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.
原发性青光眼是一种破坏性的眼科疾病在世界各地1影响的估计6050万的人,这可能会导致生命改变的视力下降和失明2。研究这种疾病的机制,以及新的治疗青光眼的发展,是依赖于疾病的良好模型其中概括一些病理的标志。
我们在这里提出一个大鼠青光眼模型基于Samsel 等人的方法。3本技术的总的目标是通过注入磁性微球进入前房,并使用磁性环,直接增加的眼内压(IOP)的眼睛他们到虹膜角膜角。这阻碍了含水流出,从而增加了眼压,导致神经元损伤和细胞损失。该协议被开发,以试图提供青光眼的一个更简单的,可诱导的模型。
这个协议可以具有一些优点在现有的技术。可用,不需要的程序,启动基因小鼠模型,如DBA / 2J;然而,这些可能有不可预知的发病进展4。与此相反,可诱导的模型,其中大部分依赖于手术升降眼压在啮齿类动物,有引发可以由用户来控制的优点。其中一些方法可以具有它们自己的缺点然而,包括在技术上具有挑战性的5,并且可需要多个程序,以维持高眼压6。
与此相反,在该手稿详述的诱导方法是一种产生稳定的,坚固的增加的压力,以对回注最小需要简单,有效,和可重现的技术。此外,它不涉及昂贵的设备,并且仅需要基本的手术技巧来执行。该协议可能是适当的读者谁是寻求建立一个不太技术要求诱导青光眼模型在他们的实验室。
在这里,我们证明用于诱导高眼压在大鼠,注射的磁性微球到眼睛的前房的方法。这种方法是简单的开展,并要求小的手术经验,或实践和细化小时。此外,该过程是有效的;很少需要多于单次注射的珠诱导强,健壮的压力升高(约10%的回注率)。这可以提供优于现有诱导方法,如在技术上具有挑战性episceral静脉硬化11模型,或激光光凝协议6,它可以要求以维持升高的IOP的多个程序。
为了不过是成功的方法中,有一些需要采取一些小的关键步骤。首先,它是非常有用的,以使用一个环形的磁铁吸引小珠到虹膜角膜角。这一步是原始协议,wher的变形E中的珠粒分别注入前房,然后移至徒手眼部周围3。使用环形磁铁意味着微球应该解决周围均匀的角度,需要最少的手动重新分配。其次,注入的速度要快 – 太慢和珠粒将主要积聚在角的一侧,导致不完整的覆盖,并有可能没有压力上升。一般来说,虽然,该方法是足够简单的,用户可以很容易地进行修改的协议,如改变微球粒的尺寸或体积,也许试图改变IOP升高的程度。
然而,该方法的一个潜在的缺点是一个具有很少的控制高血压,这在大约5-10%,我们观察到的情况下上升到超过60毫米汞柱的范围内。眼压过度升高可以很破坏视网膜组织,而且可能使学习机制和生物细胞死亡的迟缓挑战。然而,该方法产生一个一致的神经病理学,无论是在视网膜和视神经,其可药理学12被操纵。这可能使开发创新疗法用于治疗青光眼模型的吸引力。另外,由于珠引导到虹膜角膜角,这留下自由为视网膜或视神经乳头的实时成像的视轴。我们预计,这种模式将进行调整和用于其他物种未来的应用,包括鼠标。
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 |