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:豚鼠
【造模機制】:
利用單色光刺激實(shí)驗動(dòng)物造成實(shí)驗動(dòng)物屈光狀態(tài)的改變。有研究者認為,該方法由于同一屈光介質(zhì)對不同波長(cháng)光線(xiàn)具有不同的折射率,不同單色光在眼內焦點(diǎn)而不同形成縱向色像差。單色光的形成近視主要造成的是形覺(jué)剝奪和光學(xué)離焦。最近有學(xué)者認為,由于豚鼠存在著(zhù)5D的調節能力可補償縱向色像差造成的 光學(xué)離焦,在豚鼠眼內單色光誘導的近視眼可能是由于單色光只興奮視網(wǎng)膜上一種視錐細胞引起色覺(jué)傳導通路中信號強弱對比的差異,導致了正視化調定點(diǎn)的改變,引起了眼球屈光發(fā)育發(fā)生改變。
【造模方法】:
選擇英國短毛三色雄性豚鼠,生后14天,隨機分為兩組,使用發(fā)光二極管照明,實(shí)驗組在530nm綠光光照下飼養,對照組使用白光照射飼養,溫度22~26℃,相對濕度55%~65%,不同色光光強度一致,光量子數每秒3×10-4μmol/cm2。光照周期12/12h。光照12周后測量屈光狀態(tài),綠光組屈光度發(fā)生(-3.125±0.71)D的變化,對照組發(fā)生(-1.075±0.71)D的變化,眼軸長(cháng)度綠光組增加(0.98±0.13)mm,對照組增加(0.77±0.22)mm,玻璃體腔增長(cháng)綠光組為(0.33±0.14)mm,對照組增加(0.13±0.14)mm大小,有統計學(xué)差異。
【模型特點(diǎn)】:
該模型使用發(fā)光二極管照明,比濾光片光譜純度高,使用豚鼠作為實(shí)驗動(dòng)物代表性好。
【模型評估和應用】:
豚鼠作為近視眼模型動(dòng)物其代表性較小鼠及雞更好,且價(jià)格不貴,豚鼠屬于二色視動(dòng)物,視網(wǎng)膜上存在M和S兩種視錐細胞,分別對中等波長(cháng)及短波長(cháng)敏感,吸收峰值分別是530nm及430nm,該實(shí)驗組只刺激M視錐細胞,對照組白光刺激兩種視錐細胞,兩組本質(zhì)是色覺(jué)通路的不同,其結果顯示該動(dòng)物模型是一種獨特的實(shí)驗動(dòng)物模型,與傳統的近視眼動(dòng)物模型相比,有其自己的特點(diǎn)。該模型中需注意實(shí)驗動(dòng)物的日齡選擇、不同光強度的一致性、光譜的純度等??捎糜诮曆鄄∫蚣鞍l(fā)病機制的研究。
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