小鼠白内障手术建模

摘要

该方法通过从成年小鼠中去除晶状体纤维细胞并留下带有附着晶状体上皮细胞 （LEC） 的囊袋来模拟 体内 白内障手术。然后使用分子和形态学标准在术后的不同时间评估损伤反应。

摘要

白内障手术 （CS） 是治疗白内障的有效方法，白内障是全世界视力残疾的主要原因。然而，CS 会导致眼部炎症，从长远来看，它会导致后囊混浊 （PCO） 和/或晶状体脱位，这是由术后晶状体上皮细胞 （LEC） 过度生长及其转化为肌成纤维细胞和/或异常纤维细胞驱动的。然而，CS 导致炎症和 PCO 的分子机制仍然不清楚，因为大多数 体外 模型并没有概括 在体内看到的 LECs 的伤口愈合反应，而传统的白内障手术动物模型，如兔子，不允许基因表达的基因操作来测试机制。最近，我们的实验室和其他人成功地使用转基因小鼠来研究驱动促炎信号传导和 LEC 上皮到间充质转化诱导的分子机制，从而对 PCO 发病机制有了新的认识。在这里，我们报告了模拟小鼠白内障手术的既定方案，该方案允许通过 RNAseq 对 LEC 对晶状体纤维细胞去除的反应进行稳健的转录分析，通过半定量免疫荧光评估蛋白质表达，以及使用现代小鼠遗传学工具来测试基因的功能，这些基因被假设参与急性后遗症的发病机制如炎症以及后来 LEC 转化为肌成纤维细胞和/或晶状体纤维细胞异常。

引言

晶状体是一种高度组织化的透明组织，可折射光线以产生清晰聚焦到视网膜上的图像 ^1,2,3。这个特殊器官被不间断的基底膜（囊）包围，该膜将晶状体与眼睛的其他部分隔离开来。胶囊的内前表面锚定了单层晶状体上皮细胞 （LEC），然后在晶状体赤道分化为晶状体纤维细胞，这些晶状体纤维细胞构成了晶状体的绝大多数³。当晶状体因衰老、基因突变、紫外线辐射、氧化应激和眼外伤等因素而失去透明度时，就会发生白内障⁴。白内障是全世界失明的主要原因，尤其是在医疗条件差的国家⁵。然而，这种情况现在很容易通过超声乳化术手术切除不透明的晶状体细胞来治疗，其中去除中央晶状体囊和附着的晶状体上皮，然后使用振动探针将晶状体的细胞块分解成可以吸出的较小碎片;留下一个带有一些附属赤道 LEC 的囊袋¹.然后，最常见的是通过术后植入人工晶状体 （IOL） 来恢复视力。

虽然白内障手术 （CS） 是一种高效且微创的白内障治疗方法，但眼部炎症的发展可能会严重阻碍患者的术后恢复

研究方案

以下协议由特拉华大学机构动物护理和使用委员会根据协议 #1039-2021-1 批准。根据视觉和眼科学研究协会 （ARVO） 关于动物在眼科和视觉研究中的应用²⁴，所有眼部存活手术只能在一只眼睛中进行。有关本协议中使用的试剂和仪器的详细信息 ，请参阅材料表 。提取晶状体纤维和缝合的替代方法如图 2 和图 3 所示。

1. 动物

1. 对于此过程，使用任何野生型或转基因实验室小鼠品系，这些小鼠品系的眼睛具有完整的晶状体。
   1. 使用 C57BL/6 小鼠作为起点，因为它们的反应在形态学和分子水平上都高度可重现^25,26。
      注意：可以使用 C57BL/6 或任何小鼠品系。在视频协议中，使用了 FVB 鼠标来更好地进行视觉演示。
   2. 使用菌株匹配的对照研究突变体对其他小鼠品系的反应。
      注意：通过练习，只要晶状体囊完好无损且晶状体没有发生明显液化，就可以在晶状体患有白内障的小鼠上执行此程序。参见转录因子 Sip1 晶状....

讨论

这种手术技术需要先进的鼠标处理和显微外科技能，需要实践才能发展。最难掌握的是在角膜中放置细缝合线以闭合伤口。假设实验者完全是缝合新手。在这种情况下，建议先练习使用绳子和布，然后再练习在小水果上使用大直径缝合线，以掌握制作手术方结所需的手部动作。然后，实验者必须练习用手术刀切开，然后将这些切口缝合到尺寸较小的水果（如葡萄，然后继.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.5% Erythryomycin opthalmic ointment USP	Baush Lomb	24208-910-55
1% Atropine sulfate ophthalmic solution	Amneal	60219-1748-2
1% Tropicamide opthalmic solution USP	Akorn	17478-102-12
10-0 Nylon suture	Ethicon	7707G
2.5% Phenylephrine hydrochloride ophtahlmic solution USP	Akorn	17478-200-12
26 G 1/2 Needles - straight	BD PrecisionGlide	5111
27 G 45° bent dispensing tip 1"	Harfington
Balanced saline solution	Phoenix	57319-555-06
Bupranorphine (0.1 mg/kg)	APP Pharmaceticals	401730D
Chlorhexidine solution
Needle holder 2-110	Duckworth & Kent	2-110-3E
Noyes scissors, straight	Fine Science Tools	12060-02
SMZ800 Nikon model microscope	Nikon
Sterile disposable scalpel No.11	Feather	2975#11
Tweezers #5 Dumont	Electron Microscopy Sciences	72700-D
Xylazine/Ketamine/Acepromazine (35 mg/kg, 80 mg/kg, 0.5 mg/kg) solution	APP Pharmaceticals	401730D