여기서는 관찰 녹내장, 망막 신경절 세포의 손실을 초래 쥐 눈 안압을 유도 프로토콜을 제시한다. 자기 마이크로 비드는 전방에 주입과 방수의 유출을 차단하는 자석을 이용하여 홍채 각막 각도에 매료된다.
녹내장의 설치류 모델의 사용은이 인성 신경 퇴행성 질환의 병태 생리의 기초 분자 메커니즘을 이해하는 것이 필수적이었다. 다수의 유전자 변형 마우스 라인의 출현으로, 안구 고혈압의 유도 쥐 모델에 대한 관심이 높아지고있다. 여기서, 우리는 각면 경사에 변형 미세 바늘을 이용하여 안구의 전방에 자성 마이크로 비드의 주사에 기초하여 녹내장 폐색 모델을 제시한다. 자기 마이크로 비드는 전방에서 방수의 배출을 차단하는 휴대용 자석을 이용하여 홍채 각막 각도에 매료된다. 인간 녹내장 환자에서 관찰되는 바와 같이해서, 망막 신경절 세포의 손실에 이르게 안압의 상승 고도 수성 역학 결과이 중단. 이 논문에 제시된 마이크로 비드 폐색 모델은 매우 다른 유도 녹내장의 모델과 간단한 비교된다효과적이고 재현. 중요한 것은, 여기에 제시된 수정은 종종 폐색 모델에서 발생하는 일반적인 문제를 최소화 할 수 있습니다. 먼저, 경 사진 유리 미세 바늘의 사용 마이크로 비드의 역류를 방지하고, 최소한의 손상, 따라서 부상과 관련된 영향을 감소 주입 중에 각막 발생하는 것을 보장한다. 둘째, 자성 마이크로 비드의 사용은 효과적으로 다른 구조와의 접촉을 회피 전방에 떠 비드 (예., 조리개, 렌즈)의 수를 줄일 홍채 각막 각에 가장 비드를 유치하는 능력을 보장한다. 효율적 자성 마이크로 비드를 지시하고, 미세 바늘이 인출 될 때 눈에서 마이크로 비드의 작은 환류가되도록하여 작은 마우스의 눈을 취급 할 때, 마지막으로, 휴대용 자석의 사용은 융통성을 허용한다. 요약하면, 여기에 제시된 마이크로 비드 폐쇄 마우스 모델은 glau의 발병과 진행 중에 발생하는 신경 퇴행성 변화를 연구하는 강력한 조사 도구입니다혼수.
녹내장은 2020 일 전 세계적으로 약 80,000,000명에 영향을 미칠 것입니다 진보와 돌이킬 수없는 실명 상태이다. 녹내장 환자에서 시력 상실은 망막 신경절 세포 (망막 신경절 세포)로부터 시각 정보를 전송 출력 뉴런의 선택적 죽음에 의해 발생 뇌에 망막. 녹내장은 가장 많이 상승 된 안압 (IOP) 인 여러 위험 인자와 노인성 퇴행성 신경 질환이다. 녹내장과 현재의 치료는 안압을 관리에만 초점에서 실제로 IOP는 만 수정 위험 인자이다. 그러나 여러 유전자 세포, 환경 요인이 질병의 발병과 진행에 영향을 미칩니다. 따라서, 궁극적으로 신경 세포 사망에 기여하는 다양한 메커니즘을 이해하는 것은 녹내장 효과적인 치료법을 개발하는 것이 필수적이다.
녹내장의 동물 모델은 질병의 병태 생리를 공부하고 파악하고 테스트하는 것이 필수적이다유망 치료제. 유 전적으로 인코딩 된 형광 트레이서를 운반 조건부 녹아웃 생쥐 균주를 포함한 트랜스 제닉 마우스 라인의 증가 여부는 유도 성 녹내장 뮤린 모델의 필요성을 추진 하였다. 녹내장의 몇몇 설치류 모델 (2,3- 검토) 수년에 걸쳐 개발되어왔다. 이 모델의 많은에서는 녹내장은 안압의 상승의 결과로, 수성 유머 역학을 방해에 의해 유도된다. 마이크로 비드 또는 다른 물질을 수성 배출을 차단하는 눈의 전방 챔버로 주입되는 폐색 모델은 부분적으로 IOP 4-14 증가 상대적 용이성 최근 인기를 얻고있다.
제 12 영장류에서 실시 녹내장의 마이크로 비드 폐색 모델, 토끼 8 쥐 4,9,11는 최근 마우스 5,6,10-에 사용하기에 적합 하였다. 이러한 연구에서, 폴리스티렌 마이크로 비드의 전방 내 주사, 단독 또는점탄성 물질과 조합은 이후 RGC 죽음 6,10으로 이어지는 안압 상승의 결과. 그러나 바늘은 홍채 각막 각도에서 마이크로 비드의 눈 빠지로부터 배출되는 환류 절차를 수행하는 동안 발생하는 일반적인 문제입니다. 이러한 단점을 최소화하기 위해서, 자석은 눈의 홍채 각막 4,9 각도 자성 마이크로 비드를 유인하기 위해 사용되어왔다.
여기에 설명 된 프로토콜 자성 마이크로 비드와 마우스 눈에 적합한 소형 자석 (도 1)를 사용하는 이전의 연구에 기초하여 9,10- 변형 절차이다. 몇 가지 중요한 변경은 마우스에서 효과적이고 재현 안압 상승을 보장하기 위해 우리의 프로토콜에 도입되었다. 첫째, 마이크로 비드의 주입은 각면 경사와 함께 신중하게 준비 유리 미세 바늘을 사용하여 수행됩니다. 다음은 미세 바늘의 결과로 부드러운 표면뿐만 아니라 날카롭게 끝은 최소한의 손상이 있음을 보장합니다그것이 각막 천공으로 가해. 미세 바늘 팁함으로써 이러한 홍채 렌즈로 손상 주변 구조의 위험을 감소 전방에 진입 할 때 유리 미세 바늘의 사용은 증가 된 제어를 초래한다. 또한, 작은 주입 병변은 각막 자체 수리를 용이하게하고 원치 않는 부상 관련 효과를 감소시킨다.
둘째, 자기 마이크로 비즈의 주입 및 휴대용 자석의 사용은 정확한 컨트롤이 작은 마우스 눈의 홍채 각막 각도로 구슬을 유치 할 수 있습니다. 이 마이크로 비드 크기가 준비 미세 구멍을 막고 중요한 것은, 한 번 주입하지 않았기 때문에 직경 4.5 μm의 사용 하였다 자성 마이크로 비즈,이 마이크로 비드 효과적으로 방수의 배출을 차단. 이 접근법은 단지 주입 된 마이크로 비드의 환류를 줄일뿐만 아니라, 마이크로 비드의 최대 개수를 효과적으로 방수 소모를 차단하는 표적 영역에 축적되도록. 작고에hermore이 전략은 또한 후방 챔버 조리개 렌즈, 예방 통로 등의 다른 구조와의 접촉을 회피 전방에 떠 비드의 수를 감소시킨다. 종합적으로, 이러한 수정은 마이크로 비드 주입 수술은 상대적으로 쉽게와 마우스의 안구 고혈압의 높은 재현성 효과적이고 지속적인 유도의 결과로 적시에 수행되어 있는지 확인합니다.
여기에 제시된 비디오 기술은 효과적이고 재현성 마우스에서 안압 상승을 유도하는 자기 마이크로 비즈의 전방 내 주입을 수행하는 방법에 대한 자세한 단계별 지침을 제공합니다. 추가 주사를 필요로 안구 고혈압 induction.Elevated IOP의 처음 3 주 이내에 검출 RGC의 소마와 축삭 손실을 촉진하지 않는 지속적인 안압 상승이 프로 시저의 결과는 인간의 녹내장 개발을위한 주요 위험 요인이다. 따라서, 이것은 광범위한 응용 가능성이있는 유용한 뮤린 안압 녹내장 의존 모델이다.
전방으로 마이크로 비드의 주입과 연관된 공통적 인 단점은 주사 바늘이 인출 될 때 종종 수성 유출 및 증가 된 변동성의 부분 폐쇄를 초래하는, 주사 부위를 통해 환류 비드에 관한 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 몇 가지 중요한 변경이 구현되었다. 전나무 t하는 각면 경사 깨끗하고 날카로운 유리 미세 바늘의주의 준비는 마이크로 비드의 성공적인 주입을 위해 필수적이다. 제대로 준비 미세 바늘은 민감한 안구 표면에 압력의 최소한의 응용 프로그램과 각막의 제어 된 부드러운 침투 할 수 있습니다. 작은 각막 천공는 마이크로 비즈의 역류를 방지 할 수 있습니다. 또한, 미세한 미세 비 염증 관련 질환을 초래할 수있다 이러한 홍채 렌즈 등의 손상 주변 구조의 위험을 감소시킨다. 둘째, 동안 및 주입 후 전략 안구 영역에 소형 자석의 응용이 기술의 또 다른 중요한 측면이다. 주입하는 동안, 자석은 미세 바늘이 철회 될 때 마이크로 비드의 전방 방지 환류 자기 마이크로 비드를 그리는 데 사용됩니다. 주입 후에, 자석은 방수 유출을 차단하는 홍채 각막 각도에 마이크로 비드를 지시하기 위해 사용된다.
텐트 "> 종종 마이크로 비드 폐색 모델에서 발생하는 또 다른 문제는, 반복되는 비드 주사는 종종 안압 상승 10, 11.이 함께 시간. 홍채 각막 각도에서 휴대용 자석의 조합을 빠지 마이크로 비드의 결과 일 수도 지속 달성하기 위해 필요한 것입니다 전술 한 마우스의 위치 설정 포스트 – 동작 가능 크게 결과를 향상시킨다. 유연성 긴 수술 후 회복 기간 과정 동안 헤드를 이동하고 필요할 수 있도록 주 사용 마취제의 사용을 같이 선호된다. 게재의 조작 된 눈 수술 후 두 시간 동안 위쪽으로 향하도록 마우스는 홍채 각막 각도에서 마이크로 비드의 정착에 기여하고 전방에 다시 빠지의 위험을 감소시킨다.주입 된 비드의 개수가 상대적으로 일관성이 있음을 보장하는 것은 동물 간 변동을 최소화하는 또 다른 중요한 단계이다. 마이크로 비드는 B에 정착 때문에ottom 튜브, 그것을 완전히 마이크로 비드 용액을 균질화하고 적시에 미세 바늘에 적절한 양을 인출 할 필요가있다. 전방에 적은 구슬의 주입 불량이나 변수 안압 상승을 초래할 가능성이 수성 유머 배수 구조물의 완전 차단, 될 수 있습니다. 마이크로 비드 분사의 궁극적 인 목적은 안압을 상승시킬 수 있지만 깨어 마우스에서 안압 측정이 연구 (~ 25 mmHg로)에보고 된 피크 값보다 높은 경우 참고로,주의를 기울여야합니다. 매우 높은 안압 허혈성 손상의 위험을 증가시키고, 또한 동물에게 통증을 야기 할 수있다. IOP의 높이가 수술의 성공 여부를 평가하기 위해 여러 요인 중 하나로서 간주되어야한다. 이와 같이, 절차의 결과는 안압 상승, RGC의 소마의 죽음과 축삭 손실 등 여러 가지 매개 변수를 기반으로 계측한다.
여기에 설명 된 프로토콜은 대부분의 마이크로 비드 성공적인 결과이지만LY 각도에 정착,이 모델의 잠재적 인 제한은 전방에 떠있는 상태로 그 구슬이 각막을 통해 실시간 망막 영상뿐만 아니라 빛의 효과적인 통과를 요구하는 전기 생리 또는 행동 분석을 방해 할 수 있다는 것입니다. 이 마이크로 비드 폐색 모델을 사용하면 안압 상승 이후 RGC 변성의 정도가 운영하는 마우스 [4]의 연령과 유전 적 배경에 따라 변화한다는 것입니다 때 또 다른 중요한 측면은 고려. 따라서, 안압 상승의 정도와 RGC 변성의 타임 라인은 각각의 특정 유전자 변형 마우스 라인 및 / 또는 연령 범위를 결정해야합니다.
이 모델의 특징은 마이크로 비드 주입, 상당한 RGC 죽음 후 첫 삼주 동안 RGC 죽음의 점진적 손실 상승 된 안압 결과는 시술 후 삼주에서 검출된다는 점이다. 따라서,이 모델이 D에서 발생 초기 및 / 또는 미묘한 변화의 시험을 가능하게isease는 이전 RGC의 소마와 축삭 손실을 명백한합니다. RGC 사멸의 상당한 증가는 안압의 유도 후 3 6 주 사이에서 관찰되지 않았다. 성공에도 불구하고 3 6 주 사이에 25 %이 시점에서 안압 상승을 지속 – 사실, RGC의 소마와 축삭 손실 ~ 22에서 안정적으로 유지. 지속적인 안압의 이상 기간은 C57BL 다른 마우스 균주에 비해 RGC 손상에 대한 저항력 것으로 보인다 / 6 마우스를 발생하는 추가 RGC 손실을 요구할 수있다. (5) 추가 수정 사항을 여기에 제시된 프로토콜, 구슬 크기의 조정을 포함하여 추가 주사는 나중에 지점에서 RGC 손실을 연구해야 할 수도 있습니다. 따라서, 우리의 프로토콜은 인간의 녹내장의 발병 초기 진행에 관련된 겸손 RGC의 신경 퇴행과 상관 관계 초기 병태 생리 학적 변화에 초점을 맞춘 연구에 이상적이다.
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 |