스코폴라민에 의해 유도된 눈물샘 기능 장애가 있는 쥐 안구건조증 모델
Summary
여기에서는 눈물샘 기능 장애의 쥐 모델을 확립하여 수성 결핍성 안구건조증 연구의 기초를 제공합니다.
Abstract
수성 결핍성 안구건조증(ADDE)은 눈물 분비량과 질이 감소할 수 있는 안구건조증의 일종입니다. 비정상적인 눈물 생성이 장기화되면 각막 손상 및 염증을 포함한 안구 표면 환경의 교란을 유발할 수 있습니다. 심한 경우 ADDE는 시력 상실 또는 실명을 유발할 수 있습니다. 현재 안구건조증 치료는 안약이나 물리치료에 국한되어 있어 안구건조증을 근본적으로 치료할 수는 없을 뿐 안안약의 증상을 완화할 수는 없습니다. 안구건조증에서 눈물샘의 기능을 회복시키기 위해, 우리는 스코폴라민에 의해 유도된 쥐의 눈물샘 기능 장애에 대한 동물 모델을 만들었습니다. 눈물샘, 각막, 결막 및 기타 요인에 대한 포괄적인 평가를 통해 ADDE의 병리학적 변화에 대한 완전한 이해를 제공하는 것을 목표로 합니다. 현재의 안구건조증 마우스 모델과 비교했을 때, 이 ADDE 동물 모델에는 눈물샘의 기능적 평가가 포함되어 있어 ADDE의 눈물샘 기능 장애를 연구하기 위한 더 나은 플랫폼을 제공합니다.
Introduction
2021년까지 약 12%의사람들이 안구건조증을 심각하게 앓고 있으며1 이는 가장 흔한 만성 안과 질환 중 하나입니다. 안구건조증은 수성 결핍성 안구건조증(ADDE)과 증발성 안구건조증(EDE)2의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. ADDE는 쇼그렌 증후군(Sjögren’s syndrome, SS)과 비SS(non-SS)로 나뉘는데, 대부분의 안구건조증 환자는 임상3에서 비SS 환자이다. 만성 안구건조증 증상은 환자의 시력에 심각한 영향을 미칩니다. 현재 기존의 안구 건조증 치료법은 인공 눈물을 사용하여 안구 표면을 윤활하고 눈꺼풀의 물리 치료를 포함합니다. 그러나 안구건조증은 많은 경우 완전한 치료법이 되지 않을 수 있습니다. 따라서 안구건조증의 발병기전을 연구하는 것은 새로운 치료법과 약물 개발에 매우 중요합니다. 안구건조증의 동물 모델은 추가 연구의 기초를 제공합니다.
안구건조증4의 동물 모델을 만드는 방법에는 호르몬 수치를 변화시켜 눈물 분비 수치를 변화시키는 여러 가지 방법이 있다. 예를 들어, 쥐의 고환을 제거하면 안드로겐 분비를 감소시키고 눈물 분비를 증가시키며 눈물 5,6에서 유리 분비 성분 (SC) 및 IgA의 농도를 감소시킬 수 있습니다. 또 다른 방법은 눈물샘을 조절하는 눈 표면 신경을 제거하여 눈물샘의 자가면역 반응을 나타내는 것입니다. 또한, 눈물샘을 외과적으로 제거함으로써 눈물 분비를 직접 감소시킬 수 있다7. 환경 조건의 변화도 눈물 증발을 가속화할 수 있습니다. 예를 들어, 습도가 낮고 환기가 잘 되지 않는 환경에서 동물을 배양하면 과도한 증발성 안구건조증 모델8을 만들 수 있으며, 이는 안구건조증의 중증도를 증가시키기 위해 다른 방법과 결합될 수 있다. 안구건조증 유발에 사용되는 주요 약물은 아트로핀(atropine)과 스코폴라민(scopolamine)이다9. 부교감신경 억제제로서 둘 다 눈물샘에서 콜린성(무스카린) 수용체의 약리학적 봉쇄를 유도하고 눈물 분비를 억제할 수 있습니다. 아트로핀 근육 주사로 인한 안구 건조증에 비해10 스코폴라민은 분비선에 대한 억제 효과가 강하고 약물 작용 지속 시간이 길며 심장, 소장 및 기관지 평활근에 대한 효과가 약합니다. 안구건조증 동물 모델을 위한 가장 성숙한 약물 중 하나입니다.
스코폴라민으로 안구건조증을 유도하기 위해 피하주사, 약물 펌프 또는 패치 도포와 같은 다양한 방법을 사용할 수 있다 4,11,12. 실험 동물에 대한 약물 투여 빈도를 줄이기 위해 많은 연구자들은 쥐의 꼬리에 경피 패치를 적용하거나 약물 펌프를 사용합니다. 그러나 이 두 가지 방법 모두 한계가 있습니다. 예를 들어, 경피 패치의 흡수는 마우스의 개별 흡수를 고려해야 하며, 이는 일관되지 않은 약물 투여로 이어질 수 있습니다. 약물 펌프는 각 투여의 투여량을 정확하게 제어할 수 있지만 전달되는 약물 또는 사용되는 농도와 항상 호환되는 것은 아닙니다. 또한 외과적으로 배치해야 하는데, 이는 동물에게 더 침습적이고 마취 사건이 필요하며 탈구와 같은 수술 후 합병증이 발생할 가능성이 있습니다. 피하 주사는 더 번거롭지만 각 투여에 대한 정확한 투여량을 보장하고 다른 쥐 간의 약물 투여의 일관성을 유지할 수 있습니다. 동시에 비용이 저렴하고 많은 수의 동물 실험을 수행하는 데 적합합니다.
이 연구는 안구건조증 쥐 모델을 확립하기 위해 스코폴라민을 반복적으로 피하주사합니다. 각막 결손, 눈물 분비량, 각막, 결막, 눈물샘의 병리학적 형태 등 안구건조증 지표를 분석합니다. 약물 농도, 병리학적 증상 및 안구건조증 증상을 결합하여 안구건조증 쥐 모델을 더욱 자세히 설명하여 안구건조증 치료 및 병리학적 기전 연구를 위한 보다 정확한 실험 데이터를 제공합니다. 또한 미래의 연구자를 위해 모델링 프로세스에 대해 자세히 설명합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
수성 결핍성 안구건조증(ADDE)은 전체 안구건조증 인구의 약 1/3을 차지하는 중요한 유형의 안구건조증이며17 ADDE의 주요 원인은 눈물샘 병리학적 손상과 염증이다13. 이러한 유형의 안구건조증의 경우 가장 일반적인 임상 치료 방법은 증상을 완화하기 위한 인공눈물이나 스테로이드 또는 사이클로스포린의 국소 도포입니다18 반면, 눈물샘 손상?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 광둥성 고위급 임상 핵심 전문 분야(SZGSP014)와 선전 자연과학 재단(JCYJ20210324125805012)의 지원을 받았습니다.
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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