Gjennom CNS utvikling, nerver, immunceller og blodårer etablere bemerkelsesverdig kombinert nettverk for å sikre tilstrekkelig vevsperfusjon og tillate overføring av sensorisk informasjon ^1-5. Fordelingen av vaskulære systemer resulterer i utilstrekkelig vevsoksygenering og kompromittert metabolske tilbud og er i økende grad anerkjent som en viktig bidragsyter til patogenesen av nevrodegenerative sykdommer ^seks. Vaskulær frafall og forringelse av neurovascular enheten i hjernen, for eksempel, er assosiert med vaskulær demens, vaskulære lesjoner i den hvite substans i hjernen ⁷ og Alzheimers sykdom med stenose av arterioler og mindre fartøy ^8. I tillegg er nedsatt vaskulær barrierefunksjon antatt å bidra multippel sklerose ⁹ og amyotrofisk lateral sklerose ^10..

Av direkte relevans til retinal modellen beskrevet i denne protokollen, blindingsykdommer slik som diabetisk retinopati ¹¹ og prematuritetsretinopati ^{12, 13} er kjennetegnet ved en tidlig fase av vaskulær degenerasjon. Den påfølgende iskemisk stress på neurovascular retina utløser en andre fase av overdreven og patologiske neovaskularisering som sannsynligvis stammer som kompensasjons respons på re-instate oksygen og energiforsyning ^14-16. En attraktiv strategi for å overvinne den iskemiske stress som er sentralt for sykdomsutvikling, er å gjenopprette funksjonelle vaskulære nettverk spesifikt i de iskemiske soner av neuro-retina (figurene 2 og 3). Provoserte en kontrollert angiogent respons kan komme over som bakvendt for en tilstand der anti-angiogenic behandlinger som for eksempel anti-VEGFs anses som tilpasset behandling. Likevel, er bevis for gyldigheten av denne tilnærmingen montering. For eksempel styrke "fysiologisk-aktig" vaskulær gjenvekst i ischemic retinopathies har blitt elegant demonstrert gjennom innføring av endothelial forløper celler ^17, hemming av Müller celle-uttrykt VEGF indusert nedregulering av andre angiogenetiske faktorer ^18, injeksjon av myeloide stamceller ^19, hemming av NADPH oksidase indusert apoptose ^20, økende kosttilskudd ω-3 flerumettede fettsyrer syre inntak ^21, behandling med et karboksyl-terminalt fragment av tryptofan tRNA syntetase ^22, og direkte tilførsel av VEGF eller FGF-2 for beskyttelse av gliaceller ^23. Videre har vi vist at moduler klassiske nevronale veiledning signaler som Semaphorins eller Netrins i iskemiske retinopathies akselererer vaskulær regenerering av sunne fartøy innenfor netthinnen og dermed reduserer patologisk angiogenese ^{24, 25.} Av direkte klinisk relevans, flere av de nevnte dyrestudier gir bevis for at fremme vaskulær reutvikling under den tidlige fase av ischemisk retinopatier kan redusere synstruende pre-retinal neovaskularisering ^{19, 23, 24, 26,} sannsynligvis ved å redusere iskemisk byrde.

Devising terapeutiske strategier som stimulerer regenerering av funksjonelle skip er fortsatt en betydelig utfordring for vaskulære biologer. Her beskriver vi en eksperimentell system som benytter mus modell av oksygen-indusert retinopati (OIR) for å utforske strategier for å modulere vaskulær gjenvekst i netthinnen. Utviklet av Smith et al. I 1994 ^27, fungerer denne modellen som en proxy for menneske proliferative retinopathies og består av å utsette P7 museunger til 75% O ₂ til P12 og senere gjeninnføre valpene til omgivelses O _2-spenning (Figur 1). Dette paradigmet løst etterligner et scenario der et prematurt barn er ventilertmed O _2. Eksponeringen av museunger til hyperoksi provoserer degenerasjon av netthinnens blodkar og microvasculature, og gir en reproduserbar område av vaso-utslettelse (VO) vanligvis undersøkes ved avkjørsel fra O ₂ ved P12, selv om maksimal VO området er nådd ved 48 hr (P9) etter eksponering for O ₂ ^28. I mus, den avaskulære soner VO spontant regenereres i løpet av uken etter re-innføring i luften i rommet, og til slutt VO soner er fullstendig re-vascularized (figur 2). Re-introduksjon til romluften av mus utsatt for OIR provoserer også pre-retinal neovascularization (NV) (maksimalt på P17) som vanligvis vurderes for å fastslå effekten av anti-angiogenic behandling paradigmer. I sin reneste form, gir OIR modellen en svært reproduserbare og kvantifiserbare verktøy for å vurdere oksygen-indusert vaskulær degenerasjon og fastslå omfanget av destruktiv pre-retinal neovascularization ^29-31.

<p class = "jove_content"> Ulike eksplorerende behandling paradigmer som modulerer CNS vaskulær regenerasjon kan undersøkes ved hjelp av OIR modell inkludert bruk av farmakologiske stoffer, genterapi, genet sletting og mer. Tilbøyelighet til en gitt tilnærming til å påvirke vaskulær gjenvekst vurderes trinnvis i vinduet mellom P12 (maksimal VO etter exit fra hyperoksi) og P17 (maksimal NV). Vurdering av resultatet behandling av patologiske NV kan hurtig og lett bestemmes i parallell og har blitt grundig beskrevet av Stahl og kolleger ^{30, 31.} Her gir vi en enkel steg-for-trinn prosedyre for å undersøke modulering av fysiologiske revaskularisering innen nevrale netthinnen av farmakologiske stoffer, potensielle legemiddelselskap, virale vektorer eller for å studere betydningen av kandidatgener i genmodifiserte eller knockout mus.