来源:中国实验动物信息网
专访篇眼科疾病研究从眼睛表面到眼底各个部位的疾病病因、病理、预防和治疗的研究都离不开实验动物的支撑。为深入了解实验动物在眼科学的研究领域、国内眼科学实验动物模型研究现状等,中国实验动物信息网特邀中山大学中山眼科中心眼科学实验动物中心黄冰研究员详细讲解。
眼科学实验动物模型的研究现状中国实验动物信息网:眼科学研究范畴包括哪些?眼科疾病主要有哪些?
黄冰:眼科学研究范畴包括有人类和动物眼睛的结构、生理生化和病理的变化、疾病的发生原因、发展规律及预防和治疗方法的探讨等。
从眼睛的表面到眼底每个部位都可以发生疾病。常见的有如下这些:
1、发生在眼睑上的有麦粒肿、霰粒肿;
2、发生在结膜部位的有慢性结膜炎、细菌性结膜炎、病毒性结膜炎、真菌性结膜炎、沙眼(即支原体、衣原体感染的结膜炎);
3、发生在角膜部位的有细菌性角膜炎、病毒性角膜炎、真菌性角膜炎、角膜白斑、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;
9、发生在视网膜的疾病主要有视网膜出血、视网膜渗出、黄斑变性、视网膜炎、视网膜新生血管增生、黄斑前膜等;
10、发生在视神经的有视神经炎、视神经萎缩等;
11、发生在眼部的肿瘤常见的有眼睑鳞状细胞癌、视网膜母细胞瘤以及球后占位性肿瘤;
12、视力(屈光)不正的有近视、远视、散光、弱视;
13、色觉异常的有色弱、单色盲、全色盲。
中国实验动物信息网:请您介绍一下实验动物在眼科学的应用/研究领域?黄冰:实验动物是生命科学研究活的试剂,所以在眼科学研究中也起着重要的作用,是眼科学研究的重要支撑平台。如中山大学中山眼科中心从1978年至2014年共获得11项国家级科技进步二等或三等奖,全部都与实验动物有关。总的说,从眼睛表面到眼底各个的部位的疾病病因、病理、预防和治疗的研究都离不开实验动物。
中国实验动物信息网:目前主要用于眼科疾病研究的实验动物是哪些?它们有什么优势?黄冰:目前主要用于眼科疾病研究的实验动物有大鼠、小鼠、豚鼠、兔子、猕猴、食蟹猴;其次还有树鼩、小型猪等。大鼠、小鼠由于体型小易于固定、生命周期短和研究背景资料丰富而受到研究人员的青睐。兔子由于眼球较大易于眼部的手术操作而受到研究人员的喜好。猕猴和食蟹猴是非人灵长类实验动物,其基因型及眼睛的生理生化与人类最接近,眼睛也较大便于手术操作,所以是眼科学研究成果上临床前最后一个环节研究必用的实验动物。树鼩属于最低等的非人灵长类动物,其眼睛大、体型小,便于饲养、便于手术固定和操作,所以也适于眼科学研究用。小型猪因其体型适中、眼睛大、经济,也逐渐有眼科研究人员使用。
中国实验动物信息网:国内在眼科学实验动物模型制备方面情况怎样?黄冰:国内眼科学研究中已制备了有如下的实验动物模型:
1、角膜新生血管动物模型 ( 常用实验动物:大鼠、兔子;常用制备方法:碱烧伤)。
2、视网膜新生血管增生动物模型(常用实验动物:新生大、小鼠;常用制备方法:75%高氧环境饲养)。
3、白内障动物模型( 常用实验动物:大鼠、豚鼠、兔子;常用制备方法:紫外线辐射、长期高糖饲养、外伤等)。
4、慢性高眼压动物模型(常用实验动物:大鼠;常用制备方法:电凝巩膜静脉、前房注射微球)。
5、急性高眼压动物模型( 常用实验动物:大鼠;常用制备方法:前房生理盐水灌注加压)。
6、玻璃体积血动物模型(常用实验动物:大鼠、兔子;常用制备方法:玻璃体注射自体血液)。
7、视神经损伤动物模型 (常用实验动物:兔子、大鼠;常用制备方法:视神经钳夹伤、视神经剪断伤)。
8、近视眼动物模型(常用实验动物:猴、豚鼠、鸡;常用制备方法:佩带特殊眼镜、强迫性观看电视等)。
9、基因修饰动物模型(常用实验动物:主要是小鼠;常用制备方法:使用基因修饰技术改造动物的基因组,获得人类眼科疾病动物模型。如RPE-65-/-基因敲除产生视网膜色素变性小鼠,类似于人类视网膜色素变性疾病。 现在许多科学家热衷于猴的基因组改造制作人类眼科疾病猴子模型)。
中国实验动物信息网:眼科疾病动物模型与其他疾病模型在制备技术上有哪些难点?要攻克的技术关键点是什么?黄冰:眼科疾病动物模型的制作主要需要眼科学的专业知识和技术,例如:要懂得人和动物眼睛的结构、生理生化变化及疾病的种类,以及要注意人与不同的实验动物眼睛在这几方面的差异。要攻克的技术关键点就是要掌握眼科学的专业知识和常用技术。
中国实验动物信息网:国外眼科学实验动物模型研究情况?相比较国内有哪些优势?黄冰:国外眼科学实验动物模型的研究状况和国内差不多。但国外的实验室如美国的NIH和Jackson等实验室动物眼科的检测仪器设备普遍要比国内的完善,所以一次动物实验可以获得更加完善的数据。不过,目前国内眼科排名第一的中山大学中山眼科中心(唯一的一个眼科学国家重点实验室依托单位)也配备了先进的动物眼科检测设备,如小动物视网膜成像系统(可用于大、小鼠的眼底彩色成像、眼底荧光造影、视网膜电生理电图检测)、大动物炫彩OCT仪(可用于猴子、兔子眼前段和眼后段的OCT检测及彩色成象)、大动物眼底照相机(可用于猴子和兔子眼底荧光造影)、大动物电生理仪(用于猴子和兔子视网膜电生理电图检测)等;还有一些中、小型的仪器,如角膜地形图、眼压计等。较完善的动物眼科设备保障了研究的进行,推动了中山眼科中心科学研究走向了国际前列,连续三年发表了多篇Nature、Science的文章。
中国实验动物信息网:您认为国内眼科学实验动物模型研究方面还存在哪些不足? 需着重哪些建设和研发?
黄冰:国内进行眼科学实验动物模型研究的实验室不多,除了中山眼科中心、温州医学院、北京大学眼科研究中心等外,普遍研究条件装备不足。这些必然制约我国眼科学研究在各地区均衡的发展。另外,目前遗传性眼科疾病如开角型青光眼、先天性白内障、先天性弱视等的病因仍不清楚,也影响了这些疾病临床的治疗效果和治疗方法及药物的开发。
眼科学实验动物模型研究仍需加强以下方面建设和研发:(1)符合国家标准要求的动物实验设施的建设; (2)实验室要配备适合于眼科学实验动物模型制作所需要的手术设备,如手术显微镜、超声乳化机、显微注射系统等;(3)实验室要配备适合于实验动物眼科学检测的设备,如裂隙灯、OCT仪、视网膜电生理仪、眼底照相机、自动验光机、非接触性眼压计等等。(没有这三点的建设,谈不上眼科学实验动物模型研究的开展)。(4)遗传性眼科疾病的病因探讨需要加强加快;(5)非人灵长类实验动物眼科疾病如老年性黄斑病变及遗传眼病的筛查及建群。
高级兽医师;中山大学研究生导师;中山大学中山眼科中心实验动物伦理委员会主任委员及曾任眼科学实验动物中心主任。广东省实验动物学会副秘书长,广东省动物学会理事、广东省人体生物组织工程学会理事;广东省实验动物许可证评审专家,中国实验动物学科学技术奖和广东省科学技术奖评审专家;国家自然科学基金、广东省自然科学基金和广东省科技计划项目评审专家。
研究方向:实验动物管理以及干细胞与组织工程的研究。
发表第一作者、通讯作者和前三名作者的SCI或核心期刊文章60多篇;主持或主要参与的国家级、省级基金项目30多项。在实验动物管理以及干细胞与组织工程研究这两方面的工作积累有丰富的经验。曾获德国柏林国际医学学术会议、中国实验动物学会学术年会和广东省实验动物学会学术年会优秀论文奖。获得中华人民共和国国家知识产权局发明专利1个。