Scopolamine द्वारा प्रेरित लैक्रिमल ग्रंथि रोग के साथ एक चूहा सूखी आंख मॉडल
Summary
यहां, हम जलीय कमी वाली सूखी आंख के अध्ययन के लिए एक आधार प्रदान करने के लिए लैक्रिमल ग्रंथि की शिथिलता का एक चूहा मॉडल स्थापित करते हैं।
Abstract
जलीय कमी वाली सूखी आंख (एडीडीई) एक प्रकार की सूखी आंख की बीमारी है जिसके परिणामस्वरूप आंसू स्राव मात्रा और गुणवत्ता में कमी आ सकती है। लंबे समय तक असामान्य आंसू उत्पादन से कॉर्नियल क्षति और सूजन सहित ओकुलर सतह के वातावरण में गड़बड़ी हो सकती है। गंभीर मामलों में, ADDE दृष्टि हानि या अंधापन का कारण बन सकता है। वर्तमान में, सूखी आंख का उपचार आंखों की बूंदों या भौतिक चिकित्सा तक सीमित है, जो केवल आंखों की असुविधा के लक्षणों को कम कर सकता है और मूल रूप से सूखी आंख सिंड्रोम का इलाज नहीं कर सकता है। सूखी आंखों में लैक्रिमल ग्रंथि के कार्य को बहाल करने के लिए, हमने स्कोपोलामाइन द्वारा प्रेरित चूहों में लैक्रिमल ग्रंथि की शिथिलता का एक पशु मॉडल बनाया है। लैक्रिमल ग्रंथि, कॉर्निया, कंजंक्टिवस और अन्य कारकों के व्यापक मूल्यांकन के माध्यम से, हमारा उद्देश्य एडीडीई के रोग परिवर्तनों की पूरी समझ प्रदान करना है। वर्तमान सूखी आंख माउस मॉडल की तुलना में, इस एडीडीई पशु मॉडल में लैक्रिमल ग्रंथि का एक कार्यात्मक मूल्यांकन शामिल है, जो एडीडीई में लैक्रिमल ग्रंथि की शिथिलता का अध्ययन करने के लिए एक बेहतर मंच प्रदान करता है।
Introduction
2021 तक, लगभग 12% लोग सूखी आंखोंसे काफी प्रभावित होते हैं, 1, जिससे यह सबसे आम पुरानी आंखों की बीमारियों में से एक बन जाता है। सूखी आंख को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: जलीय-कमी वाली सूखी आंख (एडीडीई) और बाष्पीकरणीय सूखी आंख (ईडीई) 2, रोग को प्रभावित करने वाले विभिन्न कारकों के आधार पर। ADDE को आगे Sjögren के सिंड्रोम (SS) और गैर-SS में विभाजित किया गया है, लेकिन अधिकांश शुष्क आंख के रोगी नैदानिक3 में गैर-SS रोगी हैं। पुरानी सूखी आंख के लक्षण रोगियों की दृश्य गुणवत्ता को गंभीरता से प्रभावित करते हैं। वर्तमान में, डीईडी के पारंपरिक उपचार में नेत्र सतह और पलकों की भौतिक चिकित्सा को चिकनाई करने के लिए कृत्रिम आँसू का अनुप्रयोग शामिल है। हालांकि, सूखी आंख सिंड्रोम कई मामलों में पूर्ण इलाज की पेशकश नहीं कर सकता है। इसलिए, शुष्क आंख रोग के रोगजनन का अध्ययन नए उपचारों और दवाओं के विकास के लिए महत्वपूर्ण है। सूखी आंख सिंड्रोम के पशु मॉडल आगे के शोध के लिए एक आधार प्रदान करते हैं।
सूखी आंख सिंड्रोम4 के पशु मॉडल बनाने के कई तरीके हैं, जिसमें हार्मोन के स्तर को बदलकर आंसू स्राव के स्तर को बदलना शामिल है। उदाहरण के लिए, चूहों के वृषण को हटाने एण्ड्रोजन स्राव को कम कर सकते हैं, आंसू स्राव में वृद्धि, और आँसू 5,6 में मुक्त स्रावी घटक (अनुसूचित जाति) और आईजीए की एकाग्रता में कमी. एक अन्य विधि ग्रंथि को नियंत्रित करने वाली आंख की सतह की नसों को हटाकर लैक्रिमल ग्रंथि में ऑटोइम्यून प्रतिक्रियाओं को इंगित करना है। इसके अतिरिक्त, सीधे आंसू स्राव को कम करने शल्य चिकित्सा लैक्रिमल ग्रंथि7 को हटाने के द्वारा प्राप्त किया जा सकता है. पर्यावरणीय परिस्थितियों को बदलने से आंसू वाष्पीकरण में भी तेजी आ सकती है। उदाहरण के लिए, कम आर्द्रता और शुष्क वेंटिलेशन की स्थिति में जानवरों की खेती अत्यधिक बाष्पीकरणीय सूखी आंख8 का एक मॉडल स्थापित कर सकती है, जिसे सूखी आंख की गंभीरता को बढ़ाने के लिए अन्य तरीकों के साथ जोड़ा जा सकता है। सूखी आंख प्रयोगात्मक मॉडल प्रेरित करने के लिए इस्तेमाल किया मुख्य दवाओं atropine और scopolamine9 हैं. पैरासिम्पेथेटिक इनहिबिटर के रूप में, दोनों लैक्रिमल ग्रंथि में कोलीनर्जिक (मस्करीनिक) रिसेप्टर्स के औषधीय नाकाबंदी को प्रेरित कर सकते हैं और आंसू स्राव को रोक सकते हैं। एट्रोपिन मांसपेशी इंजेक्शन10 के कारण सूखी आंखों की तुलना में, स्कोपोलामाइन का स्राव ग्रंथियों पर एक मजबूत निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है, दवा की कार्रवाई की लंबी अवधि, और हृदय, छोटे आंतों और ब्रोन्कियल चिकनी मांसपेशियों पर कमजोर प्रभाव। यह सूखी आंखों के पशु मॉडल के लिए सबसे परिपक्व दवाओं में से एक है।
विभिन्न तरीकों का उपयोग स्कोपोलामाइन के साथ सूखी आंख को प्रेरित करने के लिए किया जा सकता है, जैसे चमड़े के नीचे इंजेक्शन, दवा पंप, या पैच आवेदन 4,11,12. प्रयोगात्मक जानवरों को दवा प्रशासन की आवृत्ति को कम करने के लिए, कई शोधकर्ता चूहों की पूंछ पर ट्रांसडर्मल पैच लागू करते हैं या दवा पंपों का उपयोग करते हैं। हालाँकि, इन दोनों विधियों की सीमाएँ हैं। उदाहरण के लिए, ट्रांसडर्मल पैच के अवशोषण को चूहों के व्यक्तिगत अवशोषण को ध्यान में रखना होगा, जिससे असंगत दवा की खुराक हो सकती है। हालांकि दवा पंप प्रत्येक प्रशासन की खुराक को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकते हैं, वे हमेशा दवा वितरित किए जाने या उपयोग की जा रही एकाग्रता के साथ संगत नहीं होते हैं। उन्हें शल्य चिकित्सा द्वारा भी रखा जाना चाहिए – जो जानवर के लिए अधिक आक्रामक है, एक संवेदनाहारी घटना की आवश्यकता होती है, और शल्य चिकित्सा के बाद की जटिलताओं जैसे स्फुटन की संभावना होती है। चमड़े के नीचे इंजेक्शन, हालांकि अधिक बोझिल, प्रत्येक प्रशासन के लिए सटीक खुराक सुनिश्चित कर सकता है और विभिन्न चूहों के बीच दवा प्रशासन में स्थिरता बनाए रख सकता है। इसी समय, इसकी लागत कम है और बड़ी संख्या में पशु प्रयोगों के संचालन के लिए उपयुक्त है।
यह अध्ययन सूखी आंख चूहे के मॉडल को स्थापित करने के लिए स्कोपोलामाइन के बार-बार चमड़े के नीचे इंजेक्शन लागू करता है। हम शुष्क आंख संकेतकों जैसे कॉर्नियल दोष, आंसू स्राव के स्तर और कॉर्निया, कंजाक्तिवा और लैक्रिमल ग्रंथि के रोग आकृति विज्ञान का विश्लेषण करते हैं। दवा एकाग्रता, रोग संबंधी अभिव्यक्तियों और सूखी आंख के लक्षणों के संयोजन से, हम सूखी आंख चूहे के मॉडल पर विस्तार से बताते हैं, शुष्क आंख उपचार और रोग तंत्र के अध्ययन के लिए अधिक सटीक प्रयोगात्मक डेटा प्रदान करते हैं। हम भविष्य के शोधकर्ताओं के लिए मॉडलिंग प्रक्रिया का विस्तार से वर्णन भी करते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
जलीय कमी सूखी आंख (ADDE) सूखी आंख का एक महत्वपूर्ण प्रकार है, कुल सूखी आंख आबादी17 के बारे में 1/3 के लिए लेखांकन, और ADDE के मुख्य कारण लैक्रिमल ग्रंथि रोग क्षति और सूजन13 है. इस प्रकार की सूखी आंख ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अध्ययन को गुआंग्डोंग प्रांतीय उच्च-स्तरीय नैदानिक कुंजी विशिष्टताओं (SZGSP014) और शेन्ज़ेन प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (JCYJ20210324125805012) द्वारा समर्थित किया गया था।
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 |
References
- Papas, E. B. The global prevalence of dry eye disease: A Bayesian view. Ophthalmic Physiol Opt. 41 (6), 1254-1266 (2021).
- Sy, A., et al. Expert opinion in the management of aqueous deficient dry eye disease (DED). BMC Ophthalmol. 15 (1), 133 (2015).
- Seo, Y., et al. Activation of HIF-1alpha (hypoxia inducible factor-1alpha) prevents dry eye-induced acinar cell death in the lacrimal gland. Cell Death Dis. 5 (6), 1309 (2014).
- Rahman, M. M., Kim, D. H., Park, C. -. K., Kim, Y. H. Experimental models, induction protocols, and measured parameters in dry eye disease: Focusing on practical implications for experimental research. Int J Mol Sci. 22 (22), 12102 (2021).
- Sullivan, D. A., Bloch, K. J., Allansmith, M. R. Hormonal influence on the secretory immune system of the eye: androgen regulation of secretory component levels in rat tears. J Immunol. 132 (3), 1130-1135 (1984).
- Sullivan, D. A., Allansmith, M. R. Hormonal modulation of tear volume in the rat. Exp Eye Res. 42 (2), 131-139 (1986).
- Maitchouk, D. Y., Beuerman, R. W., Ohta, T., Stern, M., Varnell, R. J. Tear production after unilateral removal of the main lacrimal gland in squirrel monkeys. Arch Ophthalmol. 118 (2), 246-252 (2000).
- Barabino, S., et al. The controlled-environment chamber: a new mouse model of dry eye. Invest Ophthalmol Vis Sci. 46 (8), 2766-2771 (2005).
- Viau, S., et al. Time course of ocular surface and lacrimal gland changes in a new scopolamine-induced dry eye model. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 246 (6), 857-867 (2008).
- Altinors, D. D., Bozbeyoglu, S., Karabay, G., Akova, Y. A. Evaluation of ocular surface changes in a rabbit dry eye model using a modified impression cytology technique. Curr Eye Res. 32 (4), 301-307 (2007).
- Daull, P., et al. Efficacy of a new topical cationic emulsion of cyclosporine A on dry eye clinical signs in an experimental mouse model of dry eye. Exp Eye Res. 153, 159-164 (2016).
- Dursun, D., et al. A mouse model of keratoconjunctivitis sicca. Invest Ophthalmol Vis Sci. 43 (3), 632-638 (2002).
- Fischer, A. H., Jacobson, K. A., Rose, J., Zeller, R. Cutting sections of paraffin-embedded tissues. CSH Protoc. 2008, (2008).
- Fischer, A. H., Jacobson, K. A., Rose, J., Zeller, R. Hematoxylin and eosin staining of tissue and cell sections. CSH Protoc. 2008, (2008).
- Shinomiya, K., Ueta, M., Kinoshita, S. A new dry eye mouse model produced by exorbital and intraorbital lacrimal gland excision. Sci Rep. 8 (1), 1483 (2018).
- Ramos, M. F., et al. Nonproliferative and Proliferative Lesions of the Rat and Mouse Special Sense Organs(Ocular [eye and glands], Olfactory and Otic). J Toxicol Pathol. 31, (2018).
- Stapleton, F., et al. TFOS DEWS II Epidemiology report. Ocul Surf. 15 (3), 334-365 (2017).
- Foulks, G. N., et al. Clinical guidelines for management of dry eye associated with Sjogren disease. Ocul Surf. 13 (2), 118-132 (2015).
- Huang, W., Tourmouzis, K., Perry, H., Honkanen, R. A., Rigas, B. Animal models of dry eye disease: Useful, varied and evolving (Review). Exp Ther Med. 22 (6), 1394 (2021).
- Brayer, J. B., Humphreys-Beher, M. G., Peck, A. B. Sjogren’s syndrome: immunological response underlying the disease. Arch Immunol Ther Exp (Warsz. 49 (5), 353-360 (2001).
- Lin, Z., et al. A mouse dry eye model induced by topical administration of benzalkonium chloride). Mol Vis. 17, 257-264 (2011).
