前言
眼作為人的感光器官,是一種復合光學系統(tǒng),正常眼球的屈光狀態(tài)我們稱為正視,正視是指在眼調(diào)節(jié)靜止時,外界的平行光線通過眼屈光系統(tǒng)恰好聚焦在眼視網(wǎng)膜的黃斑中心凹的一種屈光狀態(tài)。那么此時若無法在黃斑中心凹聚焦時稱之為非正視,即屈光不正。在眼部所有屈光不正中,近視(myopia)是最常見的一種屈光不正狀態(tài)。眼球正視化的過程大多體現(xiàn)在角膜變平、晶狀體增厚、前房加深和眼軸增加使得屈光度數(shù)減小,正視化的過程是經(jīng)過反饋機制不斷調(diào)節(jié)使得視網(wǎng)膜平面與眼球焦點平面相適應(yīng)的過程,其依賴于有效的光刺激以及完整的反饋環(huán)路,人眼正視化過程約在7~9歲完成,性成熟在女性11~13歲、男14~16歲完成。在調(diào)節(jié)放松的狀態(tài)下,平行光線經(jīng)眼屈光系統(tǒng)聚焦到視網(wǎng)膜前方,這種屈光狀態(tài)稱之為近視。近視的發(fā)生受多種因素影響,主要是環(huán)境及遺傳因素的影響。近視不僅僅表現(xiàn)為屈光不正的狀態(tài),高度近視患者會合并有其他眼內(nèi)的病變,如:玻璃體混濁、豹紋狀眼底、近視黃斑出血或新生血管、視網(wǎng)膜周邊格子樣變性、視網(wǎng)膜囊樣變性及后鞏膜葡萄腫等。
近視是人類不可忽視的一種疾病,通過配鏡可矯正其屈光不正的狀態(tài),但是卻不能治療其眼底的改變,為了研究其發(fā)病機制以期從根本上治療近視,人們通過動物模型對近視進行研究,近視的動物模型主要有形覺剝奪及加用凹面鏡遮蓋的方法。
在選擇實驗動物的時候,不但要考慮實驗操作方便以及易于飼養(yǎng),更要考慮實驗動物視覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及其正視化過程、近視發(fā)生發(fā)展與人類的相似性,既往人們曾使用雞、猴、小鼠、貓等動物做為近視眼實驗動物模型,但雞眼球與人眼球的組織結(jié)構(gòu)存在較大的差異,現(xiàn)已少有人使用;猴飼養(yǎng)困難,成本高,雖然與人類親緣近,但是存在較多倫理問題,使用也較少;小鼠有較明確的近視眼家系,但其眼球調(diào)節(jié)方式與人類的有很大的不同;貓夜間用眼較多,與人類用眼習慣不同,人眼夜間使用后容易疲勞是近視眼發(fā)病的原因之一;近些年來,豚鼠作為近視眼動物模型的使用越來越多。在選擇實驗動物作為近視眼的動物模型時要多考慮實驗動物眼球發(fā)育階段及眼球調(diào)節(jié)機制的不同,并以此選擇不同的方法及干預時機。
使用帶狀光檢眼鏡或紅外線自動驗光儀均可穩(wěn)定測量實驗動物屈光度,驗光前置于暗室1小時后再檢查,帶狀光檢眼鏡驗光前需使用復方托比卡胺滴眼液散瞳,點眼5次,間隔5分鐘,點完1小時暗室中檢查。
雞:雞出生便開眼,正視化過程完成在8周左右,4個月完成性成熟。雞眼球球壁外層由軟骨層和纖維層構(gòu)成,近視發(fā)展過程中,眼軸的增加是由于軟骨層中蛋白多糖的合成增加所致,其眼軸的延長是一個主動的過程,雞的睫狀肌屬于橫紋肌缺乏M受體調(diào)節(jié)機制,無黃斑中心凹結(jié)構(gòu)和視網(wǎng)膜的血液供應(yīng)系統(tǒng),以上情況可以看出雞眼調(diào)節(jié)及結(jié)構(gòu)均與人類不同,雞眼球延長及回退的機制與人類 不同。
小鼠:小鼠生后12~14天開眼,雄性4周、雌性6周達到性成熟。小鼠眼球據(jù)文獻報道其屈光介質(zhì)的光學性較差,其視力估計是人眼視力的1/100。眼內(nèi)結(jié)構(gòu)與人類相似,但其瞳孔比人類小,焦深大,其正視化機制對眼球發(fā)育的調(diào)控作用不大,而且小鼠的睫狀體無調(diào)節(jié)功能,調(diào)節(jié)機制與人類不相同。小鼠的眼球小,活體測量困難。白化小鼠眼內(nèi)色素缺失,眼軸延長在脈絡(luò)膜中的調(diào)節(jié)途徑無法驗證。
獼猴:獼猴出生開眼,2年完成正視化,3年性成熟。猴眼的解剖、調(diào)節(jié)、視覺功能以及眼球大小與人類均很相似,眼底黃斑結(jié)構(gòu)、中心凹視錐細胞的密度與人類相似。猴眼具有立體覺、色覺,恒河猴的視覺系統(tǒng)發(fā)育與人類更為相似。猴眼軸每增加1mm,近視性漂移增加約3.7D,明顯大于人類的數(shù)值,其眼軸的延長是由于鞏膜細胞外基質(zhì)降解的作用。由于猴子眼睛與人類眼睛有這么多的相似之處,相較其他動物而言實驗數(shù)據(jù)更為可靠。但猴子的飼養(yǎng)成本高,價格昂貴,存在多種人獸共患疾病,需要很復雜的倫理審核,大樣本實驗難以開展。
豚鼠:豚鼠出生開眼,出生后呈現(xiàn)遠視狀態(tài)(+5.00D左右)同人類相似,3周內(nèi)眼軸伸長迅速,11周完成正視化,豚鼠5月齡達到體成熟,但性早熟特征明顯,雄性70天、雌性30~45天性成熟。豚鼠視力較好,晶狀體、視網(wǎng)膜的解剖結(jié)構(gòu)及生理功能與人類相似。眼球較大利于測量眼軸長度,其近視的發(fā)展過程中眼軸的延長依賴于鞏膜基質(zhì)的降解與人類相似。是較理想的近視眼動物模型。
樹鼩:樹鼩出生后16~24天開眼,正視化在2個月內(nèi)完成,3~4個月達到性成熟。樹鼩晝視力較好,眼球結(jié)構(gòu)與人類相似,但由于其主要是晝行,其視網(wǎng)膜以視錐細胞為主。樹鼩眼球較小,測量儀器需特殊設(shè)計。其近視發(fā)生過程中晶狀體變薄,鞏膜細胞外基質(zhì)降解變薄,眼軸延長。但樹鼩生活于云南,北方不易飼養(yǎng)且繁殖困難,樹鼩應(yīng)激反應(yīng)強,難以配合實驗。
部分造模方法
使用動物:雞、小鼠、獼猴、樹鼩
【造模機制】:
使用各種方法阻斷中心視覺路徑,避免視網(wǎng)膜成像,使實驗動物幼年時期視網(wǎng)膜失去形覺刺激,在正視化的影響下眼軸異常增長,形成近視。
【造模方法】:
1.眼臉縫合粘連方法 麻醉和固定實驗動物,無菌操作下行一眼或者雙眼(實驗需要)的眼瞼縫合(上下瞼緣剪除少許形成創(chuàng)面),術(shù)后正常飼養(yǎng)。雞:選用剛出生的雛雞縫合或者粘連眼瞼,1個月內(nèi)誘導出約20D軸性近視,但出生3個月后的雞此方法不起作用。小鼠:縫合或粘連剛開眼小鼠眼瞼(約生后12~14天),2周左右可誘導出-5.00D左右的軸性近視。獼猴:縫合或粘連剛出生獼猴眼瞼,在28個月后能引起1.00-13.50D的近視,此法針對幼年猴均有效,但在正視化早期更為敏感。樹鼩:縫合剛開眼樹鼩眼瞼(生后16~24天),4周可形成形覺剝奪性近視,2個月軸性近視度數(shù)可達-10.00D, 其晶狀體發(fā)育延緩,恢復正常光線刺激后視力無法恢復正常。
2.佩戴彌散鏡片、眼罩或者面罩法 選擇剛出生幼雞遮蔽雞眼,14天后產(chǎn)生近視度數(shù)約-10.70D 左右。遮蔽雞眼不同方位產(chǎn)生的結(jié)果是不一樣的,側(cè)面遮蓋不會造成眼軸延長,額前遮蓋數(shù)周內(nèi)可誘導出高度近視,而全視野形覺剝奪后可造成包括赤道部在內(nèi)的眼軸延長。也可以選擇剛出生豚鼠遮蔽眼球,12小時光暗循環(huán),約在6天后發(fā)生近視,11天后遮蔽眼比對側(cè)眼多出-6.00D的近視,玻璃體腔延長約146µm, 11天之后的改變主要是角膜屈光力增加為主。
【模型特點】:
可產(chǎn)生較高的近視度數(shù),造成包括赤道部的全眼軸延長。
【模型評估和應(yīng)用】:
操作簡單,但在實驗過程中無法測量實驗動物遮蔽眼的屈光狀態(tài)。成模率 較高。造模時注意不同實驗動物縫合眼瞼時間的選擇。可用于近視眼機制的研究,尤其是形覺剝奪性近視的研究。形覺剝奪與人類先天性白內(nèi)障、先天性重度上瞼下垂及角膜渾濁引起的繼發(fā)性近視眼相似。
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