专访篇
眼科疾病的研究,无论是针对眼睛表层还是眼底各部位的病因、病理、预防及治疗方法,都离不开实验动物的重要作用。为了更深入地了解实验动物在眼科学领域的研究应用,以及我国眼科学实验动物模型研究的最新进展,中国实验动物信息网特别邀请了中山大学中山眼科中心眼科学实验动物中心的黄冰研究员,对其进行了详细的阐述。
眼科学实验动物模型的研究现状
中国实验动物信息网上,探讨的视觉研究领域涵盖了哪些内容?常见的眼科病症主要包括哪些?
黄冰提到,眼科学的研究领域涵盖了人类及动物眼睛的构造、生理、生化以及病理上的变化,疾病产生的根源、发展过程,以及预防与治疗策略的探讨等多个方面。
眼睛的各个部分,从表面至深处的眼底,均可能遭受疾病的侵袭。其中,较为常见的疾病包括:
1、发生在眼睑上的有麦粒肿、霰粒肿;
结膜部位可能出现的病症包括慢性结膜炎、细菌性结膜炎、病毒性结膜炎、真菌性结膜炎,以及沙眼(这种病症是由支原体或衣原体引起的结膜炎)。
角膜部位可能出现的病症包括细菌性角膜炎、病毒性角膜炎、真菌性角膜炎,以及角膜白斑和角膜溃疡等。
4、发生在巩膜部位的有巩膜炎;
5、因房水回路障碍而引起的有青光眼;
6、发生在虹膜部位的有虹膜睫状体炎;
7、发生在晶状体的主要有白内障;
8、发生在玻璃体的主要有玻璃体浑浊、玻璃体出血、飞蚊症等;
视网膜上常见的病症包括视网膜出血、渗出、黄斑区退化、视网膜炎症、视网膜新生血管的过度生长以及黄斑前膜等。
10、发生在视神经的有视神经炎、视神经萎缩等;
眼部肿瘤中较为常见的是眼睑鳞状细胞癌、视网膜母细胞瘤,以及球后区域的占位性病变。
12、视力(屈光)不正的有近视、远视、散光、弱视;
有色弱、单色盲和全色盲均属于色觉异常范畴。关于实验动物在眼科学的应用及研究领域,请您予以介绍。
黄冰指出,实验动物在生命科学研究中扮演着活试剂的角色,这一特性使得它们在眼科学领域同样扮演着至关重要的角色,构成了眼科学研究的坚实平台。以中山大学中山眼科中心为例,自1978年至2014年间,该中心共荣获11项国家级科技进步二等奖或三等奖,而这些成果均与实验动物的研究紧密相关。总体而言,无论是从眼表到眼底各个部位的疾病,其病因、病理、预防及治疗方法的研究,都离不开实验动物的支持。中国实验动物信息网:目前眼科疾病研究中所使用的实验动物有哪些类型?这些动物在研究中具有哪些独特的优势?
黄冰提到,当前眼科疾病研究主要使用的实验动物包括大鼠、小鼠、豚鼠、兔子、猕猴和食蟹猴;此外,还有树鼩和小型猪等。大鼠和小鼠因其体型小巧、便于固定、生命周期较短以及丰富的研究资料,成为了研究人员的首选。而兔子则因其眼球较大,便于进行眼部手术,因而颇受研究人员的喜爱。猕猴与食蟹猴作为非人灵长类实验动物,其基因构成及眼部生理生化特征与人类高度相似,且眼部结构较大,便于进行手术操作,因此在眼科学研究成果向临床转化前的最后阶段,它们是不可或缺的实验对象。而树鼩,作为最低级的非人灵长类动物,其眼部较大,体型小巧,易于饲养和手术固定,因此也适用于眼科学的研究。体型适宜、眼眸明亮且价格适中的小型猪,也渐渐被眼科研究者所采纳。
中国实验动物信息网报道:关于我国在眼科学领域实验动物模型构建的现状,具体是怎样的呢?
黄冰:国内眼科学研究中已制备了有如下的实验动物模型:
角膜新生血管的动物模型实验,通常选用大鼠和兔子作为实验动物,其制备方法多采用碱烧伤技术。
制备视网膜新生血管增生的动物模型时,通常选用新生的大鼠和小鼠作为实验对象;而在模型制备过程中,常采用将动物置于75%高氧环境下饲养的方法。
3、在白内障动物模型的构建中,我们通常选用大鼠、豚鼠和兔子作为实验动物中山大学中山眼科中心验光,而制备方法则包括紫外线辐射、长期高糖饲养以及外伤等多种手段。
制备慢性高眼压动物模型时,通常选用大鼠作为实验动物,常用的制备方法包括电凝巩膜静脉和前房注射微球。
急性高眼压动物实验模型,通常选用大鼠作为实验动物,其制备方法主要是通过前房注入生理盐水并施加压力。
玻璃体积血动物模型,常选用大鼠和兔子作为实验动物,其制备方法主要是通过玻璃体注射自体血液来完成。
7、在研究视神经损伤时,常选用兔子和大鼠作为实验动物;而在构建此类损伤模型的过程中,常用的技术包括视神经的钳夹损伤和剪断损伤。
近视眼实验动物模型,通常选用猴子、豚鼠和鸡作为实验对象;其制备方法包括佩戴特制的眼镜以及强制观看电视等。
基因修饰动物模型,这一实验动物模型中,小鼠是最常用的种类;其制备方法主要是通过基因修饰技术对动物的基因组进行改造,从而得到人类眼科疾病的动物模型。例如,通过RPE-65-/-基因敲除技术培育出的视网膜色素变性小鼠,其病症与人类的视网膜色素变性疾病相似。目前,众多科学家对猴子的基因组进行改造,以制作出人类眼科疾病的猴子模型表现出极大的热情。
中国实验动物信息网探讨:在制作眼科疾病动物模型的过程中,面临哪些技术挑战?需要解决的核心技术问题有哪些?
黄冰指出,制作眼科疾病动物模型的关键在于眼科学领域的专业知识和技能。这包括对人和动物眼睛的结构、生理生化变化以及疾病类型的深入了解,同时还需要关注人和不同实验动物在上述几个方面的细微差别。攻克这一技术难题的核心,在于熟练掌握眼科学的专业知识及常规技术。
中国实验动物信息网探讨:国外在眼科学实验动物模型研究领域有哪些独特之处?与我国相比,又展现出哪些显著优势?
黄冰指出,在眼科学实验动物模型的研究领域,国内外的情况相当接近。然而,相较于国内,国外如美国NIH和Jackson等知名实验室在动物眼科检测的仪器设备方面更为先进和完善。因此,在这些实验室进行的一次动物实验,能够收集到更为详尽和全面的数据。中山大学中山眼科中心,作为国内眼科领域的领军机构,以及我国唯一的眼科学国家重点实验室的依托单位,配备了多种高端的动物眼科检测设备。这些设备包括小动物视网膜成像系统,该系统能够对大、小鼠进行眼底彩色成像、眼底荧光造影以及视网膜电生理电图检测;大动物炫彩OCT仪,适用于猴子、兔子眼前段和眼后段的OCT检测及彩色成像;大动物眼底照相机,用于猴子和兔子的眼底荧光造影;大动物电生理仪,专门用于猴子和兔子的视网膜电生理电图检测。此外,中心还拥有一些中、小型仪器,例如角膜地形图和眼压计等。完善的动物眼科设施确保了研究工作的顺利开展,助力中山眼科中心在科学研究领域迈向国际尖端,并连续三年在Nature和Science等顶级期刊上发表了多篇论文。
中国实验动物信息网:您觉得在我国眼科学实验动物模型研究领域有哪些有待改进之处?有哪些方面需要特别加强建设和研发工作?
黄冰指出,在我国,专注于眼科学实验动物模型研究的实验室数量有限中山大学中山眼科中心验光,其中中山眼科中心、温州医学院以及北京大学眼科研究中心等机构虽有所贡献,但大多数实验室在研究条件与设备方面存在不足。这种情况无疑会对我国眼科学研究在各个地区均衡发展造成一定的制约。此外,目前对于诸如开角型青光眼、先天性白内障以及先天性弱视等遗传性眼科疾病的发病机制尚无确切认识,这一现状同样对临床治疗这些疾病的疗效、治疗方案以及相关药物的研发产生了不利影响。
眼科学实验动物模型的研究领域尚需在以下几方面进行强化:首先,需构建符合国家标准规定的动物实验场所;其次,实验室应配置适用于制作眼科学实验动物模型的手术器械,包括手术显微镜、超声乳化器、显微注射系统等;最后,还需配备适用于检测实验动物眼部状况的设备,例如裂隙灯、OCT扫描仪、视网膜电生理检测仪、眼底摄影机、自动验光仪以及非接触式眼压计等。若缺乏这三项基础建设,眼科学实验动物模型的研究将无从谈起;同时,遗传性眼科疾病的成因研究亟需得到加强和加速;此外,针对非人灵长类实验动物的眼科疾病,如老年性黄斑病变和遗传眼病,进行筛查和建立疾病模型的工作也势在必行。
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