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.
차 녹내장은 생활 바꾸는 시력 손실과 실명이 발생할 수있는 세계 일에 걸쳐 약 60,500,000명에 영향을 미치는 치명적인 안과 질환이다. 질병 메커니즘에 대한 연구, 녹내장에 대한 새로운 치료제의 개발, 병리의 특징 몇 가지 요점을 되풀이 질병의 좋은 모델에 따라 달라집니다.
우리는 Samsel 등의 방법에 기초하여 여기 래트 녹내장 모델을 제시한다. (3)이 기술의 전반적인 목적은, 직접을 전방으로 자성 미립자를 주입하고, 자성 링을 이용하여 눈에 안압 (IOP)을 증가시키는 그들 홍채 각막 각도로. 이 신경 세포의 손상 및 세포 손실로 이어지는, 안압을 증가 수성 유출을 방해한다. 프로토콜은 녹내장 간단 유도 모델을 제공하려고 시도하기 위해 개발되었다.
이 프로토콜은 몇 가지 장점을 가질 수있다기존의 기술을 통해. 이러한 DBA / 2J 같은 유전 마우스 모델을 시작하는 절차를 필요로하지 않는, 사용할 수 있습니다; 그러나 이러한 질병의 진행 (4)의 예측할 수없는 증상이있을 수 있습니다. 반대로, 외과 설치류 IOP 승강에 의존 대부분의 유도 가능한 모델은, 개시 사용자에 의해 제어 될 수있는 이점이있다. 이러한 방법 중 일부는 포함 5 기술적 도전 인, 그러나 자신의 단점을 가질 수 있고, 높은 안압 (6)을 유지하기 위해 여러 절차를 요구할 수 있습니다.
반면에,이 원고에 설명 된 유도 방법은 재 주입을위한 최소한의 필요와 압력에 안정적이며 견고한 증가, 생산, 간단하고 효과적이며 재생 가능한 기술이다. 또한, 고가의 설비를 포함하지 않는, 오직 수행하는 기본적인 수술 기술이 필요하다. 이 프로토콜은 덜 기술적 요구 유도를 설정하기 위해 찾고있는 독자들에게 적합 할 수 있습니다자신의 실험실에서 녹내장 모델.
여기서 우리는 눈의 전방 챔버로 자성 미립자를 주입하여, 래트에서 IOP 상승을 유도하는 방법을 보여준다. 이 방법을 수행하는 간단하고, 작은 수술 전문 지식을 필요로하거나 연습과 정제의 시간. 더욱이, 절차는 유효하다; 좀처럼 압력 강하고 견고한 상승 (약 10 % 재 주입 율)을 유도하기 위해 비드 단일 주입 이상을 필요로하지 않는다. 이 안압을 상승 유지하기 위해 여러 절차를 필요로 할 수있다 (11) 모델, 또는 레이저 광응고술 프로토콜 (6), 경화증 등의 기술적 도전 episceral 정맥 같은 기존의 유도 방법을 통해 이점을 제공 할 수있다.
그러나 성공하는 방법에 대한 위해 수행되어야 할 몇 가지 작은 중요한 단계가 있습니다. 첫째는 홍채 각막 각도로 구슬을 그릴 도넛 모양의 자석을 사용하는 것이 유용하다. 이 단계는 오리지널 프로토콜 어디 있나의 변형 인전자 구슬은 전방에 주입 한 다음 눈 3 주위에 자유를 이동했다. 토 로이드 자석을 사용하면 마이크로 최소한의 수동 재배포을 필요로 각도 주위에 균등하게 해결해야 함을 의미한다. 너무 느리고 불완전 주로 비드에 따르면, 잠재적 압력 상승도 선도 각도의 일측에 축적한다 – 두 번째로, 분사 속도는 빨라야한다. 하지만 일반적으로 말하면, 상기 방법은 사용자가 쉽게 아마도 IOP 상승의 정도를 변경하려고 시도하는, 미세 입자의 크기 또는 용적을 변화와 같은 프로토콜의 수정을 만들 수있을만큼 간단하다.
그러나, 방법의 잠재적 인 단점 중 하나는 우리가 관찰 사례의 약 5 ~ 10 %에서 60 mmHg로 위에 올랐다 고혈압의 정도를 통해 작은 제어 할 수 있다는 것입니다. IOP의 과도한 상승은 망막 조직에 매우 파괴적 일 수 있고, 메커니즘 및 바이오 연구를 만들 수 있습니다세포 사멸의 말의 뜻은 도전. 그러나, 상기 방법은 약리학 적으로 조작 할 수있다 (12) 망막 및 시신경 모두에서 일관된 신경 병리를 생성한다. 이는 녹내장 치료를위한 새로운 치료제 개발을위한 모델이 매력적으로 만들 수 있습니다. 비즈 홍채 각막 각도에 지시하기 때문에 또한,이 망막 또는 시신경 유두의 라이브 영상 무료 시축을 떠난다. 우리는이 모델 적응 및 마우스를 포함하는 다른 종의 미래 응용에 사용될 것으로 예상된다.
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 |