نموذج جفاف العين للفئران مع خلل في الغدة الدمعية الناجم عن سكوبولامين
Summary
هنا ، نقوم بإنشاء نموذج الفئران لخلل الغدة الدمعية لتوفير أساس لدراسة جفاف العين المائي.
Abstract
جفاف العين المائي (ADDE) هو نوع من أمراض جفاف العين التي يمكن أن تؤدي إلى تقليل كمية ونوعية إفراز الدموع. يمكن أن يؤدي إنتاج الدموع غير الطبيعي لفترات طويلة إلى اضطراب في بيئة سطح العين ، بما في ذلك تلف القرنية والالتهاب. في الحالات الشديدة ، يمكن أن يسبب ADDE فقدان البصر أو حتى العمى. في الوقت الحالي ، يقتصر علاج جفاف العين على قطرات العين أو العلاج الطبيعي ، والذي يمكن أن يخفف فقط من أعراض عدم الراحة في العين ولا يمكنه علاج متلازمة العين الجافة بشكل أساسي. لاستعادة وظيفة الغدة الدمعية في جفاف العين ، أنشأنا نموذجا حيوانيا لخلل الغدة الدمعية في الفئران التي يسببها سكوبولامين. من خلال التقييم الشامل للغدة الدمعية والقرنيات والملتحمة وعوامل أخرى ، نهدف إلى توفير فهم كامل للتغيرات المرضية ل ADDE. بالمقارنة مع نموذج فأر العين الجافة الحالي ، يتضمن نموذج ADDE الحيواني هذا تقييما وظيفيا للغدة الدمعية ، مما يوفر منصة أفضل لدراسة خلل الغدة الدمعية في ADDE.
Introduction
بحلول عام 2021 ، يتأثر ما يقرب من 12٪ من الأشخاص بشكل كبير بجفاف العين1 ، مما يجعله أحد أكثر أمراض العيون المزمنة شيوعا. يمكن تقسيم جفاف العين إلى نوعين: العين الجافة التي تعاني من نقص مائي (ADDE) والعين الجافة التبخيرية (EDE)2 ، اعتمادا على العوامل المختلفة التي تؤثر على المرض. ينقسم ADDE أيضا إلى متلازمة سجوجرن (SS) وغير SS ، ولكن غالبية مرضى جفاف العين هم مرضى غير SS في السريرية3. تؤثر أعراض جفاف العين المزمنة بشكل خطير على الجودة البصرية للمرضى. حاليا ، يتضمن العلاج التقليدي لدائرة التنمية الاقتصادية تطبيق الدموع الاصطناعية لتليين سطح العين والعلاج الطبيعي للجفون. ومع ذلك، قد لا تقدم متلازمة العين الجافة علاجا كاملا في كثير من الحالات. لذلك ، فإن دراسة التسبب في مرض جفاف العين أمر بالغ الأهمية لتطوير علاجات وأدوية جديدة. توفر النماذج الحيوانية لمتلازمة العين الجافة أساسا لمزيد من البحث.
هناك العديد من الطرق لبناء نماذج حيوانية لمتلازمة العين الجافة4 ، بما في ذلك تغيير مستويات إفراز الدموع عن طريق تغيير مستويات الهرمون. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي إزالة خصيتي الفئران إلى تقليل إفراز الأندروجين ، وزيادة إفراز الدموع ، وتقليل تركيز المكون الإفرازي الحر (SC) و IgA في الدموع 5,6. طريقة أخرى هي الإشارة إلى تفاعلات المناعة الذاتية في الغدة الدمعية عن طريق إزالة أعصاب سطح العين التي تتحكم في الغدة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحقيق الحد المباشر من إفراز الدموع عن طريق إزالة الغدة الدمعية7 جراحيا. يمكن أن تؤدي الظروف البيئية المتغيرة أيضا إلى تسريع تبخر الدموع. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي استزراع في ظروف الرطوبة المنخفضة والتهوية الجافة إلى إنشاء نموذج للعين الجافة التبخيريةالمفرطة 8 ، والتي يمكن دمجها مع طرق أخرى لزيادة شدة جفاف العين. الأدوية الرئيسية المستخدمة للحث على النماذج التجريبية لجفاف العين هي الأتروبين والسكوبولامين9. كمثبطات السمبتاوي ، يمكن لكليهما أن يحفز الحصار الدوائي للمستقبلات الكولينية (المسكارينية) في الغدة الدمعية ويمنع إفراز الدموع. بالمقارنة مع جفاف العين الناجم عن حقن عضلات الأتروبين10 ، فإن سكوبولامين له تأثير مثبط أقوى على غدد الإفراز ، ومدة أطول من عمل الدواء ، وتأثيرات أضعف على عضلات القلب والأمعاء الصغيرة والشعب الهوائية الملساء. إنه أحد أكثر الأدوية نضجا لنماذج الجافة العين.
يمكن استخدام طرق مختلفة للحث على جفاف العين باستخدام سكوبولامين ، مثل الحقن تحت الجلد أو مضخة الدواء أو تطبيقالتصحيح 4،11،12. من أجل تقليل وتيرة إعطاء الدواء لحيوانات التجارب ، يطبق العديد من الباحثين بقع عبر الجلد على ذيول الفئران أو يستخدمون مضخات الدواء. ومع ذلك ، فإن كلتا الطريقتين لهما قيود. على سبيل المثال ، يجب أن يأخذ امتصاص البقع عبر الجلد في الاعتبار الامتصاص الفردي للفئران ، مما قد يؤدي إلى جرعة دواء غير متسقة. على الرغم من أن مضخات الدواء يمكنها التحكم بدقة في جرعة كل إدارة ، إلا أنها لا تتوافق دائما مع الدواء الذي يتم تسليمه أو التركيز المستخدم. كما يجب وضعها جراحيا – وهو أكثر توغلا للحيوان ، ويتطلب حدثا مخدرا ، وهناك احتمال حدوث مضاعفات ما بعد الجراحة مثل التفكك. الحقن تحت الجلد ، على الرغم من أنه أكثر تعقيدا ، يمكن أن يضمن جرعة دقيقة لكل إدارة والحفاظ على الاتساق في إدارة الدواء بين الفئران المختلفة. في الوقت نفسه ، لديها تكلفة أقل ومناسبة لإجراء عدد كبير من التجارب على.
تطبق هذه الدراسة الحقن المتكرر تحت الجلد من سكوبولامين لإنشاء نموذج فأر العين الجافة. نقوم بتحليل مؤشرات جفاف العين مثل عيوب القرنية ومستويات إفراز الدموع والتشكل المرضي للقرنية والملتحمة والغدة الدمعية. من خلال الجمع بين تركيز الدواء والمظاهر المرضية وأعراض جفاف العين ، فإننا نوضح بشكل أكبر نموذج فأر العين الجافة بالتفصيل ، مما يوفر بيانات تجريبية أكثر دقة لدراسة علاج جفاف العين والآليات المرضية. كما وصفنا عملية النمذجة بالتفصيل للباحثين في المستقبل.
Protocol
Representative Results
Discussion
العين الجافة التي تعاني من نقص مائي (ADDE) هي نوع مهم من جفاف العين ، حيث تمثل حوالي 1/3 من إجمالي عدد سكان العين الجافة17 ، والسبب الرئيسي ل ADDE هو الضرر المرضي للغدة الدمعيةوالالتهاب 13. بالنسبة لهذا النوع من جفاف العين ، فإن طرق العلاج السريري الأكثر شيوعا هي الدموع ال?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذه الدراسة من قبل التخصصات السريرية الرئيسية رفيعة المستوى لمقاطعة قوانغدونغ (SZGSP014) ومؤسسة شنتشن للعلوم الطبيعية (JCYJ20210324125805012).
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 |
Referências
- 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).
