概要

変動性を制限するための網膜静脈閉塞マウスモデルの最適化

Published: August 06, 2021
doi:

概要

ここでは、ローズベンガルとレーザー誘導網膜イメージング顕微鏡システムを使用した網膜静脈閉塞のための最適化されたプロトコルと、遺伝子組み換え株での再現性を最大化するための推奨事項について説明します。

Abstract

網膜静脈閉塞(RVO)のマウスモデルは、神経網膜の低酸素性虚血性損傷を研究するために眼科でよく使用されます。このレポートでは、重要なステップを指摘する詳細な方法と、さまざまな遺伝子組み換えマウス系統間で一貫して成功した閉塞率を達成するための最適化の推奨事項を提供します。RVOマウスモデルは、主に光増感色素の静脈内投与とそれに続く眼科誘導レーザーに取り付けられた網膜イメージング顕微鏡を使用したレーザー光凝固からなる。3つの変数が閉塞一貫性の決定要因として同定された。ローズベンガル投与後の待機時間を調整し、ベースラインと実験レーザー出力のバランスをとることにより、実験間のばらつきを制限し、より高い閉塞の成功率を達成することができます。この方法は、網膜浮腫および低酸素虚血性損傷を特徴とする網膜疾患の研究に使用することができる。さらに、このモデルは血管損傷を誘発するため、神経血管系、神経細胞死、および炎症の研究にも適用できます。

Introduction

網膜静脈閉塞症(RVO)は、2015年に世界中で約2,800万人が罹患した一般的な網膜血管疾患です1。RVOは、働く高齢者と高齢者の視力低下と喪失につながり、近所の10年間で増加すると推定される進行中の視力を脅かす病気を表しています。RVOの明確な病状には、低酸素虚血性損傷、網膜浮腫、炎症、およびニューロン喪失が含まれます2。現在、この障害の治療の第一線は、血管内皮増殖因子(VEGF)阻害剤の投与によるものです。抗VEGF治療は網膜浮腫の改善に役立っていますが、多くの患者は依然として視力低下に直面しています3。この疾患の病態生理学をさらに理解し、潜在的な新しい治療ラインをテストするには、さまざまなマウス系統に対して機能的で詳細なRVOマウスモデルプロトコルを構成する必要があります。

マウスモデルは、ヒト患者に使用されるのと同じレーザー装置を実装し、マウスに適したサイズにスケーリングされたイメージングシステムと組み合わせて開発されました。RVOのこのマウスモデルは、2007年に最初に報告され4、さらにEbneterらによって確立された4,5。最終的に、モデルはFumaらによって最適化され、網膜浮腫6などのRVOの主要な臨床症状を再現しました。このモデルが最初に報告されて以来、多くの研究では、光増感剤色素を投与した後、レーザーで主要な網膜静脈を光凝固させることを使用してモデルが採用されてきました。ただし、投与される色素の量と種類、レーザー出力、および曝露時間は、この方法を使用した研究間で大きく異なります。これらの違いにより、モデルのばらつきが大きくなり、複製が困難になることがよくあります。現在まで、その最適化のための潜在的な道についての具体的な詳細を含む発表された研究はありません。

本報告では、C57BL/6J系統のRVOマウスモデルと、C57BL/6Jをバックグラウンドとし、遺伝子改変マウスの基準株としてRVO病理に関連するタモキシフェン誘導性内皮カスパーゼ-9ノックアウト(iEC Casp9KO)株の詳細な方法論を提示する。以前の研究では、内皮カスパーゼ-9の非アポトーシス活性化が網膜浮腫を引き起こし、神経細胞死を促進することが示されていました8。この株を使用した経験は、他の遺伝子組み換え株に適用できるRVOマウスモデルを調整するための潜在的な改変を決定し、洞察を提供するのに役立ちました。

Protocol

このプロトコルは、眼科および視覚研究における動物の使用に関する視覚眼科研究協会(ARVO)の声明に従います。げっ歯類の実験は、コロンビア大学の施設動物管理使用委員会(IACUC)によって承認および監視されました。 注:すべての実験では、体重約20gの生後2か月のオスのマウスを使用しました。 1. フロックス遺伝子の誘導遺伝子切除のためのタモキ?…

Representative Results

RVOマウスモデルは、網膜静脈の閉塞を成功裏に達成し、低酸素虚血性損傷、血液網膜関門の破壊、神経細胞死、および網膜浮腫を引き起こすことを目指しています8。図1は、再現性を確保するためのステップのタイムライン、実験計画の概略 図 を示し、実験の質問に応じてさらに最適化できるステップの概要を示しています。変更できる3つの主要な?…

Discussion

マウスRVOモデルは、RVOの病理をさらに理解し、潜在的な治療法をテストするための手段を提供します。マウスRVOモデルは現場で広く使用されていますが、その変動性に対処し、モデルの最適化を記述するモデルの現在の詳細なプロトコルが必要です。ここでは、実験動物のコホート全体で最も一貫した結果を得るために何を変更できるかについての経験からの例をガイドし、信頼できるデー?…

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、国立科学財団大学院研究フェローシッププログラム(NSF-GRFP)DGE – 1644869(CCOへ)、国立眼研究所(NEI)5T32EY013933(AMPへ)、および国立老化研究所(NIA)R21AG063012(CMTへ)によって支援されました。

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

参考文献

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記事を引用
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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