できます。角膜混濁、末梢新生血管、結膜鬱血を実体顕微鏡やイメージングソフトで観察することで、これらの動物モデルにおける治療効果をモニタリングすることができます。
Introduction
ヒトの角膜は5つの主要な層からなり、眼内組織を保護するための視力と構造的完全性を維持するための眼屈折において極めて重要な役割を果たします1。角膜の最外層は角膜上皮であり、基底細胞から順次分化し、眼表面から脱落するために上方に移動する5〜6層の細胞から構成されている1。ヒトおよびニュージーランドウサギの角膜と比較して、マウス角膜は同様の角膜構造を有するが、上皮および間質の厚さが減少したために中央部よりも周囲が薄い2。眼の光学系におけるその独特の位置のために、機械的損傷、細菌接種、および化学薬品などの多くの外部傷害は、上皮の完全性を容易に危険にさらし、さらに視力を脅かす上皮欠損、感染性角膜炎、角膜融解、さらには角膜穿孔につながる可能性があります。
滑沢剤、抗生物質、抗炎症剤、自動血清製品、羊膜などのさまざまな治療薬がすでに再上皮化を改善し、瘢痕化を減らすために使用されていますが、創傷治癒を可能にし、炎症を軽減し、瘢痕形成を抑制することができる他の潜在的な治療法はまだ開発されており、さまざまなプラットフォームでテストされています。糖尿病マウスにおける角膜さびリング除去剤による角膜上皮除去3、細菌接種用の滅菌25G針によるマウス角膜上皮上の線状引っかき傷4、角膜さびリング除去装置による角膜上皮のトレフィン支援除去5、角膜および辺縁の半分以上の上皮焼灼6など、角膜上皮創傷治癒のための様々な動物モデルが提案されている。、鈍いメス刃7によるトレフィン促進ウサギ角膜擦過傷、液体窒素8での瞬間凍結によるウシ角膜損傷。
角膜上皮への機械的損傷の他に、化学薬品、特に酸性およびアルカリ剤は眼の表面に対する一般的な侮辱でもあります。水酸化ナトリウム(NaOH、30〜60秒間0.1〜1 N)は、角膜化学火傷9,10,11,12,13のマウスおよびウサギモデルで一般的に使用される化学物質の1つです。100%エタノールもラット化学熱傷モデルにおいて角膜に適用され、続いて外科用ブレード14を用いて追加の機械的スクラップが続いた。健康な眼の表面の維持は、まぶた、マイボーム腺、涙系、結膜、角膜などの機能単位に依存するため、in vivo動物モデルは、ex vivo培養角膜上皮細胞または角膜組織よりもいくつかのメリットがあります。本稿では、角膜擦過傷のマウスモデルと、角膜アルカリ熱傷のウサギモデルについて実証する。
Protocol
Representative Results
Discussion
角膜損傷のマウスおよびウサギモデルは、創傷治癒のモニタリング、新しい治療法の試験、創傷治癒および治療経路の根底にあるメカニズムの研究のための有用なex vivoおよびin vivoプラットフォームを提供します。研究の目的に応じて、短期または長期の実験にさまざまな動物モデルを使用できます。例えば、in vivoでマウス角膜に上皮欠損を作成した後、閉じ込められた?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、台湾原子力評議会(助成金番号A-IE-01-03-02-02)、科学技術省(助成金番号NMRPG3E6202-3)、および長宮医学研究プロジェクト(助成金番号CMRPG3H1281)から資金提供を受けました。
Materials
| 6/0 Ethicon vicryl suture | Ethicon | 6/0VICRYL | tarsorrhaphy |
| Barraquer lid speculum | katena | K1-5355 | 15 mm |
| Barraquer needle holder | Katena | K6-3310 | without lock |
| Barron Vacuum Punch 8.0 mm | katena | K20-2108 | for cutting filter paper |
| C57BL/6 mice | National Laboratory Animal Center | RMRC11005 | mouse strain |
| Castroviejo forceps 0.12 mm | katena | K5-2500 | |
| Corneal rust ring remover with 0.5 mm burr | Algerbrush IITM; Alger Equipment Co., Inc. Lago Vista, TX | CHI-675 | for debridement of the corneal epithelium |
| Filter paper | Toyo Roshi Kaisha,Ltd. | 1.11 | |
| Fluorescein sodum ophthalmic strips U.S.P | OPTITECH | OPTFL100 | staining for corneal epithelial defect |
| Ketamine hydrochloride | Sigma-Aldrich | 61763-23-3 | intraperitoneal or intramuscular anesthetics |
| New Zealand White Rabbits | Livestock Research Institute, Council of Agriculture,Executive Yuan | Rabbit models | |
| Normal saline | TAIWAN BIOTECH CO., LTD. | 100-120-1101 | |
| Proparacaine | Alcon | ALC2UD09 | topical anesthetics |
| Skin biopsy punch 2mm | STIEFEL | 22650 | |
| Sodium chloride (NaOH) | Sigma-Aldrich | 1310-73-2 | a chemical agent for alkali burn |
| Stereomicroscope | Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA | SV11 | microscope for surgery |
| Westcott Tenotomy Scissors Medium | katena | K4-3004 | |
| Xylazine hydrochloride 23.32 mg/10 mL | Elanco animal health Korea Co., LTD. | 047-956 | intraperitoneal or intramuscular anesthetics |
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