视网膜病变

啮齿类糖尿病性视网膜病变动物模型的优点与


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糖尿病性视网膜病变(diabeticretinopathy,DR)是糖尿病最常见、最严重的并发症之一,糖尿病病程超过10年的患者均会表现出不同程度的视网膜病变。虽然糖尿病性视网膜病变是目前最常见的视网膜血管病,但其发病机制仍未完全阐明。糖尿病性视网膜病变的动物模型可以帮助我们认识视网膜产生病变的病理生理机制,提高疾病的预防和治疗水平,也为新药开发、治疗方法筛选提供了载体。目前,糖尿病性视网膜病变的实验动物模型有诱发性动物模型、自发性遗传性动物模型和转基因动物模型,常用的实验动物有大鼠、小鼠、猫、猴、狗、猪等。其中,大鼠和小鼠的DR模型在科学研究中应用最为广泛。

大鼠和小鼠个体小,饲养方便,繁殖迅速,容易处理,实验周期短,实验成本低,使之成为糖尿病性视网膜病变动物实验研究的首选。最常用的造模方法是通过化学药物诱导的方法来造模,通常使用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)腹腔或者静脉注射,选择性的破坏动物胰腺中的β细胞,短时间内大鼠/小鼠就会出现血糖升高,在此基础之上进而出现视网膜的改变。造模的早期,实验动物即可表现出视网膜电图的异常,之后逐渐发生光感受器变性、视网膜神经节细胞丢失、神经胶质细胞减少等病理改变,而视网膜血管损害出现的时间较晚,血管屏障功能损害的程度也比较轻。更为重要的是,化学药物诱导的啮齿类DR动物模型通常不发生增殖性改变,也不会发生视网膜水肿。有人通过对小鼠注射STZ联合低氧环境饲养或玻璃体腔注射VEGF等手段可以导致大鼠或小鼠发生视网膜增殖性改变,但这些病变的特点与人类的DR相距甚远。

本图选自DanielleM.Desjardins等人年发表在IOVS上的研究报告,Brown大鼠在注射STZ(60mg/kg)后的4周和9周行荧光素钠眼底血管造影。与同周龄的大鼠相比,造模9周时DM模型大鼠视网膜血管显得迂曲、扩张,但并没有明显的荧光素钠渗漏、无灌注区和新生血管形成。

与化学诱导的DM模型相比,通过转基因技术获得的DM小鼠或大鼠所表现出的视网膜改变更为接近人类DR过程中的变化。db/db小鼠、非肥胖型糖尿病(NOD)小鼠不仅可以出现类似于人类DR早期的视网膜改变,其玻璃体腔内VEGF的升高可引起视网膜血管血管通透性增加以及相应的增殖性视网膜病变。Akita小鼠会自发性地丧失胰岛细胞,由此产生的血糖升高。高血糖最早在4周时开始出现,随着时间的延续会出现早期DR的改变,如视网膜神经节细胞、周细胞和无长突细胞的减少等,随后视网膜血管也发生类似于DR的变化,包括视网膜血管通透性增加、无灌注区和新生血管形成等。Kimba小鼠是通过DNA显微注射法构建的含人VEGF基因转基因小鼠,该小鼠可出现广泛的视网膜血管渗漏、无灌注形成和视网膜新生血管。Akimba小鼠是Akita小鼠和Kimba小鼠杂交的后代,在自发性血糖升高的同时还可以出现VEGF的升高,其眼部可表现出一系列增殖性视网膜病变的改变,包括视网膜水肿、血管渗漏,视网膜无灌注区形成和视网膜新生血管等,与人类DR的变化极为接近,对研究DR具有极高的价值。

本图选自JoannaWisniewska-Kruk等人年发表在《ExperimentalEyeResearch》上的文章,Kimba和Akimba小鼠均可明显的血管增殖性改变,但Akimba小鼠视网膜血管的损伤更为严重。

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