ARVO速递丨一项新技术,助力高效建立视网膜退行性疾病动物模型

  • 2021-05-04 16:11:00
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编者按:干性年龄相关性黄斑变性(dry AMD)是较常见的AMD类型,全球有近1亿人受到干性 AMD的影响。干性AMD的动物模型对于光基因治疗和细胞替代治疗等新型治疗手段的发展和试验至关重要。建立萎缩区域和周围视网膜变性的病理动物模型,可以更好地模拟干性AMD患者的视觉系统和病理特征,以促进疾病的病理生理研究。

 
新型视网膜变性模型亮相ARVO舞台
 
最近召开的ARVO年会上,研究人员报道了一种最新的OCT引导的激光微照射视网膜变性模型。结构如图1所示,图(A)为集成器件原理图;图(B)为系统的 。
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图1
 
在光学相干断层扫描(OCT)引导下,靶向激光微照射平台可定位照射引起视网膜变性,适用于任意形状的局部损伤。可使用OCT和微焦视网膜电成像(mfERG)对退化视网膜进行结构和功能评估,纵向OCT结果显示病灶内光感受器(PR)进行性退行性变,OCT引导下的微照射将使视网膜退行病变的动物模型建立和模拟疾病进展成为可能。
 
通过调节聚焦、强度和波长等参数,控制激光对视网膜层和细胞的特异性损伤。具体流程如图2:
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图2
 
(A)OCT引导聚焦微辐照激光斑对准目标视网膜层。
 
(B)RPE层激光损伤导致感光器损伤。
 
(C)基于不同细胞的损伤阈值,调节激光强度,观察细胞特异性光感受器损伤后的病理生理变化。
 
(D)通过调节可调谐波长来形成视网膜的选择性损伤。
 
照射后,通过结构评估,可发现视网膜上皮细胞色素变性,视网膜光感受器层变薄或缺失。通过Enface OCT和B-scan OCT图像进行功能评估,可发现在(A, B)基线期间和(C, D) OCT引导的靶向光感受器激光损伤后,(E)未损伤视网膜区域的视网膜电图(Focal Electroretinography, fERG)反应显示三种不同波长的典型ERG反应,(F)来自激光损伤区域的fERG反应显示ERG反应减弱,(G)从控制和激光损伤的视网膜区域定量比较a波振幅比照射前下降,(H)来自控制激光损伤视网膜区域的b波振幅比照射前下降。
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图3
 
研究表明:OCT引导的激光微照射系统可成功建立动物视网膜变性模型
 
结果显示,OCT引导的绿色激光微照射产生严重的、靶向性视网膜变性。利用定向绿色激光进行定向微照射(100 mW),Enface OCT和B-scan OCT图像显示照射后7天视网膜严重损伤,并导致部分光感受器节段变性。OCT引导下激光损伤层特异性变性视网膜中细胞死亡和炎症/免疫反应的监测结果显示,视网膜产生类似干性AMD疾病的病理改变。
 
动物实验表明,OCT引导激光微照射在猪眼可造成高度局部损伤。靶向激光微照射1个月后OCT图像显示,65mW和80mw不同功率的照射引起不同程度的视网膜损伤和退行性病变。病变的范围和扫描区域一致,病变程度与光照射强度成正相关。
 
总体来说,激光照射细胞微聚焦区域的温度变化非常显著,足以引起局部范围和特定视网膜层产生特异性变性。OCT允许实时眼底成像引导照射特定区域,并在激光照射过程中实时监测损伤。因此,激光照射的精确性得到了明显的改善。通过调整集成系统中的可变焦透镜,激光束可以聚焦在视网膜的特定层上,改变激光微照射光束的波长将导致视杆细胞和视锥细胞的选择性损伤,甚至可精确到对特定视锥细胞造成选择性损伤。
 
本研究证明了OCT引导的激光微照射系统的实用性及其造成小鼠视网膜特定层的空间靶向损伤的可行性。利用OCT等方法对在多种刺激波长下激光诱导的视网膜萎缩区域的病理生理性质进行评估,显示出与人类干性AMD病变相似的进展过程。因此,基于OCT引导激光的靶向微照射将使视网膜退行性疾病动物模型的开发成为可能,同时提供实时评估疾病进展和治疗干预方法评估的实验平台。
 
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条评论

  • Linda Gareth
    2015年3月6日, 下午2:51

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