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激光诱导脉络膜新生血管小鼠模型的药效评估:ERG、FFA、脉络膜铺片与免疫荧光联合应用

Nova2026-09-14 14:40:00980 阅读

以激光诱导 CNV 小鼠为模型,采用 ERG、FFA、脉络膜铺片、H&E、Western blot 与免疫荧光构成功能—结构—分子多层证据链,评价中药复方 HXMM 对视网膜功能的保护作用及对 CNV 生成的抑制效果。

激光诱导的脉络膜新生血管(choroidal neovascularization,CNV)模型是评价抗血管生成药物和复方制剂药效的常用动物模型。该研究以 8 周龄 C57BL/6 小鼠为对象,采用 577 nm 激光光凝建立 CNV 模型,随机分组后每日灌胃给予不同剂量中药复方 HXMM,在干预后 1、4、8 周分别以 ERG、FFA、脉络膜铺片和免疫荧光评价视网膜功能与 CNV 形成,并以 Western blot 和免疫荧光检测 VEGF、FGF-2、HIF-1α 等血管生成相关蛋白表达。

该研究的核心在于把视网膜电生理功能、眼底血管渗漏、脉络膜铺片新生血管面积、组织病理改变以及血管生成蛋白表达整合为一条可比的证据链,使 HXMM 的疗效判断不只停留在单一指标,而是覆盖功能、结构与分子多个层面。

实验流程

实验环节仪器技术解决问题产生数据
激光诱导 CNV 造模图像引导激光系统(577 nm,功率 180 mW,持续时间 100 ms,光斑 100 µm)在视盘周围建立可重复的 CNV 损伤灶每只眼 6 个激光光凝点,以气泡伴轻微声响且无出血作为造模成功标志
分组给药灌胃给药比较不同剂量 HXMM 与对照的疗效差异Sham、CG、LOW(0.34 g/kg)、MOD(0.68 g/kg)、HIGH(1.36 g/kg)组,每组 18 只,每日给药
视网膜功能评价视网膜电图(ERG),Ag-AgCl 角膜环电极,不锈钢针电极评估 CNV 后视网膜细胞功能及 HXMM 的保护作用暗适应 3.0 反应 b 波振幅,1、4、8 周各时间点数据
眼底血管渗漏评价荧光素眼底血管造影(FFA),20% 荧光素溶液腹腔注射评价 CNV 所致视网膜血管渗漏程度荧光渗漏分级(0~3 级)及 CNV 渗漏率
新生血管面积量化脉络膜铺片,isolectin B4-FITC 孵育,荧光显微镜(BX53,Olympus)直接量化激光光斑周围新生血管面积脉络膜铺片荧光图像及新生血管面积
组织病理观察H&E 染色,400× 显微镜观察观察视网膜与脉络膜结构损伤及增厚程度外核层变薄或消失、内核层迁移、RPE 与脉络膜增厚等病理描述
血管生成蛋白表达检测Western blot,PVDF 膜,增强化学发光,Quantity One 软件定量检测 CNV 相关蛋白表达水平及 HXMM 的干预效果VEGFA、FGF-2、HIF-1α 与 β-tubulin 条带及灰度定量数据
VEGF 组织分布检测免疫荧光染色,Alexa Fluor 594 标记二抗,DAPI 封片,激光扫描共聚焦显微镜观察 VEGF 在眼球组织中的空间分布及 HXMM 的影响VEGF 荧光染色图像及染色区域范围
安全性评价自动生化分析仪(Rayto Life Sciences Ltd.)评估 8 周给药对肝肾功能的影响血清 AST、ALT、UA、BUN、CR 浓度

关键环节

激光造模与分组给药是整个药效评价的起点。研究使用 577 nm 图像引导激光系统,在距视盘 1~2 个视盘直径范围内制作 6 个光凝点,以气泡伴轻微声响、无出血作为 CNV 诱导成功的判断标准。造模后小鼠随机分为 Sham、CG、LOW、MOD、HIGH 五组,每组 18 只,HXMM 以 0.34、0.68、1.36 g/kg 三个剂量每日灌胃,对照与 Sham 组给予等体积生理盐水。该环节决定了后续各时间点取材与检测的组间可比性。

ERG 承担视网膜功能的客观评价。研究在给药后 1、4、8 周对每组随机选取 6 只小鼠的右眼进行 ERG 检测,采用 Ag-AgCl 角膜环电极作为作用电极,不锈钢针电极分别置于面颊皮下和尾皮下作为参考与接地电极。结果显示,CNV 小鼠暗适应 3.0 反应 b 波振幅较 Sham 组降低,HXMM 各治疗组可剂量依赖性地恢复 b 波振幅,与 CG 组相比差异具有统计学意义(P<0.05),且治疗后 1 周组间差异最大。该数据说明 HXMM 对激光诱导 CNV 后的视网膜细胞电生理功能具有保护作用。

FFA 用于评价眼底血管渗漏。研究在 ERG 完成后腹腔注射 20% 荧光素溶液,1~2 min 后采集 FFA 图像,并按 Takehana 等方法对荧光渗漏程度进行 0~3 级分级。结果显示,HIGH 组在 1 周和 8 周时的 CNV 渗漏率与渗漏强度显著低于 CG 组(P<0.05),4 周时差异不显著;MOD 组在 8 周时渗漏率与渗漏强度下降;LOW 组未见显著变化。该数据从血管通透性层面支持 HXMM 可减轻 CNV 引起的眼底荧光渗漏。

脉络膜铺片用于量化新生血管面积。研究在体实验结束后摘取眼球,经 4% 多聚甲醛固定、去除眼前节和神经视网膜后,对脉络膜复合体做 4~6 个放射状切口,以 isolectin B4-FITC 于 4 ℃ 孵育 4 h,甘油封片后用荧光显微镜采集铺片图像。结果显示,各 CNV 组激光光斑周围均出现不同程度的新生血管,HXMM 干预组的新生血管面积小于 CG 组,主要体现在给药后 1 周和 8 周。该数据为 HXMM 抑制 CNV 生成提供了直接的结构形态学证据。

H&E 染色用于观察组织病理改变。研究选取含激光光斑的 4 µm 石蜡切片,H&E 染色后于 400× 显微镜下观察。结果显示,激光诱导 CNV 后小鼠视网膜出现明显损伤,表现为外核层变薄甚至消失、内核层向损伤区迁移、RPE 与脉络膜明显增厚,且脉络膜增厚程度随 HXMM 剂量升高而减轻。该数据从组织学层面补充了功能与血管指标之外的病理证据。

Western blot 与免疫荧光共同用于血管生成蛋白表达检测。Western blot 以 RIPA 缓冲液裂解脉络膜组织,蛋白经电泳后转至 PVDF 膜,分别孵育 β-tubulin、HIF-1α、VEGFA 和 FGF-2 抗体,化学发光后以 Quantity One 软件定量。结果显示,高剂量 HXMM 持续降低脉络膜 VEGFA 表达(P<0.05),中、低剂量作用仅在 1 周和 4 周明显;中、高剂量 HXMM 持续降低 FGF-2 表达(P<0.05);HXMM 对 HIF-1α 表达影响不明显。免疫荧光采用抗 VEGF 抗体和 Alexa Fluor 594 标记二抗,DAPI 封片后以激光扫描共聚焦显微镜采集图像,结果显示正常小鼠脉络膜区域荧光染色较弱,激光诱导 CNV 小鼠染色增强,且染色区域范围随 HXMM 剂量增加而减小。两类数据从蛋白表达水平和空间分布两个角度支持 HXMM 抑制 CNV 相关血管生成蛋白。

技术协同

关系类型涉及仪器/技术关系说明
功能与结构互补ERG 与 FFAERG 反映视网膜电生理功能状态,FFA 反映眼底血管渗漏程度,两者在同一时间点先后完成,构成功能与血管通透性的互补评价
在体与离体衔接FFA 与脉络膜铺片FFA 在活体状态下判断渗漏,脉络膜铺片在离体状态下量化新生血管面积,两者从渗漏表型和血管形态两个层面相互印证
分子水平验证Western blot 与免疫荧光Western blot 提供 VEGFA、FGF-2 等蛋白的定量表达,免疫荧光提供 VEGF 在组织中的空间分布,定量与定位结果互为补充
病理与功能对照H&E 染色与 ERG、FFAH&E 显示外核层、内核层、RPE 与脉络膜的结构改变,可与 ERG 功能下降和 FFA 渗漏表现相互对照
安全性与药效并行自动生化分析仪与各药效指标血清 AST、ALT、UA、BUN、CR 用于评估 8 周给药后的肝肾功能,与药效指标共同构成获益—风险判断依据

研究组合

研究目标可参考仪器组合组合价值
评价抗血管生成药物对视网膜功能的保护作用激光诱导 CNV 模型 + ERG + FFA在活体状态下同时获得视网膜电生理功能与眼底血管渗漏数据,适合需要动态观察药效时间进程的研究
量化新生血管面积与渗漏表型FFA + 脉络膜铺片 + isolectin B4-FITC 荧光显微镜FFA 提供渗漏分级,脉络膜铺片提供新生血管面积,两者结合可减少单一指标判断偏差
验证血管生成相关蛋白表达变化Western blot + 免疫荧光 + 激光扫描共聚焦显微镜Western blot 定量表达水平,免疫荧光定位组织分布,适合需要明确蛋白表达与空间分布关系的研究
整体药效与安全性评价H&E 染色 + 自动生化分析仪组织病理反映结构损伤修复情况,血清生化反映系统安全性,适合长周期给药的复方或联合用药研究

需要注意的是,上述组合的适用性取决于研究目的、样品基质和结果用途。ERG 结果受麻醉、暗适应和电极放置影响,FFA 分级依赖阅片标准,脉络膜铺片面积量化对铺片完整性和染色一致性较为敏感。在类似研究中,更稳妥的做法是在同一时间点完成在体功能与血管评价,再以离体和分子检测进行验证,而不是仅凭单一指标直接推断药效。

文献信息

Zhang YF, Jiang C, Zhou XH, Wei DY, Li SH, Long P, Li MH, Zhang ZM, Chen T, Du HJ. Therapeutic effect of a traditional Chinese medicine formulation on experimental choroidal neovascularization in mouse. Int J Ophthalmol. 2021;14(10):1499-1506. doi: 10.18240/ijo.2021.10.04. PMID: 34667724.