前言
眼作為人的感光器官,是一種復合光學(xué)系統,正常眼球的屈光狀態(tài)我們稱(chēng)為正視,正視是指在眼調節靜止時(shí),外界的平行光線(xiàn)通過(guò)眼屈光系統恰好聚焦在眼視網(wǎng)膜的黃斑中心凹的一種屈光狀態(tài)。那么此時(shí)若無(wú)法在黃斑中心凹聚焦時(shí)稱(chēng)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(jiàn)的一種屈光不正狀態(tài)。眼球正視化的過(guò)程大多體現在角膜變平、晶狀體增厚、前房加深和眼軸增加使得屈光度數減小,正視化的過(guò)程是經(jīng)過(guò)反饋機制不斷調節使得視網(wǎng)膜平面與眼球焦點(diǎn)平面相適應的過(guò)程,其依賴(lài)于有效的光刺激以及完整的反饋環(huán)路,人眼正視化過(guò)程約在7~9歲完成,性成熟在女性11~13歲、男14~16歲完成。在調節放松的狀態(tài)下,平行光線(xiàn)經(jīng)眼屈光系統聚焦到視網(wǎng)膜前方,這種屈光狀態(tài)稱(chēng)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。近視不僅僅表現為屈光不正的狀態(tài),高度近視患者會(huì )合并有其他眼內的病變,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(lèi)不可忽視的一種疾病,通過(guò)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(guò)動(dòng)物模型對近視進(jìn)行研究,近視的動(dòng)物模型主要有形覺(jué)剝奪及加用凹面鏡遮蓋的方法。
在選擇實(shí)驗動(dòng)物的時(shí)候,不但要考慮實(shí)驗操作方便以及易于飼養,更要考慮實(shí)驗動(dòng)物視覺(jué)系統的結構以及其正視化過(guò)程、近視發(fā)生發(fā)展與人類(lèi)的相似性,既往人們曾使用雞、猴、小鼠、貓等動(dòng)物做為近視眼實(shí)驗動(dòng)物模型,但雞眼球與人眼球的組織結構存在較大的差異,現已少有人使用;猴飼養困難,成本高,雖然與人類(lèi)親緣近,但是存在較多倫理問(wèn)題,使用也較少;小鼠有較明確的近視眼家系,但其眼球調節方式與人類(lèi)的有很大的不同;貓夜間用眼較多,與人類(lèi)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(lái),豚鼠作為近視眼動(dòng)物模型的使用越來(lái)越多。在選擇實(shí)驗動(dòng)物作為近視眼的動(dòng)物模型時(shí)要多考慮實(shí)驗動(dòng)物眼球發(fā)育階段及眼球調節機制的不同,并以此選擇不同的方法及干預時(shí)機。
使用帶狀光檢眼鏡或紅外線(xiàn)自動(dòng)驗光儀均可穩定測量實(shí)驗動(dòng)物屈光度,驗光前置于暗室1小時(shí)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(diǎn)眼5次,間隔5分鐘,點(diǎn)完1小時(shí)暗室中檢查。
雞:雞出生便開(kāi)眼,正視化過(guò)程完成在8周左右,4個(gè)月完成性成熟。雞眼球球壁外層由軟骨層和纖維層構成,近視發(fā)展過(guò)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(cháng)是一個(gè)主動(dòng)的過(guò)程,雞的睫狀肌屬于橫紋肌缺乏M受體調節機制,無(wú)黃斑中心凹結構和視網(wǎng)膜的血液供應系統,以上情況可以看出雞眼調節及結構均與人類(lèi)不同,雞眼球延長(cháng)及回退的機制與人類(lèi) 不同。
小鼠:小鼠生后12~14天開(kāi)眼,雄性4周、雌性6周達到性成熟。小鼠眼球據文獻報道其屈光介質(zhì)的光學(xué)性較差,其視力估計是人眼視力的1/100。眼內結構與人類(lèi)相似,但其瞳孔比人類(lèi)小,焦深大,其正視化機制對眼球發(fā)育的調控作用不大,而且小鼠的睫狀體無(wú)調節功能,調節機制與人類(lèi)不相同。小鼠的眼球小,活體測量困難。白化小鼠眼內色素缺失,眼軸延長(cháng)在脈絡(luò )膜中的調節途徑無(wú)法驗證。
獼猴:獼猴出生開(kāi)眼,2年完成正視化,3年性成熟。猴眼的解剖、調節、視覺(jué)功能以及眼球大小與人類(lèi)均很相似,眼底黃斑結構、中心凹視錐細胞的密度與人類(lèi)相似。猴眼具有立體覺(jué)、色覺(jué),恒河猴的視覺(jué)系統發(fā)育與人類(lèi)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(lèi)的數值,其眼軸的延長(cháng)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(lèi)眼睛有這么多的相似之處,相較其他動(dòng)物而言實(shí)驗數據更為可靠。但猴子的飼養成本高,價(jià)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(shí)驗難以開(kāi)展。
豚鼠:豚鼠出生開(kāi)眼,出生后呈現遠視狀態(tài)(+5.00D左右)同人類(lèi)相似,3周內眼軸伸長(cháng)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)膜的解剖結構及生理功能與人類(lèi)相似。眼球較大利于測量眼軸長(cháng)度,其近視的發(fā)展過(guò)程中眼軸的延長(cháng)依賴(lài)于鞏膜基質(zhì)的降解與人類(lèi)相似。是較理想的近視眼動(dòng)物模型。
樹(shù)鼩:樹(shù)鼩出生后16~24天開(kāi)眼,正視化在2個(gè)月內完成,3~4個(gè)月達到性成熟。樹(shù)鼩晝視力較好,眼球結構與人類(lèi)相似,但由于其主要是晝行,其視網(wǎng)膜以視錐細胞為主。樹(shù)鼩眼球較小,測量?jì)x器需特殊設計。其近視發(fā)生過(guò)程中晶狀體變薄,鞏膜細胞外基質(zhì)降解變薄,眼軸延長(cháng)。但樹(shù)鼩生活于云南,北方不易飼養且繁殖困難,樹(shù)鼩應激反應強,難以配合實(shí)驗。
部分造模方法
使用動(dòng)物:雞、小鼠、獼猴、樹(shù)鼩
【造模機制】:
使用各種方法阻斷中心視覺(jué)路徑,避免視網(wǎng)膜成像,使實(shí)驗動(dòng)物幼年時(shí)期視網(wǎng)膜失去形覺(jué)刺激,在正視化的影響下眼軸異常增長(cháng),形成近視。
【造模方法】:
1.眼臉縫合粘連方法 麻醉和固定實(shí)驗動(dòng)物,無(wú)菌操作下行一眼或者雙眼(實(shí)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。雞:選用剛出生的雛雞縫合或者粘連眼瞼,1個(gè)月內誘導出約20D軸性近視,但出生3個(gè)月后的雞此方法不起作用。小鼠:縫合或粘連剛開(kāi)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(gè)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(shù)鼩:縫合剛開(kāi)眼樹(shù)鼩眼瞼(生后16~24天),4周可形成形覺(jué)剝奪性近視,2個(gè)月軸性近視度數可達-10.00D, 其晶狀體發(fā)育延緩,恢復正常光線(xiàn)刺激后視力無(wú)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)生近視度數約-10.70D 左右。遮蔽雞眼不同方位產(chǎn)生的結果是不一樣的,側面遮蓋不會(huì )造成眼軸延長(cháng),額前遮蓋數周內可誘導出高度近視,而全視野形覺(jué)剝奪后可造成包括赤道部在內的眼軸延長(cháng)。也可以選擇剛出生豚鼠遮蔽眼球,12小時(shí)光暗循環(huán),約在6天后發(fā)生近視,11天后遮蔽眼比對側眼多出-6.00D的近視,玻璃體腔延長(cháng)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(diǎn)】:
可產(chǎn)生較高的近視度數,造成包括赤道部的全眼軸延長(cháng)。
【模型評估和應用】:
操作簡(jiǎn)單,但在實(shí)驗過(guò)程中無(wú)法測量實(shí)驗動(dòng)物遮蔽眼的屈光狀態(tài)。成模率 較高。造模時(shí)注意不同實(shí)驗動(dòng)物縫合眼瞼時(shí)間的選擇??捎糜诮曆蹤C制的研究,尤其是形覺(jué)剝奪性近視的研究。形覺(jué)剝奪與人類(lèi)先天性白內障、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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