Burada, glokom görüldüğü gibi, retinal ganglion hücre kaybına neden murin göz oküler hipertansiyon uyarılması için bir protokol mevcut. Manyetik mikroboncuklarının ön kamaraya enjekte ve sulu mizah çıkışı engellemek için bir mıknatıs kullanarak iridokorneal açı çekti.
glokom kemirgen modellerinde kullanılması bu çok faktörlü nörodejeneratif hastalıkların patofizyolojisinin altında yatan moleküler mekanizmaları anlamak için gerekli olmuştur. çok sayıda transgenik fare hatları ile birlikte, oküler hipertansiyon uyanlabilir murin modellerinde artan bir ilgi vardır. Burada, bir yontulmuş konik olarak değiştirilmiş bir mikroiğne ile gözün ön odasına manyetik mikro boncuklar enjeksiyonu göre glokom bir tıkayıcı bir model sunmaktadır. Manyetik mikroboncuklarının ön kamaraya sulu mizah drenaj engellemek için bir el mıknatıs kullanarak iridokorneal açısına çekti. İnsan glokom hastalarında gözlendiği gibi sonradan, retina ganglion hücrelerinin kaybına yol açar göz içi basıncı, sürekli bir yükselme sulu dinamikleri sonuçlarında Bu bozulma. Bu yazıda sunulan microbead oklüzyon modeli aynı zamanda son derece diğer uyarılabilir glokomun modelleri ve basit karşılaştırıldığındaetkili ve yeniden üretilebilir. Önemlisi, burada sunulan değişiklikler genellikle tıkanıklığı modellerinde ortaya çıkan yaygın sorunları en aza indirmek. İlk olarak, kesik cam Mikroiğnenin kullanımı mikro-boncuk geri akışını engeller ve en az bir hasar, böylece yaralanmaya bağlı etkilerinin azaltılması, enjeksiyon sırasında korneaya oluşmasını temin eder. İkinci olarak, manyetik mikro boncuklar kullanımı etkili diğer yapılarla temas kaçınarak ön kamara yüzen boncuklar (örneğin., Iris, lens) sayısının azaltılması, iridokorneal açısı en boncuklar çekmek yeteneği sağlamaktadır. etkin bir şekilde, manyetik mikro-boncuklar yönlendirmek ve mikroiğne geri çekildiğinde göz mikro-küçük geri akış yok olduğundan emin olmak için küçük bir fare göz tutarken Son olarak, bir el mıknatıs kullanılması esneklik sağlar. Özetle, burada sunulan microbead tıkanıklığı fare modeli Glau başlangıcı ve ilerlemesi sırasında meydana gelen nörodejeneratif değişiklikleri incelemek için güçlü bir araştırmacı bir araçtırkoma.
Glokom 2020 1 dünya çapında tahminen 80 milyon insanı etkileyecek ilerici ve geri dönüşümsüz kör bir durumdur. Glokomlu hastalarda, görme kaybı, retina ganglion hücrelerinin (RGCs), görsel bilgi iletimi çıktı nöronları seçici ölüm nedeni beyne retina. Glokom en yaygın yüksek göziçi basıncı (GİB) olduğu birçok risk faktörüne sahip bir yaşa bağlı nörodejeneratif bir hastalıktır. glokom ve güncel tedaviler göz tansiyonu yönetmeye odaklanmak Gerçekten de, GİB'in tek değiştirilebilir risk faktörüdür. Ancak, çoklu genetik hücresel ve çevresel faktörler bu hastalığın başlamasını ve ilerlemesini etkiler. Bu nedenle, nihai olarak, nöronal ölüme katkıda bulunan çeşitli mekanizmaların anlaşılması glokom için etkili bir tedavi geliştirmek için gereklidir.
glokom Hayvan modelleri hastalık patofizyolojisini incelemek ve tespit ve test için gerekli olanumut verici terapötik. genetik olarak kodlanmış floresan izleyiciler taşıyan koşullu nakavt suşları ve fareler de dahil olmak üzere transgenik fare hatları artan kullanılabilirliği uyarılabilir fare glokom modelleri için ihtiyaç sürüklemiştir. Glokomun Birkaç kemirgen modelleri (2,3 gözden) yıl boyunca geliştirilmiştir. Bu modellerin birçoğunda, glokom IOP yükselme ile sonuçlanır, sulu humor dinamiklerini bozarak indüklenir. Mikro-ya da diğer maddeler, sulu bir boşalmayı bloke gözün ön odasına enjekte edildiği oklüzyon modelleri, kısmen IOP 4-14 geliştirmek için göreceli kolaylığı için son yıllarda popülerlik kazanmıştır.
İlk primatlarda 12'de gerçekleştirilen glokom microbead tıkanması modeli, tavşan 8 ve sıçanlar 4,9,11, farelerde 5,6,10 kullanım için adapte edilmiştir. Bu çalışmalarda, polistiren mikro-boncuk intrakameral enjeksiyon tek başına veyaviskoelastik malzeme ile birlikte, daha sonra RGC ölüm 6,10 giden IOP yükselmesi ile sonuçlanmıştır. Ancak, iğne iridokorneal açıdan mikro-boncuk göz ve çıkartılmasından çekilir geri akış işlemi sırasında ortaya çıkan ortak bir sorun vardır. Bu dezavantajları minimuma indirmek için, mıknatısların göz 4,9 arasında iridokorneal açısına manyetik mikro-boncuklar çekmek için kullanılmaktadır.
Burada açıklanan protokol manyetik mikro-boncuklar ve fare göz için uyarlanmış bir el mıknatıs (Şekil 1) kullanan önceki çalışmalar 9,10 göre modifiye edilmiş bir işlemdir. Birkaç önemli değişiklikler farelerde etkili ve tekrarlanabilir GİB artışına sağlamak için protokol girmiştir. İlk olarak, mikro-enjeksiyon bir yontulmuş konik bir özenle hazırlanmış cam microneedle kullanılarak yapılır. Mikroiğnenin Elde edilen düzgün yüzeyler yanı sıra keskin ucu az hasar sağlaro korneayı deler olarak verdirdiler. Microneedle ucu böylece bu iris ve lens olarak zarar yakındaki yapıların riskini azaltır, ön kamara girdiğinde bu cam Mikroiğnenin kullanımı da artan kontrolü ile sonuçlanır. Buna ek olarak, küçük enjeksiyon lezyon kornea kendini onarım kolaylaştırır ve istenmeyen yaralanma ile ilgili etkilerini azaltır.
İkinci olarak, manyetik mikro-enjeksiyon ve bir el mıknatıs kullanımı hassas kontrol küçük fare gözünde iridokorneal açıya boncuk çekmek için izin verir. Bu microbead boyutu hazırlanan microneedle açılış tıkayabilir ve önemlisi, bir kez enjekte etmedi çünkü çapı 4,5 mikron kullanılan manyetik mikroboncuklarının, bu microbeads etkin bir sulu mizah drenaj engelledi. Bu yaklaşım, sadece enjekte mikro-geri akışını azaltır, aynı zamanda mikro-maksimum sayısı etkin aköz hümör boşalmayı bloke hedef alan birikir sağlar. furthermore bu strateji aynı zamanda, arka kamara iris ve mercek ve önlenmesi kanalı gibi diğer yapılar ile temas kaçınarak ön kamara yüzen tanelerin sayısını azaltır. Toplu olarak, bu değişiklikler, mikroboncuk enjeksiyon cerrahi göreli kolaylıkla ve farelerde oküler hipertansiyon yüksek, yeniden üretilebilir, etkili ve sürekli bir indüksiyon ile sonuçlanan bir zamanında gerçekleştirilir olduğundan emin olun.
Burada sunulan video teknikler etkin ve üretken farelerde GİB yükselmesi ikna etmek için manyetik mikro-boncuk intrakamaral enjeksiyon nasıl gerçekleştirileceği hakkında ayrıntılı adım adım yönergeler sağlar. Ek enjeksiyon gerektirir ve oküler hipertansiyon induction.Elevated GİB ilk 3 hafta içinde saptanabilir RGC soma ve akson kaybı teşvik değil sürekli GİB'in artış Bu prosedür sonuçları, insanlarda glokom gelişimi için önemli bir risk faktörüdür. Bu nedenle, bu geniş bir uygulama aralığı için bir potansiyele sahip değerli murin oküler hipertansiyon bağımlı glokom modelidir.
ön odaya mikro-enjeksiyonu ile bağlantılı ortak bir dezavantajı iğnesi geri çekildiğinde, genellikle sulu bir çıkış ve artan değişkenlik ancak kısmen tıkanması ile sonuçlanan, enjeksiyon yeri üzerinden geri akış boncuk ile ilgilidir. Bu sorunu gidermek için, birçok önemli değişiklikler hayata geçirilmiştir. Firs T, bir yontulmuş konik bir temiz ve keskin bir cam Mikroiğnenin dikkatli bir hazırlık mikroboncuk başarılı bir enjeksiyon için gereklidir. Bir düzgün hazırlanmış microneedle narin göz yüzeyine basınç minimal uygulama ile korneanın kontrollü ve düzgün penetrasyonunu sağlar. küçük korneal delinme mikro boncuklar geri akmasını önler. Buna ek olarak, ince microneedle olmayan hastalık ile ilgili inflamasyona neden olabilir örneğin iris ve lens olarak zarar yakındaki yapıların, riskini azaltır. İkincisi, sırasında ve enjeksiyondan sonra stratejik göz alanlarına el mıknatıs uygulaması bu tekniğin bir başka önemli yönüdür. Enjeksiyon sırasında, manyetik mikroiğne geri çekildiğinde mikroboncuk ön kamara önlenmesi geri akış manyetik mikro-boncuklar çekmek için kullanılır. Enjeksiyondan sonra, mıknatıs sonra sulu humor çıkışı engellemek için iridokorneal açıya mikroboncukları yönlendirmek için kullanılır.
çadır "> genellikle microbead tıkanıklığı modellerinde karşılaşılan bir başka sorun, tekrarlanan boncuk enjeksiyonları genellikle GİB artışı 10,11. Bu ile zaman. iridokorneal açıdan bir el mıknatıs kombinasyonunu yerinden oynatmamaya mikro boncuklar sonucu olabilir sürekli başarmayı için gerekli olmasıdır yukarıda açıklanan ve fare konumlandırma sonrası operasyon büyük ölçüde sonucu artırır. esneklik uzun bir post-operatif iyileşme sürecini işlemi sırasında kafa taşımak ve ihtiyaç için izin enjektabl anestezik kullanımını olarak, tercih edilir. Yerleştirme ve ameliyat göz ameliyatından sonra birkaç saat için yukarı bakacak şekilde fare iridokorneal açıda mikro-çözümüne katkıda bulunur ve ön kamaraya geri yerinden oynatmamaya riskini azaltır.Enjekte boncuk sayısının nispeten tutarlı sağlanması arası hayvan varyasyonları en aza indirmek için bir başka önemli adımdır. mikroboncuklarının b yerleşmek beriottom borunun, tamamen mikroboncuk çözelti homojen hale getirmek ve zamanında mikroiğne, uygun hacim çekmek için gereklidir. ön kamaraya az boncuk Enjeksiyon kötü veya değişken GİB yol açması muhtemel olan sulu mizah drenaj yapılarının eksik tıkanma, neden olabilir. microbead enjeksiyon nihai amacı göz içi basıncını yükseltmek için olmasına rağmen uyanık farelerden alınan GİB ölçümleri bu çalışmada (~ 25 mmHg) bildirilen tepe değerlerinden daha yüksek olduğunda notun, dikkatli alınmalıdır. Son derece yüksek GİB iskemik hasar riskini arttırır ve aynı zamanda hayvana ağrıya neden olabilir. GİB yükselmesi cerrahinin başarısını değerlendirmek için birçok faktörlerden biri olarak kabul edilmelidir. Bu nedenle, işlemin sonucu GİB artışı, RGC soma ölüm ve akson kaybı dahil olmak üzere birçok parametrelere dayalı teraziye alınmalıdır.
Burada açıklanan protokol çoğu microbeads başarılı sonuçlanır rağmenly açıda yerleşen, bu modelin bir potansiyel sınırlama ön kamarada yüzen kalır o boncuk kornea aracılığıyla canlı retina görüntüleme yanı sıra ışığın etkin geçişini gerektiren elektrofizyolojik veya davranışsal deneyleri etkileyebilir olmasıdır. Bu microbead tıkanıklığı modeli kullanan GİB artışı ve sonraki RGC dejenerasyon ölçüde işletilen fare [4] yaş ve genetik arka plan ile değişir olduğunda diğer önemli yönü dikkate. Bu nedenle, GİB yükselmesinin kapsamı ve RGC dejenerasyon zaman çizelgesi her spesifik transgenik fare hattı ve / veya yaş aralığı için tespit edilmesi gerekir.
Bu modelin bir özelliği microbead enjeksiyonu ve önemli RGC ölümünden sonra ilk üç haftasında RGC ölüm kademeli kaybı yüksek GİB'in sonuçları işlemden sonra 3 hafta tespit olmasıdır. Bu nedenle, bu model, bu D meydana erken ve / veya hafif değişiklikleri inceleme sağlarhastalığı bulunanlarda, önceki RGC soma ve akson kaybı ile belirgin. RGC ölüm önemli bir artış oküler hipertansiyon indüksiyondan sonra 3 ve 6 hafta arasında gözlenmemiştir. Başarılı rağmen 3 ila 6 hafta arasında% 25 ve bu zaman noktalarında GİB yükselmesi sürekli – Aslında, RGC soma ve akson kaybı ~ 22 sabit kaldı. Sürekli IOP daha uzun süre C57BL Diğer fare suşlarının göre RGC hasara karşı daha dayanıklı olduğu görülmektedir / 6 fareleri, oluşacak ek RGC kaybı için gerekli olabilir. 5 ek değişiklikler burada sunulan protokol, boncuk büyüklüğü ayarlama dahil olmak üzere ve ilave enjeksiyonlar, daha sonra zaman noktalarında RGC kaybı incelemek için gerekli olabilir. Bu nedenle, bizim protokol insan glokom başlangıcı ve erken ilerlemesi alakalı mütevazı RGC nörodejenerasyon ile ilişkili erken patofizyolojik değişikliklere odaklanan çalışmalar için idealdir.
The authors have nothing to disclose.
The authors wish to thank Drs. David Calkins (Vanderbilt University) and James Morgan (Cardiff University) for sharing their expertise and for helpful advice towards developing this procedure. This study was supported by grants from the Canadian Institutes of Health Research (A.D.P.). Y.A.I. and N.B. are the recipients of postdoctoral fellowships from the Fonds de recherche du Québec-Santé (FRQS). N.B. was awarded a H.H. Jasper scholarship from the Groupe de Recherche sur le Système Nerveux Central (GRSNC). A.D.P. is a Chercheur Boursier National FRQS.
Puller | Narishige | PC-10 | |
Thin Wall Glass Capillaries | World Precision Instruments | TW150F-4 | Capillary has an outer diameter of 1.5 mm and inner diameter of 1.12 mm |
Stereo Microscope | Zeiss | MZ9.5 | Zoom factor range of 2.5 to 6.0. Microscope used for needle-making and the micro-bead injection surgery. |
Footswitch | Linemaster | T-91-SE | |
Stainless Steel Blade | Feather | No. 11 | |
Microelectrode Beveler | Science Products | BV-10 | |
Aerosol Duster | Fisher | 23-022-523 | |
Sodium Hydroxide | Fisher Scientific | BP359-500 | |
Tris Base | Fisher Scientific | BP152-1 | |
Vortex | Fisher Scientific | 12-812 | |
Dynabeads M-450 Epoxy | Life Technologies | 14011 | Magnetic beads are 4.5 µm in diameter. Stock solution is at a concentration of 4 x 108 beads/mL. Store at 4°C. |
Mini-Tube Rotators | Fisher Scientific | 05-450-127 | |
3 Handheld Magnets | Geomag | 0.45 Tesla. Magnet used for microbead preparation and microbead injection surgery. | |
25 mL serological pipet | Costar | 4489 | |
Pipet | Drummond | 4-000-101 | |
Biological Containment Hood | Biostad | 377355 | |
Balanced salt solution (BSS) | Alcon | 0065-0800-25 | |
P1000 Micropipet | Gilson | F123602 | |
Microtube 1.5 mL | Sarstedt | 72.690 | |
P200 Micropipet | Gilson | F123601 | |
0.2 mL PCR tube | Sarstedt | 72737.002 | |
Ketamine | Controlled substance | ||
Xylazine | Bayer Healthcare | ||
Acepromazine | Vetoquinol | ||
U-100 Insulin Syringe | Becton Dickinson and Company | 329461 | |
Balance | Ohaus | CS 200 | |
Buprenorphine | Controlled substance | ||
Tropicamide ophthalmic solution | Alcon | 0998-0355-15 | 1% Mydriacyl |
Manual Microsyringe Pump with Digital Display | World Precision Instruments | DMP | |
Manual Micromanipulator | World Precision Instruments | M3301R | |
Platform | Fisher Scientific | 14-673-52 | 8 x 8 inch |
Absorbent swabs | Kettenbach | 30601 | |
P20 Micropipet | Gilson | F123600 | |
Plastic forcep | Euroband | 1001 | Ensure forcep is plastic and has a flat surface to avoid damaging the eye |
Fluoroquinolone ophthalmic solution | Alcon | Vigamox | |
Heating pad | Sunbeam | E12107-834 | |
Tonometer | iCare | TV02 | TONOLAB rebound tonometer |
Paraformaldehyde, Para | Fisher Scientific | T353-500 | |
Dissection tools | |||
Small brush | |||
Glutaraldehyde solution | Sigma-Aldrich | G7651 | |
Sodium Cacodylate, tryhydrate | Canemco and Marivec | 124-65-2 | |
Brn-3a antibody (C-20) | Santa Cruz Biotechnology | sc-31984 | |
Tissue Culture Plate, 48 well | Falcon | 353078 | |
Triton X-100 | Fisher Scientific | BP151-500 | |
Donkey Serum | Sigma-Aldrich | D9663 | |
Donkey anti-Goat IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor 594 conjugate | Life Technologies | A-11058 | |
Aluminum foil | |||
Microscope Slides | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
Slow fade Gold antifade reagent | Life Technologies | S36936 | |
Cover Glass | Fisher Scientific | 12-548-5E | |
Osmium tetroxide 2% aqueous solution | Electron Microscopy Sciences | 3294949 | |
Embed-812 | Electron Microscopy Sciences | 14900 | |
Dodecenyl succinic anhydride | Electron Microscopy Sciences | 13710 | |
Nadic methyl anhydride | Electron Microscopy Sciences | 19000 | |
DMP-30 | Electron Microscopy Sciences | 13600 | |
Propylene oxide | Sigma-Aldrich | 110205-1L | |
Embedding mold-Dykstra | Electron Microscopy Sciences | 70907 | |
Porter-Blum ultra-microtome | Sorvall | MT-2 | |
Toluidine blue O (Certified Biological Stain) | Fisher-Scientific | T161-25 |