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第41卷第12期 宋 硕,孟 永,李 华. 青光眼动物模型在青光眼研究中的应用[J].
2021年12月 南京医科大学学报(自然科学版),2021,41(12):1850-1855 ·1851 ·
致不可逆失明的主要原因,预计到 2040 年,青光眼 DBA/2J小鼠杂交得到DBA/2J/Pax6⁃Norrin小鼠,1岁
患者将达到 1.118 亿 。青光眼有几个已知的危险 DBA/2J/Pax6⁃Norrin 组小鼠的视神经轴突存活率明
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因素,如眼压升高、家族史、高度近视以及心血管疾 显高于同窝DBA/2J组,该研究为青光眼治疗提供了
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病等,其中眼压升高是最重要的危险因素。然而, 一个可能的新靶点 。转基因青光眼动物的主要优
在眼压正常或治疗后恢复正常眼压的青光眼患者 点在于个体间眼压升高、视网膜和视神经损伤等方
中,神经退行性变仍可能继续进展。神经损伤的发病 面的反应更加一致,个体差异小。更重要的是,转
机制多种多样,包括谷氨酸所致的神经毒性、一氧化 基因动物的使用有助于识别引起疾病的基因座之
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氮以及神经炎症和神经保护调节的失衡等 。 间的相互作用。
鉴于此,青光眼一直是眼科疾病临床前和临床 除了自发型高眼压青光眼模型,自发的正常眼
研究中的热点和难点。青光眼临床前研究主要依 压青光眼(normal tension glaucoma,NTG)小鼠模型
赖动物模型,利用动物模型模拟人类青光眼的发生 也有研究报道。谷氨酸/天冬氨酸转运体(glutamate/
发展过程,研究其危险因素、发病机制,以促进抗青 aspartate transporter,GLAST)和兴奋性氨基酸载体 1
光眼药物的开发和治疗手段的改进。按不同的分 (excitatory amino acid carrier 1,EAAC1)的缺失可导
类方法,当前青光眼动物模型可分为急性、慢性模 致RGC自发死亡和视神经退行性变,不伴随眼压升
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型,高眼压、正常眼压模型,体内、体外模型,以及自 高,病理过程与 NTG 类似。Harada 等 总结了目前
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发产生或诱导产生的模型等 。本文将介绍当前青 已经建立的多种青光眼动物模型,包括GLAST敲除
光眼动物模型建立的方法及在青光眼研究中的应 小鼠、EAAC1 敲除小鼠、视神经蛋白 E50K 敲入小
用,以期改进当前青光眼动物模型,并为新模型的 鼠、DBA/2J 小鼠和实验性诱导模型,并分析了各自
构建提供思路和启发。 的优点和局限性。其中GLAST敲除小鼠、EAAC1敲
除小鼠和视神经蛋白 E50K 敲入小鼠虽然发生了
2 青光眼动物模型
RGC 变性,但眼压表现正常,这些小鼠的视网膜变
2.1 自发型青光眼动物模型 性始于 3~5 周龄,具有比人类青光眼预期更早更快
自发型青光眼动物模型是动物自发产生(遗 的时间进程。高眼压模型的研究结果对NTG也是有
传)或者人为对其进行基因改造(转基因)得到的, 用的,综合考虑NTG模型和高眼压模型治疗的结果
对青光眼临床前体内研究具有重要价值。遗传性 可能会促进针对非眼压因素的新治疗方法的开发。
青光眼的发生常见于比格犬等多个犬种,其中比格 2.2 诱导型青光眼动物模型
犬原发性青光眼是一种常染色体隐性遗传病,多在 诱导型青光眼动物模型是通过一定诱因人为
9~18个月大时发病 。多个种属的转基因动物自发 诱导实验动物发生青光眼而得到的,是研究青光眼
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型青光眼模型已得到广泛应用,包括犬、小鼠、鸡、 发病机制及药理药效的重要手段。与自发型模型
家兔等,其中以小鼠研究和应用最多。小鼠眼球在 相比,其优势在于,在同一只动物中提供了一个对
多个方面与人眼相似、发育周期短、价廉,可以根据 照眼,即一只眼睛接受诱导,另一只眼睛作为对照,
造模需求进行青光眼相关致病基因的插入、敲除、 大大节省了动物使用量。为开展对照实验创造了
修饰等转基因操作,成为研究青光眼发病的分子机 合适的条件,将解决自发型青光眼模型的发病时机
制、遗传学因素及药物治疗机制等较为理想的动物 和疾病过程难以控制的问题。
模型。但是小鼠眼球小,相关眼科检查和检测难度 2.2.1 眼压依赖性青光眼动物模型
较大,限制了小鼠青光眼模型的发展。DBA/2J小鼠 眼压依赖性青光眼动物模型,即动物眼压随着
是背景信息最丰富的小鼠模型之一,与人类青光眼 诱导因素的施加而升高,表现为高眼压,伴或不伴
有许多相似之处,作为一种年龄依赖性的遗传性高 有 RGC 凋亡、视神经轴突变性等视神经损害。由于
眼压青光眼模型被广泛用于青光眼研究。其自发 当前高眼压症的动物模型研究较少,本文所述眼压依
出现前节异常(前房加深、角膜水肿等)、虹膜萎缩、 赖性青光眼动物模型仅指伴高眼压的青光眼动物模
虹膜外周粘连和色素分散,导致眼压约从 8 月龄开 型。眼压依赖性动物模型的建立方法多种多样,但目
始升高,具有典型的青光眼损伤特点,但不同小鼠 前单个模型仅能模拟某一种类型青光眼的疾病表型,
间RGC 损伤的程度有很大差别 [7-8] 。有研究报道视 或其表型某一方面的特点。因此,建立相似性高、标
网膜中过表达Norrin的转基因小鼠(Pax6⁃Norrin)与 准化、可重复、适用、可控、易行、经济的高眼压模型对