感觉神经在小鼠角膜表型维持中的重要作用

Essential roles of sensory nerve in maintenance of cornea-phenotype in mice

作者信息Yuka Okada, Takayoshi Sumioka, Hiroki Iwanishi, Shingo Yasuda, Jianhua Zhang, Yong Yuan, Chia-Yang Liu, Winston Whei-Yang Kao, Shizuya Saika
PMID40032230
期刊Ocul Surf
发布时间2025-07
DOI10.1016/j.jtos.2025.02.012

实验完整度

包含动物模型(眼神经凝固)和多个时间点(3、12、24个月)的组织学与免疫组化分析,以及功能验证(神经纤维消失)和机制验证(Sox10, Shh, galectin-3等)。

主要模型

C57Bl/6小鼠眼神经凝固模型(18号双极针) 对侧眼(未处理对照)

重点核对

去神经时间点:3、12、24个月 神经凝固方法:18号双极针立体定向凝固 组织学分析:HE染色、免疫组化(角蛋白12、角蛋白1、SPRR1B、Sox10、Shh等) 样本量:每组至少3只小鼠(n=3) 对照:对侧眼和SHAM手术眼

摘要

目的:据我们所知,目前尚无关于实验动物眼神经破坏引起的神经麻痹性角膜病变过程中角膜组织长期变化的报道。为填补这一研究空白,我们研究了小鼠眼神经凝固后3、12和24个月时角膜的组织病理学变化。方法:按照以往报道,将18号双极针插入C57Bl/6小鼠颅骨内,对神经进行严重凝固。分别在3、12和24个月后处死小鼠。对眼球进行组织学和免疫组织化学分析,以确定角膜上皮和基质的表型。结果:去神经后3个月,受影响的眼睛显示严重的炎症和上皮损伤。在3、14和24个月龄的角膜中,基质细胞过多,伴有基质新生血管和角化上皮增生。这种上皮不再表达角蛋白12,但显著表达角化标志物。受影响的基质没有角膜蛋白聚糖表达,表明角膜细胞分化丧失。在受影响的基质中,中性粒细胞、巨噬细胞和Sox10阳性的假定施万细胞与Sonic hedgehog和半乳糖凝集素-3的积聚相关分布。结论:眼神经去神经支配导致持续长达2年的炎症,基质中出现修复型施万细胞,角膜型上皮分化丧失伴角化,以及基质特异性基因表达丧失。Sonic hedgehog和半乳糖凝集素-3在组织中上调,被认为与病理有关。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
长期眼神经去神经支配(3-24个月)如何影响小鼠角膜的组织病理学和表型维持?
核心机制
眼神经去神经支配导致Wallerian变性和修复型施万细胞出现,持续炎症和Sonic hedgehog及半乳糖凝集素-3上调,导致角膜上皮角化和角膜细胞分化丧失。
主要证据
通过组织学和免疫组化显示去神经后角膜上皮失去角蛋白12表达并表达角蛋白1和SPRR1B,基质失去角膜蛋白聚糖表达并出现Sox10阳性细胞和炎症细胞浸润。
研究意义
该模型可用于研究神经麻痹性角膜病变的病理生物学,并开发新的治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立眼神经凝固模型

通过凝固颅内眼神经诱导角膜去神经支配,以模拟神经麻痹性角膜病变。

使用18号双极针立体定向凝固小鼠颅内眼神经,并在48小时、3、12、24个月后观察。

2

角膜神经纤维检测

确认去神经支配效果并观察神经纤维的缺失。

通过Tuj1免疫染色在扁平角膜标本中检测神经纤维。

3

组织病理学分析

评估去神经后角膜的组织结构变化。

使用HE染色观察角膜上皮、基质和炎症细胞浸润情况。

4

上皮表型分析

检测角膜上皮分化标志物和角化标志物的表达变化。

通过免疫组化检测角蛋白12、角蛋白1、SPRR1B、connexin 43和filaggrin的表达。

5

基质表型分析

评估基质细胞分化和炎症相关标志物。

通过免疫组化检测角膜蛋白聚糖、lumican、Sox10、Shh、Gli1、galectin-3、MPO、F4/80和αSMA的表达。

6

细胞增殖分析

评估去神经后角膜上皮细胞的增殖活性。

通过PCNA和Ki67免疫组化检测增殖细胞。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证分子表达变化
验证细胞功能变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
双极凝固针(18号)Beaver-Visitec International Inc.--
ScaleCUBIC-1溶液FUJIFILM--
ScaleCUBIC-2溶液FUJIFILM--
抗Tuj1抗体R&D Systems--
VECTASTAIN ABC-HRP试剂盒(小鼠IgG)Vector LaboratoriesPK-4002
VECTASTAIN ABC-HRP试剂盒(山羊IgG)Vector LaboratoriesPK-4005
LSM900 Airyscan2Zeiss--
DAPI----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
神经凝固模型建立
18号双极针凝固颅内眼神经,确认凝固效果,小鼠品系C57Bl/6
阅读提示:Materials and Methods: Stereotactic coagulation of the first branch of the intracranial trigeminal nerve
组织学分析
石蜡切片,HE染色,测量上皮和基质厚度
阅读提示:Materials and Methods: Histological observation and immunohistochemistry
免疫组化分析
抗体信息(稀释比例、品牌),抗原修复条件,DAB显色
阅读提示:Table 1及Materials and Methods
角膜神经检测
组织透明化方法(ScaleCUBIC),Tuj1抗体稀释比例
阅读提示:Materials and Methods: Observation of corneal nerve with stromal opacification by tissue transparency method
统计方法
ANOVA比较各组差异,样本量
阅读提示:Results: Proliferation activity in the corneal epithelium (Fig. 11c, d)