Summary

가변성을 제한하기 위한 망막 정맥 폐색 마우스 모델의 최적화

Published: August 06, 2021
doi:

Summary

여기에서는 장미 벵골을 사용한 망막 정맥 폐색에 최적화된 프로토콜과 유전자 변형 균주에서 재현성을 극대화하기 위한 권장 사항과 함께 레이저 유도 망막 영상 현미경 시스템에 대해 설명합니다.

Abstract

망막 정맥 폐색 (RVO)의 마우스 모델은 종종 신경 망막의 저산소 성 허혈성 손상을 연구하기 위해 안과에서 사용됩니다. 이 보고서에서는 다양한 유전자 변형 마우스 균주에서 일관되게 성공적인 폐색률을 달성하기 위한 최적화 권장 사항과 함께 중요한 단계를 지적하는 자세한 방법이 제공됩니다. RVO 마우스 모델은 주로 감광제 염료를 정맥 투여 한 후 안과 유도 레이저에 부착 된 망막 영상 현미경을 사용한 레이저 광 응고로 구성됩니다. 폐색 일관성의 결정 요인으로 세 가지 변수가 확인되었습니다. 장미 벵갈 투여 후 대기 시간을 조정하고 기준선과 실험 레이저 출력의 균형을 맞추면 실험 전반에 걸친 변동성을 제한하고 교합 성공률을 높일 수 있습니다. 이 방법은 망막 부종 및 저산소 성 허혈성 손상을 특징으로하는 망막 질환을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 또한이 모델은 혈관 손상을 유발하므로 신경 혈관계, 신경 세포 사멸 및 염증을 연구하는 데에도 적용 할 수 있습니다.

Introduction

망막 정맥 폐색(RVO)은 2015년에 전 세계적으로 약 2,800만 명에게 영향을 미친 일반적인 망막 혈관 질환입니다1. RVO는 근로 연령 성인과 노인의 시력 저하 및 상실로 이어지며, 이는 가까운 10년 동안 증가할 것으로 추정되는 지속적인 시력 위협 질병을 나타냅니다. RVO의 뚜렷한 병리 중 일부는 저산소 성 허혈성 손상, 망막 부종, 염증 및 신경 손실2을 포함합니다. 현재이 장애에 대한 치료의 첫 번째 라인은 혈관 내피 성장 인자 (VEGF) 억제제의 투여를 통한 것입니다. 항 -VEGF 치료가 망막 부종을 개선하는 데 도움이되었지만 많은 환자들이 여전히 시력 저하에 직면 해 있습니다3. 이 질환의 병태생리학을 더 이해하고 잠재적인 새로운 치료 라인을 테스트하기 위해, 상이한 마우스 균주에 대한 기능적이고 상세한 RVO 마우스 모델 프로토콜을 구성할 필요가 있다.

마우스 모델은 인간 환자에게 사용되는 것과 동일한 레이저 장치를 구현하여 개발되었으며, 마우스에 적합한 크기로 조정된 이미징 시스템과 쌍을 이룹니다. RVO의이 마우스 모델은 20074 년에 처음보고되었으며 Ebneter 및 기타 4,5에 의해 추가로 확립되었습니다. 결국, 이 모델은 망막 부종6과 같은 RVO의 주요 임상 증상을 복제하기 위해 Fuma et al.에 의해 최적화되었습니다. 이 모델이 처음보고 된 이래로, 많은 연구에서 광감작제 염료를 투여 한 후 레이저로 주요 망막 정맥의 광 응고를 사용하여이를 사용했습니다. 그러나 투여되는 염료의 양과 유형, 레이저 출력 및 노출 시간은이 방법을 사용한 연구에 따라 크게 다릅니다. 이러한 차이로 인해 모형의 변동성이 증가하여 복제가 어려워지는 경우가 많습니다. 현재까지 최적화를위한 잠재적 인 방법에 대한 구체적인 세부 정보가 포함 된 발표 된 연구는 없습니다.

이 보고서는 C57BL/6J 배경과 유전자 변형 마우스의 기준 균주로서 RVO 병리학과 관련이 있는 C57BL/6J 균주 및 타목시펜 유도성 내피 카스파제-9 녹아웃(iEC Casp9KO) 균주에서 RVO 마우스 모델의 자세한 방법론을 제시합니다. 이전 연구에 따르면 내피 카스파제-9의 비세포사멸 활성화는 망막 부종을 유발하고신경 세포 사멸을 촉진합니다8. 이 균주를 사용한 경험은 다른 유전자 변형 균주에 적용할 수 있는 RVO 마우스 모델을 맞춤화하기 위한 잠재적인 수정에 대한 통찰력을 결정하고 제공하는 데 도움이 되었습니다.

Protocol

이 프로토콜은 안과 및 시력 연구에서 동물 사용에 대한 시력 및 안과 연구 협회 (ARVO) 성명서를 따릅니다. 설치류 실험은 컬럼비아 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인되고 모니터링되었습니다. 참고: 모든 실험은 무게가 약 20g인 2개월 된 수컷 마우스를 사용했습니다. 1. 플록스드 유전자의 유도성 유전자 절제를 위한 타목시펜의 제조 …

Representative Results

RVO 마우스 모델은 망막 정맥의 폐색을 성공적으로 달성하여 저산소 허혈성 손상, 혈액 망막 장벽 파괴, 신경 세포 사멸 및 망막 부종8을 유발하는 것을 목표로 합니다. 그림 1 은 재현성을 보장하기 위한 단계의 타임라인, 실험 설계의 개략도를 보여주고 실험 질문에 따라 추가로 최적화할 수 있는 단계를 간략하게 설명합니다. 수정할 수있는 세 가지 주요 ?…

Discussion

마우스 RVO 모델은 RVO 병리를 더 깊이 이해하고 잠재적인 치료법을 테스트할 수 있는 방법을 제공합니다. 마우스 RVO 모델이 현장에서 널리 사용되는 반면, 가변성을 해결하고 모델의 최적화를 설명하는 모델의 현재 세부 프로토콜이 필요합니다. 여기에서는 실험 동물 코호트에서 가장 일관된 결과를 얻고 신뢰할 수 있는 데이터를 제공하기 위해 변경할 수 있는 사항에 대한 경험의 예가 포함된 가?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program (NSF-GRFP) DGE – 1644869 (CCO), National Eye Institute (NEI) 5T32EY013933 (AMP) 및 National Institute on Aging (NIA) R21AG063012 (CMT로)의 지원을 받았습니다.

Materials

Carprofen Rimadyl NADA #141-199 keep at 4 °C
Corn Oil Sigma-Aldrich C8267
Fiber Patch Cable Thor Labs M14L02
GenTeal Alcon 00658 06401
Ketamine Hydrochloride Henry Schein NDC: 11695-0702-1
Lasercheck Coherent 1098293
Phenylephrine Akorn NDCL174478-201-15
Phoneix Micron IV with Meridian,  StreamPix, and OCT modules Phoenix Technology Group
Proparacaine Hydrochloride Akorn NDC: 17478-263-12 keep at 4 °C
Refresh Allergan 94170
Rose Bengal Sigma-Aldrich 330000-5G
Tamoxifen Sigma-Aldrich T5648-5G light-sensitive
Tropicamide Akorn NDC: 174478-102-12
Xylazine Akorn NDCL 59399-110-20

Referencias

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Colón Ortiz, C., Potenski, A., Lawson, J. M., Smart, J., Troy, C. M. Optimization of the Retinal Vein Occlusion Mouse Model to Limit Variability. J. Vis. Exp. (174), e62980, doi:10.3791/62980 (2021).

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