2017年6月7日
本报告描述了一种通过免疫诱导Lewis大鼠产生慢性实验性自身免疫性干眼症的方法:首先使用大鼠泪腺提取物、卵清蛋白和完全弗氏佐剂的乳剂进行免疫,六周后再次向结膜穹隆下和泪腺内注射泪腺提取物和卵清蛋白。
本实验的总体目标是通过皮下免疫结合结膜下及泪腺内注射泪腺提取物,在大鼠中诱导出类似临床表现的泪液功能障碍和泪腺炎症,以评估自身免疫性干眼病的治疗方法。该方法有助于回答干眼病研究中的关键问题,例如在自身免疫性疾病中抑制T细胞的药物是否有效。该技术的主要优势在于,它能够产生类似于人类干眼病的眼部疾病体征,并可定量分析浸润泪腺和眼部的T细胞。
该动物模型的意义在于有助于理解淋巴细胞迁移,因为可以对脾脏和淋巴结进行研究。通常,初次接触该方法的研究者会面临困难,原因是缺乏合适的仪器来记录大鼠小眼球内的变化。该方法的可视化演示至关重要,因为某些步骤较难掌握,这主要是由于大鼠眼球在麻醉后缺乏眨眼且干燥迅速所致。
按照文本方案实施安乐死后,将一只雌性Sprague Dawley大鼠平放,使一侧耳贴于台面,另一侧朝上。使用剪刀在暴露的耳下沿头尾方向做一10毫米切口。随后,从周围结缔组织及排泄导管中分离,解剖取出泪腺。
接下来,使用剪刀在冰上将组织尽可能剪碎。然后,每份泪腺组织中加入 150 µL 含 1× 蛋白酶抑制剂的 PBS。将超声破碎仪设置为工作 10 秒、间歇 10 秒、振幅 30%,在冰上以 20 kHz 超声处理样品 5 分钟。
然后,在 13,000 × g 条件下,于 4 °C 离心超声处理后的样品 20 分钟。将上清液转移至新管中。随后将上清液分装至 1.5 mL 离心管中,并于 -80 °C 保存。
将含有5毫克/毫升结核分枝杆菌H37Ra的完全弗氏佐剂或不完全弗氏佐剂转移至50毫升离心管中,确保佐剂与抗原混合物的体积比为1:1。在涡旋振荡(以不引起液体溅出的最高速度)的同时,逐滴加入含有2毫克/毫升卵清蛋白和10毫克/毫升泪腺提取物的抗原混合液。待全部抗原加入后,继续涡旋振荡5分钟。
将乳剂转移至一个5毫升注射器中,并使用注射器连接器将其与另一个5毫升注射器连接。然后将乳剂在两个注射器之间来回推注,以充分混匀。在第0天,将含有1毫克泪腺提取物和200微克卵清蛋白的200微升乳剂分装至1毫升鲁尔锁扣注射器中,每支注射器安装27号针头。
在不使用麻醉的情况下,将乳剂皮下注射至大鼠尾根部。随后在第14天,以同样方式将200微升含不完全弗氏佐剂的相同抗原进行注射。同一天,将300纳克百日咳毒素溶于100微升磷酸盐缓冲液中,进行腹腔注射。
第48天,称取所需量的卵清蛋白并将其溶解于磷酸盐缓冲液(PBS)中。随后,将卵清蛋白与本视频前面制备的解冻泪腺提取物混合,配制成含有1毫克/毫升卵清蛋白和1毫克/毫升泪腺提取物的抗原溶液。麻醉大鼠后,向眼部穹窿部结膜下注射5微升抗原溶液。
然后,向泪腺注射 20 微升抗原。按照文本方案固定一只麻醉大鼠,使用一对镊子夹住酚红线,另一对镊子拉开大鼠的下眼睑,以测量泪液体积。将线置于下穹窿近端角落处 1 分钟,然后取出线。
然后,将线置于带有毫米刻度的直尺旁,拍摄线的湿润部分长度的图像。为测量角膜泪膜的光滑度,将大鼠置于配备环形照明器和相机的体视显微镜下,随后向大鼠角膜滴加 5 µL 生理盐水。
用戴着手套的手指,通过移动上下眼睑约五次,被动眨眼以使生理盐水均匀分布。在1.6倍放大条件下,将环形照明器对准角膜表面中央。然后,10秒后采集 photographic images。
使用荧光素扫描法检测角膜损伤,向大鼠角膜滴加两微升 0.2% 荧光素。戴手套的手指轻轻被动开闭大鼠眼睑三次,使荧光素染料均匀分布于眼球表面。一分钟后,用三毫升注射器抽取一毫升生理盐水。
然后,将注射器置于角膜前方约两到三毫米处,轻轻将生理盐水滴加到眼睛表面。关闭背景光源后,在裂隙灯显微镜的钴蓝滤光片下采集图像。根据文本方案实施安乐死后,使用剪刀去除上眼睑和下眼睑。
切断眼外肌、视神经和穹隆部结膜,游离眼球。切开眼球以打开球壁。在玻璃体中取出晶状体。
然后,将解剖得到的眼球置于冰上的 1.5 毫升离心管中。最后,按照本视频前面所述方法采集泪腺。该图显示了对照组和干眼症(DED)大鼠酚红棉线试验的代表性图像。
DED 组酚红棉线的长度短于对照组,表明泪液量较少。荧光素可结合受损的角膜上皮,因此用于评估损伤程度。在本实验中,对 DED 大鼠角膜表面的荧光素染色斑点进行 0 至 2 级评分,并与对照组大鼠进行比较。
与对照组大鼠相比,干眼症(DED)大鼠的荧光素染色更明显,提示存在角膜损伤。如图所示,若角膜表面光滑且泪膜稳定性高,则眼表上的照明环图像呈圆形且完整。图像出现扭曲表明角膜光滑度下降及泪膜不稳定,而DED组大鼠的图像扭曲程度更高,即表现出更严重的异常。
该流式细胞术分析显示,正常大鼠眼球组织中主要的T细胞亚群为效应记忆T细胞。在干眼病(DED)大鼠的眼球中,约70%的CD3阳性T细胞为效应记忆T细胞,而在对照组大鼠中,该比例约为50%。DED大鼠眼球中的效应记忆T细胞数量显著高于对照组大鼠。完成本操作步骤后,可对其他类型的免疫细胞进行染色,以回答更多科学问题。
例如,您可以对先天免疫细胞或B淋巴细胞进行染色。该技术建立后,为研究人员理解眼表免疫学以及进一步研究人类干眼症和干燥综合征奠定了基础。观看本视频后,您应能够充分掌握如何在大鼠中诱导自身免疫性干眼症,并对实验结果进行可靠的记录和分析。
本报告介绍了一种通过使用大鼠泪腺提取物、卵清蛋白和完全弗氏佐剂乳剂免疫Lewis大鼠,以诱导慢性实验性自身免疫性干眼的方法。该方法旨在复制泪液功能障碍和泪腺炎症的临床特征,用于治疗效果的评估。
该慢性自身免疫性干眼大鼠模型通过模拟类似人类的眼表炎症,并定量检测眼球组织中效应记忆T细胞的浸润,可实现对靶向T细胞治疗药物的机制性风险评估。本模型支持自身免疫性干眼症及干燥综合征的靶点验证和临床前模型开发,为免疫调节化合物在临床转化前的评价提供了具有疾病相关性的实验体系。该模型具备检测免疫细胞迁移和角膜损伤的能力,有助于提升眼科免疫治疗药物候选分子的筛选及产品线优先级评估的预测可靠性。
该模型适用于从靶点验证到先导化合物筛选,再到临床前药效测试的整个发现流程,尤其适用于靶向眼表炎症的免疫调节剂和生物制剂。