Оценка возрастзависимых гистопатологических изменений, происходящих в слезной железе стареющих крыс Wistar

Цель исследования. Крысы Wistar часто используются в офтальмологических исследованиях и при тестировании веществ, обладающих терапевтическим действием. Состояние глаз этих животных, как и других млекопитающих и человека, в норме, при патологии и старении зависит от работы слезных желез. Целью данного исследования была разработка удобных подходов для определения возрастзависимых гистопатологических изменений в эксорбитальных слезных железах стареющих крыс.

Материал и методы. Материалом исследования служили изолированные эксорбитальные слезные железы (ЭСЖ), полученные от крыс Wistar в возрасте 8 и 11 мес. Изменения в структуре ЭСЖ были оценены с помощью методов компьютерной обработки морфологических картин и количественной обработки данных.

Результаты. Отражением функционирования и состояния ЭСЖ являются ее структурные изменения и прогрессирующее воспаление. В работе предложен простой способ оценки состояния ЭСЖ у стареющих крыс с использованием методов морфологии и компьютерных программ. С помощью предложенного подхода показано, что в период с 8 до 11 мес. постнатального развития у крыс Wistar происходят существенные возрастзависимые изменения. Они проявляются в прогрессе дистрофии паренхимы и прогрессирующей инфильтрации ткани клетками воспаления.

Заключение. Предложенный в работе способ оценки состояния ЭСЖ может применяться в офтальмологических исследованиях, в частности при изучении развития синдрома сухого глаза и тестировании средств его терапии.

1. Paulsen F. Cell and molecular biology of human lacrimal gland and nasolacrimal duct mucins. Int. Rev. Cytol. 2006;249:229–279. doi: 10.1016/S00747696(06)49005-7.

2. Hughes GK, Miszkiel KA. Imaging of the lacrimal gland. Semin Ultrasound CT MR. 2006;27(6):476–491. doi: 10.1053/j.sult.2006.09.002.

3. Schechter JE, Warren DW, Mircheff AK. A lacrimal gland is a lacrimal gland, but rodent’s and rabbit’s are not human. Ocul. Surf. 2010;8(3):111–134. doi: 10.1016/s1542-0124(12)70222-7.

4. Гончарова OC, Манских ВН. Возрастные изменения в слезной железе крыс: яркая морфология, неясная природа. Онтогенез. 2014;45(5):289–298. doi: 10.7868/S047514501405005X.

5. Hodges RR, Dartt DA. Regulatory pathways in lacrimal gland epithelium. Int. Rev. Cytol. 2003;231:129–196. doi: 10.1016/s0074-7696(03)31004-6.

6. Dartt DA. Dysfunctional neural regulation of lacrimal gland secretion and its role in the pathogenesis of dry eye syndromes. Ocul. Surf. 2004;2(2):76–91. doi: 10.1016/s1542-0124(12)70146-5.

7. Warren DW. Hormonal influences on the lacrimal gland. Int. Ophthalmol. Clin. Winter. 1994;34(1):19–25. doi: 10.1097/00004397-199403410-00004.

8. Sullivan DA, Wickham LA, Rocha EM. Influence of gender, sex steroid hormones, and the hypothalamic-pituitary axis on the structure and function of the lacrimal gland. Adv. Exp. Med. Biol. 1998;438:11–42. doi: 10.1007/978-1-4615-5359-5_2.

9. Skrzypecki J, Tomasz H, Ciepiaszuk K. Variability of dry eye disease following removal of lacrimal glands in rats. Adv. Exp. Med. Biol. 2019;1153:109–115. doi: 10.1007/5584_2019_348.

10. Zoukhri D, Fix A, Alroy J, Kublin CL. Mechanisms of murine lacrimal gland repair after experimentally induced inflammation. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2008;49(10):4399–4406. doi: 10.1167/iovs.08-1730.

11. Zoukhri D. Mechanisms involved in injury and repair of the murine lacrimal gland: role of programmed cell death and mesenchymal stem cells. Ocul Surf. 2010;8(2):60–69. doi: 10.1016/s1542-0124(12)70070-8.

12. Stern ME, Pflugfelder SC. Inflammation in dry eye. Ocul. Surf. 2004;2:124–130. doi: 10.1016/s1542-0124(12)70148-9.

13. Stern ME, Pflugfelder SC. What We Have Learned from Animal Models of Dry. Eye. Int. Ophthalmol. Clin. 2017;57(2):109–118. doi: 10.1097/IIO.0000000000000169.

14. Ríos JD, Horikawa Y, Chen LL. Age-dependent alterations in mouse exorbital lacrimal gland structure, innervation and secretory response. Exp. Eye Res. 2005;80(4):477–491. doi: 10.1016/j.exer.2004.10.012.

15. Rocha EM, Alves M, Rios JD, Dartt DA. The Aging Lacrimal Gland: Changes in Structure and Function. Ocul. Surf. 2008 Oct;6(4):162-74. doi: 10.1016/s15420124(12)70177-5

16. Draper CE, Adeghate EA, Singh J, Pallot DJ. Evidence to suggest morphological and physiological alterations of lacrimal gland acini with ageing. Exp. Eye Res. 1999;68(3):265–276. doi: 10.1006/exer.1998.0605.

17. Draper CE, Singh J, Adeghate E. Effects of age on morphology, protein synthesis and secretagogue-evoked secretory responses in the rat lacrimal gland. Mol. Cell Biochem. 2003;248:7–16. doi: 10.1023/a:1024159529257.

18. Vais VB, Vangeli IM, Bakeeva LE. Ultrastructural changes in ageing lacrimal gland in Wistar rats. Bull. Exp Biol Med. 2014;157(2):268–272. doi: 10.1007/s10517-014-2542-9.

19. Obata H. Anatomy and histopathology of the human lacrimal gland. Cornea. 2006;25:S82–S89. doi: 10.1097/01.ico.0000247220.18295.d3.

20. Obata H, Yamamoto S, Horiuchi H, Machinami R. Histopathologic study of human lacrimal gland. Statistical analysis with special reference to aging. Ophthalmology. 1995;102:678–686. doi: 10.1016/s0161-6420(95)30971-2.

21. Huang W, Tourmouzis K, Perry H, Honkanen RA, Rigas B. Animal models of dry eye disease: Useful, varied and evolving (Review). Exp. Ther. Med. 2021;6:1394. doi: 10.3892/etm.2021.10830.

22. Wood JPM, Chidlow G, Halliday LA, Casson RJ, Selva D, Sun M. Histochemical Comparison of Human and Rat Lacrimal Glands: Implications for Bio-Engineering Studies. Transl. Vis. Sci. Technol. 2022;11(11):10. doi: 10.1167/tvst.11.11.10.

23. Новикова ЮП, Григорян ЭН. Ранее появление признаков старения в ретинальном пигментном эпителии у молодых крыс альбиносов. Онтогенез. 2020;51(6):440–449. Novikova YuP, Grigoryan EN. Early Appearance of Aging Signs in Retinal Pigment Epithelium in Young Albino Rats. Ontogenesis. 2020;51(6):440–449 (In Russ.). doi: 10.31857/S0475145020060063.

24. Eksioglu U, Atilgan HI, Yakin M. Antioxidant effects of vitamin D on lacrimal glands against high dose radioiodine-associated damage in an animal model. Cutan. Ocul. Toxicol. 2019;38(1):18–24. doi: 10.1080/15569527.2018.1498507.

25. Koca G, Singar E, Akbulut A. The Effect of Resveratrol on Radioiodine Therapy-Associated Lacrimal Gland Damage. Curr. Eye Res. 2021;46(3):398–407. doi: 10.1080/02713683.2020.1803920.

26. Mecum NE, Cyr D, Malon J, Demers D, Cao L, Meng ID. Evaluation of Corneal Damage After Lacrimal Gland Excision in Male and Female Mice. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2019;60(10): 3264–3274. doi: 10.1167/iovs.18-26457.

27. Draper CE, Adeghate E, Lawrence PA. Age-related changes in morphology and secretory responses of male rat lacrimal gland. J. Auton. Nerv. Syst. 1998;69:173–183. doi: 10.1016/s0165-1838(98)00026-5.

28. Fox R. Sjögren’s syndrome. Lancet. 2005;366(9482):321–331. doi: 10.1016/S01406736(05)66990-5.

29. Mathers WD. Why the eye becomes dry: a cornea and lacrimal gland feedback model. CLAO J. 2000;26(3):159–165.

30. Knop E, Knop N, Brewitt H. Dry eye disease as a complex dysregulation of the functional anatomy of the ocular surface. New concepts for understanding dry eye disease. Ophthalmologe. 2003;100(11):917–928. doi: 10.1007/s00347-003-0935-7.

31. Yamaguchi T. Inflammatory Response in Dry Eye. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2018;59:DES192–199. doi: 10.1167/iovs.17-23651.

32. Batista TM, Tomiyoshi LM, Dias AC. Age-dependent changes in rat lacrimal gland anti-oxidant and vesicular related protein expression profiles. Mol. Vis. 2012;18:194–202.

33. Chistyakov DV, Gancharova OS, Baksheeva VE. Inflammation in Dry Eye Syndrome: Identification and Targeting of Oxylipin-Mediated Mechanisms. Biomedicines. 2020;8:344. doi: 10.3390/biomedicines8090344.

34. Souza RG, Yu Z, Hernandez H. Modulation of Oxidative Stress and Inflammation in the Aged Lacrimal Gland. Am. J. Pathol. 2021;191(2):294–308. doi: 10.1016/j.ajpath.2020.10.013.

35. Grønskov K., Ek. J, Brondum-Nielsen K. Oculocutaneous albinism. Orphanet. J. Rare Dis. 2007;2:43–53. doi: 10.1186/1750-1172-2-43.

36. Summers CG. Albinism: Classification, clinical characteristics, and recent findings. Optom. Vis. Sci. 2009;86:659–662. doi: 10.1097/OPX.0b013e3181a5254c.