We present a method for inducing elevated intraocular pressure (IOP), by injecting magnetic microspheres into the rat eye, to model glaucoma. This leads to strong pressure rises, and extensive neuronal death. This protocol is easy to perform, does not require repeat injections, and produces stable long-lasting IOP rises.
Progress in understanding the pathophysiology, and providing novel treatments for glaucoma is dependent on good animal models of the disease. We present here a protocol for elevating intraocular pressure (IOP) in the rat, by injecting magnetic microspheres into the anterior chamber of the eye. The use of magnetic particles allows the user to manipulate the beads into the iridocorneal angle, thus providing a very effective blockade of fluid outflow from the trabecular meshwork. This leads to long-lasting IOP rises, and eventually neuronal death in the ganglion cell layer (GCL) as well as optic nerve pathology, as seen in patients with the disease. This method is simple to perform, as it does not require machinery, specialist surgical skills, or many hours of practice to perfect. Furthermore, the pressure elevations are very robust, and reinjection of the magnetic microspheres is not usually required unlike in some other models using plastic beads. Additionally, we believe this method is suitable for adaptation for the mouse eye.
Первичная глаукома является разрушительной болезни глаз влияет оценкам 60500000 людей во всем мире 1, что может привести к изменяющие жизнь потери зрения и слепоты 2. Исследование механизмов заболевания и разработка новых терапевтических средств для лечения глаукомы, зависят от хороших моделей болезни, которая повторю некоторые из признаков патологии.
Мы представляем здесь модель крысы глаукомы на основе метода Samsel и др. 3 Общая цель этого метода состоит в повышении внутриглазного давления (ВГД) в глаза путем введения магнитных микросфер в переднюю камеру, и с помощью магнитного кольца, прямой их в передней камеры глаза углом. Это препятствует оттоку, что увеличивает ВГД, что приводит к повреждению нейронов и гибели клеток. Протокол был разработан, чтобы попытаться обеспечить более простой, индуцируемый модель глаукомы.
Этот протокол может иметь некоторые преимуществапо сравнению с существующими методами. Генетические модели мыши, такие, как DBA / 2J доступны, которые не требуют процедуры, чтобы инициировать; Однако они могут иметь непредсказуемый начало прогрессирования заболевания 4. В отличие от этого, индуцируемые модели, большинство из которых опираются на хирургическое подъемные ВГД у грызунов, имеют то преимущество, что инициирование может управляться пользователем. Некоторые из этих методов может иметь недостатки самостоятельно однако, в том числе технически сложной 5, и может потребоваться несколько процедур, чтобы поддерживать повышенным ВГД 6.
В отличие от этого, индуцируемый метод подробно в этой рукописи простым, эффективным и воспроизводимым методом, который производит Стабильная, устойчивая увеличение давления, с минимальной потребностью для обратной закачки. Кроме того, он не предполагает дорогостоящего оборудования, и требует только основные хирургические навыки для выполнения. Этот протокол может быть целесообразным для читателей, которые хотят создать менее технически сложных индуцибельныйглаукома модель в своей лаборатории.
Здесь показано, к способу индукции повышенным ВГД у крыс, путем введения магнитных микросфер в переднюю камеру глаза. Этот метод прост для выполнения, и не требует особой хирургической опыт, или часов практики и изысканности. Кроме того, эта процедура эффективна; редко требует более одной инъекции шариков, чтобы вызвать сильное, крепкое повышение давления (примерно 10% скорости закачки). Это может обеспечить преимущество над существующими индуцируемых методами, такими как технически сложной episceral вены склероза 11 модели, или протокол коагуляция лазерный 6, который может потребовать нескольких процедур, чтобы сохранить поднятые ВГД.
Для того, чтобы метод был успешным, однако, есть некоторые небольшие критические шаги, которые необходимо предпринять. Во-первых, это полезно использовать тороидальную-образный магнит, чтобы сделать шарики в угол передней камеры глаза. Этот шаг является модификацией оригинального протокола, порогае гранулы были введены в переднюю камеру, а затем перемещается от руки вокруг глаз 3. С помощью тороидального магнита означает, что микросферы должны располагаться равномерно вокруг угла, требующий минимального ручного перераспределения. Во-вторых, скорость инъекции должна быть быстрой – слишком медленно и гранулы будут преимущественно накапливаются на одной стороне угла, что приводит к неполным охватом, и потенциально не повышения давления. Вообще говоря, хотя, метод достаточно прост, что пользователь может легко внести изменения в протокол, такие как изменение размера или объема частиц микросфер, возможно, попытаться изменить степень возвышения ВГД.
Тем не менее, один потенциальный недостаток метода в том, что один имеет мало контроля над степенью гипертонии, которые примерно в 5-10% случаев мы наблюдали возвышались над 60 мм рт. Чрезмерное поднимается ВГД может быть очень разрушительным для ткани сетчатки, и может сделать изучение механизмов и биологии клеточной смерти вызов. Тем не менее, этот метод производит последовательный нейронов патологии, как в сетчатки и зрительного нерва, который можно манипулировать фармакологически 12. Это может сделать модель привлекательной для разработки новых терапевтических средств для лечения глаукомы. Кроме того, так как гранулы будут направлены в угол передней камеры глаза, это оставляет зрительной оси свободный для живых изображений сетчатки или диска зрительного нерва. Мы ожидаем, что эта модель будет адаптирована и для будущих применений в других видах, в том числе мыши.
The authors have nothing to disclose.
We wish to thank Peter Munro PhD for his assistance with optic nerve sectioning. This study was supported by the Medical Research Council (G0901303), and in part by the Dorothy Hodgkin Postgraduate Award/Medical Research Council, the Helen Hamlyn Trust, Fight for Sight, and Moorfields special trustess,.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
250-300g female Brown Norway ex-breeder rats | Harlan UK | 203 | |
Tonolab Rebound Tonometer | Tiolat | TV02 | |
Ketaset (Ketamine) | Fort Dodge Animal health | BN1000118 | 37.5 mg/kg |
Domitor (medetomidine hydrochloride) | Orion Pharma | 140-999 | 0.25 mg/kg |
Povidone iodine | Ecolab | BN4369LE10 | 5% in H2O |
Minim's Saline Solution | Bausch and Lomb | PL00033/5017 | |
Toroidal magnet | Supermagnete | R-10-07-03-N | |
Magnetic Microspheres | Bangs Laboratories | UMC4N/9692 | |
HBSS | Invitrogen | 14025 | |
33-guage bevelled needle | Hamilton | 7747-01 | Custom needle |
Luer tip syringe | Hamilton | 80601 | |
Antisedan (atipemezole hydrochloride ) | Orion Pharma | 141-003 | 0.25 mg/kg |
Chloramphenicol ointment | Medicom | 18956-0005 | |
TUNEL staining kit | Promega | G3250 | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
DAPI | Sigma-Aldrich | D9542 | |
Vectashield Mounting Media | Vector Labs | H-1000 |