对现有多电极阵列或膜片钳设备的修改使 离体 视网膜电图更广泛地使用。记录和维持离体光反应的改进方法有助于研究健康视网膜、眼病动物模型和人类供 体 视网膜中的感光器和ON双极细胞功能。
视网膜神经元光反应的测量对于研究健康视网膜的生理学、确定视网膜疾病的病理变化和测试治疗干预至关重要。 离体 视网膜电图(ERG)允许通过添加特定的药理学试剂和独立于全身影响评估组织内在变化来量化孤立视网膜中单个细胞类型的贡献。视网膜光响应可以使用专门的 离体 ERG标本支架和记录装置进行测量,该装置由现有的膜片钳或微电极阵列设备修改而成。特别是,ON双极细胞以及光感受器的研究受到离 体 ERG中光反应的缓慢但逐渐下降的阻碍。提高灌注速度和调节灌注液温度可改善 离体 视网膜功能,并最大限度地提高响应幅度和稳定性。 离体 ERG独特地允许研究单个视网膜神经元细胞类型。此外,最大化响应幅度和稳定性的改进允许研究大型动物以及人类供体眼睛的视网膜样本中的光响应,使 离体 ERG成为用于研究视网膜功能的技术库的宝贵补充。
视网膜电图测量视网膜功能对光的反应1.它是研究视网膜生理学和病理生理学以及衡量视网膜疾病治疗成功与否不可或缺的一部分。体内ERG被广泛用于评估完整生物体的视网膜功能,但它具有显着的局限性2,3。其中,体内ERG中单个视网膜细胞类型的定量分析受到阻碍,因为它记录了从所有视网膜细胞到光刺激的潜在变化的总和,因此重叠了反应4。此外,它不容易允许向视网膜添加药物,容易受到全身影响,并且信噪比相对较低。这些缺点在研究分离视网膜功能的离体ERG中被消除2,3,5,6。离体ERG允许通过添加药理学抑制剂和易于评估治疗剂来记录特定视网膜细胞类型的大而稳定的反应,治疗剂可以添加到超级熔体中。同时,它消除了全身效应的影响,消除了生理噪音(例如,心跳或呼吸)。
在 离体 ERG中,视网膜或视网膜样品被分离并安装在标本支架3,5的圆顶上。标本支架被组装好,连接到灌注系统,该系统为视网膜提供加热的含氧介质,并放置在显微镜的载物台上,显微镜载物台经过修改以提供计算机控制的光刺激。为了记录光引起的响应,将样品支架连接到放大器、数字化仪和记录系统(图 1)。该技术允许通过改变光刺激的参数并添加药理学试剂来分离杆和视锥光感受器、ON双极细胞和Müller胶质细胞的反应。
现有的膜片钳或多电极阵列(MEA)设置可以转换为 记录离 体ERG,可以与市售的 离体 ERG适配器或定制的聚碳酸酯计算机数控(CNC)加工的标本支架结合使用,以测量小动物模型(如小鼠)视网膜中的光响应。这种修改增加了 离体 ERG的可及性,同时最大限度地减少了对专用设备的需求。与先前报道的经视网膜 离体 ERG方法7相比,样品支架的设计简化了安装技术并集成了电极,消除了对微电极的操作。标本支架内的灌注速率和温度是影响光感受器和ON双极细胞反应特性的重要因素。通过调整这些条件,可以在较长时间内可靠地从分离的小鼠视网膜记录离 体 ERG。优化的实验条件允许从较大的视网膜(包括大型动物眼睛和人类供体眼睛)的视网膜中离 体 ERG记录8。
最初由Holmgren于1865年开发,用于测量两栖动物视网膜10的视网膜光响应,技术限制最初阻止了ERG的广泛使用。尽管如此,Ragnar Granit和其他人的开创性研究确定了ERG的细胞起源,并测量了体外光感受器和ON双极细胞反应11,12,13。从那时起,改进的方法允许更广泛地使用离体ERG记录14?…
The authors have nothing to disclose.
这项工作得到了国家眼科研究所对Vinberg博士的资助EY02665和EY031706以及国际视网膜研究基金会的支持,美国国立卫生研究院核心资助(EY014800),以及纽约州纽约州纽约州预防失明研究对犹他大学眼科与视觉科学系的无限制资助。Frans Vinberg博士还是预防失明研究/H. James博士和Carole Free职业发展奖的获得者,以及ARVO EyeFind资助的Silke Becker博士。我们感谢斯克里普斯研究所的Anne Hanneken博士提供用于图2E所示记录的供体眼睛。
2 mm socket | WPI | 2026-10 | materials to prepare electrode |
Ag/AgCl Electrode | World Precision Instruments | EP1 | materials to prepare electrode |
Ames' medium | Sigma Aldrich | A1420 | perfusion media |
barium chloride | Sigma Aldrich | B0750 | potassium channel blocker |
DL-AP4 | Tocris | 0101 | broad spectrum glutamatergic antagonist |
OcuScience Ex Vivo ERG Adapter | OcuScience | n/a | ex vivo ERG specimen holder |
Threaded luer connector | McMaster-Carr | 51525K222 or 51525K223 | materials to prepare electrode |