Partial Optic Nerve Transection in Rats: A Model Established with a New Operative Approach to Assess Secondary Degeneration of Retinal Ganglion Cells

Fancheng Yan; Sailiang Guo; Yijie Chai; Lan Zhang; Kegao Liu; Qingjun Lu; Ningli Wang; Shuning Li

doi:10.3791/56272

JoVE Journal > Neuroscience

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Nörobilim

חיתוך חלקי עצב הראייה אצל חולדות: מודל הקים עם גישה חדשה פעיל כדי להעריך משני ניוון של תאי גנגליון

Published: October 15, 2017

doi:

10.3791/56272

Fancheng Yan¹, Sailiang Guo², Yijie Chai², Lan Zhang³, Kegao Liu³, Qingjun Lu⁴, Ningli Wang⁴, Shuning Li³

¹Aier School of Ophthalmology,Central South University, Changsha, China, ²Institute of Immunology,Tsinghua University School of Medicine, Beijing, China, ³Beijing Tongren Eye Center,Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University; Beijing Ophthalmology & Visual Sciences Key Laboratory, Beijing, China, ⁴Beijing Institute of Ophthalmology,Beijing Tongren Eye Center, Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University; Beijing Ophthalmology & Visual Sciences Key Laboratory, Beijing, China

Özet

משני ניוון של תאי גנגליון (RGCs) מתרחשת בדרך כלל גלאוקומה. מחקר זה מתאר גישה חדשנית פעיל עבור חיתוך חלקי עצב הראייה. השימוש של החוסך הגישה מרחיב טווח היישום של המודל, מאפשר חקר מנגנוני פגיעה משנית ב RGCs בצורה חדשה.

Abstract

מחקרים קודמים הראו כי ניוון משני תאי גנגליון (RGCs) נפוצה גלאוקומה. חיתוך חלקי עצב הראייה נחשב דגם לשחזור ושימושי. לעומת דגמים אחרים פציעה עצב הראייה משמש בדרך כלל להערכת ניוון משני, כגון חיתוך מלא עצב הראייה ומודלים למחוץ עצב הראייה, המודל חיתוך חלקי עצב הראייה הוא מעולה כמו זה מבחין בין ראשי מ מנוון משני באתרו. לכן, הוא משמש כלי מצוין עבור הערכת ניוון משנית. מחקר זה מתאר גישה פעיל מוזרה של חיתוך חלקי עצב הראייה על ידי גישה ישירה האזור של עצב הראייה retrobulbar בקיר הלטראלי מסלולית של גלגל העין. יתר על כן, אנו מציגים כלי כירורגי, שעוצב לאחרונה, עלות נמוכה, כדי לסייע עם חיתוך. כפי שמגלה את התוצאות נציג להבחין בין הגבול של פגיעה והמשניים אזורים, הגישה החדשה ואת כלי מבטיח יעילות גבוהה ויציבות של המודל על-ידי מתן מרחב מספיק עבור הפעולה הכירורגית. זה בתורו מקל להפריד את מעטפת של קרום המוח ואת כלי אופטלמולוגי עצב הראייה לפני חיתוך. יתרון נוסף הוא כי הגישה החוסך משפר את היכולת החוקרים לנהל סמים, נשאים או סלקטיבי מהרשות לשיקום האסיר המשדרים את הגדם של עצב הראייה transected חלקית, המאפשר חקר מנגנוני מאחורי פגיעה משנית ב RGCs, בדרך חדשה.

Introduction

ניוון משני מתרחשת בדרך כלל מערכת העצבים המרכזית (CNS) לאחר פציעות טראומטיות ומחלות ניווניות כרוניות וחמורות הבאים. ¹ ^, ² ^, ³ ^, ⁴ ^, ⁵ מותו של נוירונים ותאי גלייה כמו תוצאה מוקדם של אירועים פתולוגי ראשוני הוא כינה ניוון העיקרי, ואילו ניוון המשני מתייחס מותו של נוירונים ותאי גלייה, אשר לא רק באופן חלקי או מושפעות על ידי ראשי נזק. ניוון המשני של RGCs הוא גם האמין מתרחשים גלאוקומה. ⁶ . Yoles et al. ⁷ אישר כי פגיעה משנית RGCs מתרחשת במודל פציעה של עצב הראייה. הם הראו כי נוירונים אשר אקסונים לא נפגעו לאחר פגיעה חריפה יתנוון בסופו של דבר בשל הסביבה ניוונית המיוצר על ידי הפגיעה סביב האקסונים האלה. ניוון משנית זו משפיעה על הנוירונים בצורה פרוגרסיבית הקשורים לחומרת הנזק שנגרם. עד כה, המנגנונים נזק מהרשות לשיקום האסיר גלאוקומה נותרו בלתי ברורים, במיוחד אלה הקשורים משני הפציעה, ובאמצעי לא מספיק טיפול רפואי. ⁸ ^, ⁹ ^, ¹⁰ . לפיכך, יש צורך לחקור את המנגנון הבסיסי של ניוון המשני של RGCs במהלך התפתחות גלאוקומה. ¹¹ הקמת מודלים חייתיים של פציעה המשני יכול להעריך באופן כמותי את גודל, הפצה, ואת מנגנון של ניוון המשני של RGCs מושך תשומת לב גדלה והולכת של מדענים שחקרו פגיעה משנית של RGCs.

כדי להבהיר את הסוגיה מודל פונט חולדה נוסד על ידי לבקוביץ-Verbin. et al. ¹² להעריך פציעה axonal דיפוזי המושרה התנוונות ומוות של RGCs. מודל זה הוא האמין מהווה כלי טוב עבור חקר המנגנונים של ניוון משני וזיהוי הסוכנים neuroprotective פוטנציאליים. כלי המשמש ליצירת מודל זה של פגיעה משנית היא סכין יהלום עם קנה מידה כדי transect באופן כמותי על-ידי הגדרת העומק של והלבלוב דרך כפתור חיוג, על מנת להשלים עם חיתוך כמותית של עצב הראייה. הנתיב כירורגי מתקרב מ גלגל העין כלפי מעלה או טמפורלית הלחמית. במהלך תהליך פעיל, הרשתית ואת העצבים האופטים עשוי להיות מושפע על ידי הכוח של מלקחיים, אשר בתורו עלול לגרום לפציעה העיקרי. חשוב יותר, בשל המוגבל של עצב הראייה חשוף, קשה להפריד מהנרתיק של קרום המוח לפני החיתוך. לכן, זה אפשרי לפגיעה כלי אופטלמולוגי בעת חיתוך חלקי עצב הראייה, שתוצאתה איסכמיה ברשתית וכישלון של המודל. בנוסף, הסכין יהלום יקר, כל שימוש מקטין את החדות עצה. עשוי להשפיע בתורו את העומק ואת ההשפעה של מידול.

המודל של ניוון המשני של RGCs המתוארים במחקר זה הושג באמצעות גישה חדשה פעיל מהקיר מסלולית לרוחב של גלגל העין. הגישה הרומן ניגשת ישירות עצב הראייה retrobulbar מוקפת שרירים מסלולית קונוס, הימנעות מפגיעה העיקרי של גלגל העין, עצב הראייה בעת משיכת כלפי מטה או כלפי הצד הלטראלי האף של גלגל העין. זו גם מגדילה את המרחב של הפעולה הכירורגית במהלך הקמת מודל ומאפשר בידוד מעטפת של קרום המוח לפני חלקית transecting עצב הראייה. חשוב לשים לב כי מעורבות בהיסח הדעת ופציעה של כלי אופטלמולוגי יכול להוביל לכשל של המודל. יתר על כן, המודל מאפשר הערכה מעקב של תאים transfected, סמים ריאגנטים על הגדם של עצב הראייה transected חלקית. כלי כירורגי בעיצוב עצמי זול, יכול להיות בשימוש מספר פעמים, ובכך להפחית את העלות של דוגמנות. הדגם פגיעה משנית של RGCs נוסדה על ידי שיטה זו הוצגה שיש טוב הפארמצבטית ויציבות.

Protocol

נהלים בנושאים בעלי חיים מעורבים אושרו על-ידי החיה מוסדיים רבה ושימוש הוועדה (IACUC) של האוניברסיטה לרפואה בבירה. כל מכשירי ניתוח ופתרונות חיטוי לפני הניתוח כדי להגביל זיהום מיקרוביאלי. הערה: פרוטוקול כירורגי כללה חמישה חלקים, כלומר הרדמה, הגישה כירורגי, הערכה עצב הראייה, סגירת ושחזור. כדי לסייע עם חיתוך חלקי כמותית של עצב הראייה, תוכנן כלי כירורגי חדש, בעלות נמוכה. כל ההליכים בוצעו בעקבות כללי האתיקה בטכניקה כירורגית. 1. טכניקה כירורגית לבצע ניסויים באמצעות הטכניקה aseptic; פרוטוקולים לשימוש בבעלי חיים צריך להיות מוסד מסוים. Sterilize מכשירים וחומרים (פתרונות, בדיקת חומרים, המשדרים, מחטים, וכו ‘) לבוא במגע עם רקמות החי כדי למנוע זיהום, השפעות לוואי על רווחת בעלי חיים, כמו גם השפעות שליליות אפשריות על המחקר . 2. הרדמה Anesthetize SD חולדות באמצעות מערכת מאדה איזופלוריין וטרינרי. השתמש סיווג רפואי חמצן בשיעור של 1 ליטר/דקה כדי לאדות את הגז איזופלוריין. למקם את החיה בתיבת הרדמה צמוד ולהפעיל איזופלוריין-ריכוז של 4.5% עד נשימות איטיות וטשטוש בעלי חיים- לעבור את זרימת הגז המצורף מסכת גז ולמקם את החיה על שולחן הניתוח. . תוריד את הריכוז איזופלוריין לחומר הרדמה 2% וצג. חיות גדולות (> 300 גרם) עשוי לדרוש ריכוז גבוה יותר של איזופלוריין. צג ההרדמה במהלך הניתוח, עם מינון איזופלוריין בהתאם. כל הזמן להעריך את עומק וקצב הנשימה ולבצע הערכה קמצוץ הבוהן כל 5 דקות, כדי לוודא העדר כאב עמוק. עם סיום הניתוח, לבטל את איזופלוריין ולאפשר החיה כדי לנשום חמצן למשך מספר דקות לפני הסרת מהטבלה מבצע. לשמור על טמפרטורת הגוף על ידי כיסוי החיה עם שמיכה כירורגית ו/או באמצעות שמיכת חימום מוסדר במהלך הניתוח. 3. מעוצב עצמי כלי המסייע כירורגי (SSAI) שימוש SSAI עשוי נירוסטה, ובעיקר כוללת מוט ידניים (אורך, 100 מ”מ; 9 מ מ, קוטר) וראש מחורץ ( איור 1). פני השטח מחורץ בראשה מחורץ הוא חצי-עגולות, עם עומק אנכי, רוחב, אורך 200 מיקרומטר, מיקרומטר 500 ו- 1000 מיקרומטר, בהתאמה. בין שני חלקי, יש קטע משותף באורך של 50 מ מ. בראש מחורץ ' s edge הוא רחב 300 מיקרומטר. הערה: פני השטח מחורץ מאפשר הייצוב של עצב הראייה הגחון עבור חיתוך. עצב הראייה הגבי הוא נחשף החיצוני של groove כאשר הצד הבטני של עצב הראייה מטילה בתוכו; בינתיים, יכול להיות transected עצב הראייה הגבי נחשף לקצה מחורץ כאשר מבוצע חיתוך אנכי. עצב הראייה הגחון זיון בתוך השטח מחורץ מוגן על ידי ראש מחורץ ' קצה s. להשיג פגיעה הראשי ב RGCs המקביל אקסונים באופן כמותי transected עצב הראייה (בצד הגבי), בעוד המשני פציעה יבוצע RGCs המקביל אקסונים untransected עצב הראייה (הצד הבטני) ללא נזק ישיר- 4. הגישה כירורגי מקום בצד הימני של העכברוש כלפי מעלה על השולחן ניתוחים עם הראש מול המנתח. להתאים את המסלול הנכון במרכז שדה הראייה כירורגי. לאחר מכן, לנקות את אזור החתך מספר פעמים לאורך canthus לרוחב נקב אקוסטי חיצוני של העור ממש מסלולית, החלת chlorhexidine 0.5% 75% אתנול. הסר את הפרווה בין canthus לרוחב נקב אקוסטי חיצוני באמצעות מספריים איריס. עושים חתך בעור באמצעות מספריים איריס לאורך canthus לרוחב נקב אקוסטי חיצוני עם אורך של 0.5-1 ס מ. לאחר מכן, לצבוט את fascia ומשוך כלפי מעלה כדי ליצור טריז משולש עם מלקחיים במיתולגיות 0.12 מ”מ. להכניס את הלהב התחתון של Vannas מעיין מספריים אזור החתך וחתך fascia באותו כיוון ההטיה. גזור fascia עם Vannas מעיין מספריים ולחשוף את הווריד מסלולית. שימוש מלקחיים משונן שארפ תהדק את צדי הווריד מסלולית, קהה פתח צידי החתך. למקם את הווריד מסלולית בכיוון כירורגי של פני השטח מסלולית שרירים, אשר ממוקם כדי להקל על מבצע מעקב, למנוע ניתוח הקשור לדימום הווריד מסלולית. השתמש איריס מספריים כדי לגזור הזכות בנפרד לאורך קו החתך לחשוף באופן מלא את שדה הראייה של עמום של השרירים מסלולית במהלך לרוחב canthus בצע למעלה המשך תהדק את התיקיה של שריר מסלולית subfascial ולאחר קהה נפרדים אנכית לכיוון של חיתוך העור, fascia. נפרד לאורך צד בהדרגה כדי להגיע לעומק מסלולית, עד הופעתו של רקמת שומן מסלולית. לאחר חשיפה של רקמת שומן-מסלולית, לשנות את כיוון ראש עכברוש תעמוד בפני המנתח אנכית כדי בצד הימני של המנתח. בינתיים, לשמור את האזור לח כל הזמן באמצעות ניתוח או ספוגיות כותנה המכיל PBS סטרילי. הליך זה מבטיח חזון ברור של השדה הכירורגי, תוך שמירה על הרקמות לחה ורכה. 5. גישה עצב הראייה לחתוך את רקמות adipose מסלולית המכסה את השריר מסלולית קונוס סביב עצב הראייה בחלל מסלולית. פעולה זו מבטיחה של חשיפה טובה יותר של הגישה כירורגי המתאים. שמור על כריתה של רקמת השומן מוגבלת כדי להימנע נגרם דימום. לחתוך רקמת השומן, לחשוף את rectus לרוחב. מהדק את rectus לרוחב כלפי חוץ, ולאחר מכן לחתוך אותו עם מספריים האביב Vannas. אם רקמת השומן נשאר תחת rectus לרוחב, תמשוך השומן המכסים את עצב הראייה באמצעות 0.12 מ”מ מצוי מלקחיים. ולהפסיק עם מספריים האביב Vannas. הערה: בשלב זה, נדן רקמות סביב העצב האופטי צריך להיות גלוי. המשך כדי להפריד מהנרתיק רקמה לאורך הכיוון של עצב הראייה לעומק מסלולית, עד חשיפה מוחלטת של עצב הראייה. לשמור על האזור נקי באמצעות מטליות כירורגי קטן נקי כמויות של דם הנובעים מן להסרת רקמות. הערה: עכשיו, עצב הראייה צריך להיות גלוי. על מנת לגשת אליו, הסרת קרום המוח נדן העוטף את העצב ללא פגיעה העורק אופטלמולוגיות. סובב בעדינות נדן לבחון את התבנית כלי הדם של דורה בהגדלה גדולה תחת מיקרוסקופ ההפעלה. לזהות אזור ללא כלי דם, לבצע חתך האורך על השכבה הקשה של המוח- 13 לקרוע נדן מקביל לכיוון של עצב הראייה עם 26 גרם מחט או חופפים יותר ממה שחושבים של בדיקה כירורגי ספיר בקפידה, הימנעות נזק להערכת עם חתכים לרוחב. הערה: ה99 רק מכסה את העצב צריך להיות membra מעידהne, אשר הוא מאוד דק ושקוף. בדומה צעד 5.2, לקרוע את הקרום מעידה בעדינות עם 26 גרם מחט או חופפים יותר ממה שחושבים של ספיר הגישוש כירורגי, במקביל הכיוון של עצב הראייה- 13 שכב העצב האופטי בתוך החריץ כלי בעדינות ובזהירות, וכתוצאה מכך עצב הראייה הגבי להיות מעט גבוה יותר לקצה הראש מחורץ. בשלב זה, transect עצב הראייה הגבי מעל הקצה של פלטפורמת ראש מחורץ עם טיפ המחט 26 גרם או חופפים יותר ממה שחושבים של ספיר כירורגי בדיקה כדי להשלים את חיתוך חלקי עצב הראייה- 6. סגירת ושחזור כיוון להעביר המכשיר קצת יותר עמוק לכיוון האנכי של עצב הראייה חינם האחרון. לאחר מכן, להסיר את הראש מחורץ של המכשיר בעדינות. נסה לא לשרוט את השרירים עינית או רקמות אחרות כדי למנוע נזק נוסף. יכול להיות שנצפו הגדם של חיתוך חלקי עצב הראייה- להחליף את rectus לרוחב, fascia ואת הרקמות הסובבות אחרים של העין למיקומיהם המקוריים. לאחר מכן, תפר את השריר ואת שכבות העור של המסלול ברצף. אם הדימום נמשך, למלא עם כדור צמר גפן רפואי לפני סגירת הפצע ובעדינות. תחזיק את זה במשך תקופה של זמן. חלות אנטיביוטית הפצע כדי למנוע זיהום. התור תוריד את מקור איזופלוריין ולאפשר החיה כדי לנשום חמצן למשך מספר דקות. בתהליך החייאה עכברוש, להכין בידוד תרמי עם מזרן מחוממת או לכסות את המשטח כלוב עם ריפוד יבש. לכסות את החיות עם שמיכות, כדי להבטיח patency דרכי הנשימה חולדה במהלך תהליך ההחלמה. חיות הבית בנפרד לאחר הניתוח. לנהל משככי כאבים לאחר ניתוח על פי ההנחיות שסופקו על-ידי רשויות מוסדיות טיפול בבעלי חיים. לפקח בקפידה על חיות לאחר הניתוח.

Representative Results

כדי לוודא הצלחה בדבר הקמת מודל פגיעה משנית עם הגישה החדשה פעיל באמצעות SSAI (איור 2 א), retrogradely עם תווית RGCs מיד לאחר הקמת מודל. המטרה של הליך זה היה תווית RGCs retrogradely על ידי הזרקת צבע מעקב עצבית (3% fluorophore (למשל, Fluorogold) בתוך תמיסת מלח מאגר פוספט סטרילי) לתוך רקתי עליון (איור 2B). גישה זו מניבה תיוג לשחזור של קיימא RGCs עם גרסא חדשה. 14 , 15 , 16 , 17 , 18 לצבוע retrogradely תועבר ידי RGCs ברשתית, מהווה סמן RGCs בשידור חי, עם האקסונים לא transected בתוך העין הימנית. בינתיים, RGCs המקביל עצב הראייה חלקית transected אקסונים בתוך העין הימנית לא יכול להיקרא עם מעקב צבען (איור 2C). כמו העין שליטה, עין שמאל ללא פעולה, RGCs לאורך עצב הראייה של הרשתית היו כל עם תוויות של הפלורסנט זהב באופן רטרוגרדית מ רקתי עליון (איור דו-ממדי). שבעה ימים לאחר חיתוך חלקי עצב הראייה ולקרוא רטרוגרדית של RGCs, באדמומיות היו קוצרים, קבוע, שיטוח, רכוב. RGCs שכותרתו היו עם תמונה תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי באזורים מוגדרים של הרשתית. התוצאות של התווית על-ידי קרינה פלואורסצנטית RGCs עם או בלי חיתוך חלקי עצב הראייה מוצגים באיור3. רק RGCs ב רשתית הנכון המתאים לחלק untransected של העצב האופטי הודבקו תוויות עם פלורסנט זהב, גבול ברור של RGCs ללא תווית ומתויגים יכול להיות דמיינו (3A איור, איור 3B), הוכחת העסקה חלקית של עצב הראייה. כמו עין שליטה, כל RGCs של זריחה רשתית הראה עין שמאל (3C איור, איור תלת-ממד). כדי להעריך אם להערכת סביב ראש עצב הראייה, העורק אופטלמולוגיות המספק דם entoretina היו נפגע, מושפעות במהלך המבצע הפונדוס עין ימין צולמה לפני ואחרי הניתוח. התמונות הראה אספקת הדם עין ימין (פעיל עין) לפני ו- 1 שעה אחרי ניתוח. הדם בעורקים היה הולם. נצפתה אין שיבוש הווריד. ממצאים אלה הצביעו על כך שאין שום נזק למערכת אספקת דם במהלך הניתוח (איור 4A, 4B איור). לפיכך, המודל ניוון המשני של RGCs נוצר בהצלחה. איור 1 : תמונות של מכשיר מעוצב עצמי עוזר כירורגי, SSAI. (א) מבט פנורמי של המכשיר כירורגית, עם שני החלקים העיקריים, כולל מוט כף יד וראש מחורץ. ביניהם, יש קטע משותף באורך של 50 מ מ. האורך של המוט הידני הוא 100 מ מ, הקוטר של הקוטב כף יד 9 מ מ. (B) תכונה של SSAI groove. פני השטח מחורץ בראשה מחורץ היא חצי עגול, המאפשרת עצב הראייה להניח בתוכה, ייצוב עבור חיתוך. פני השטח מחורץ היא לעומק אנכי של 200 מיקרומטר, ברוחב של 500 מיקרומטר, באורך של 1000 מיקרומטר. הרוחב של קצה הראש מחורץ הוא 300 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 2 : תרשים סכמטי של מהרשות לשיקום האסיר תיוג על הרשתית לאחר חיתוך חלקי של עצב הראייה הנכונה בעזרת המכשיר מעוצב עצמי עוזר כירורגי (SSAI) ולקרוא את רקתי עליון עם fluorophore retrogradely. (א) הנוף ניתוח של חיתוך חלקי עצב הראייה הנכונה בחולדות עם המכשיר מעוצב עצמי עוזר כירורגי (SSAI). (B) לאחר דוגמנות, RGCs עם תווית retrogradely על ידי הזרקת צבע מעקב עצבית (צבע צהוב, 3% fluorophore בתוך תמיסת מלח מאגר פוספט סטרילי) לתוך רקתי עליון במוח מאז האקסונים של RGCs לשכון רקתי עליון, לצבוע מעקב הוא נלקח על ידי RGCs retrogradely ומהווה סמן תאים חיים. המקטע רוחבי בהדמות מייצגת חתך רוחב של עצב הראייה. OD, המופעלים העין; מערכת ההפעלה, שליטה העין ללא מבצע. (ג), רק RGCs המתאים לחלק untransected של העצב האופטי הודבקו תוויות עם fluorophore. הכחול מייצג את העצבים האופטים הגחון unseparated את RGCs המתאים על הרשתית; אדום משקף את עצבי הראייה הגבי חלקית transected, את RGCs המתאים על הרשתית. (ד) הרשתית RGCs של העין השמאלית (שליטה עין) ללא הליך כירורגי היו כל תווית באמצעות לצבוע. העצבים האופטים הגבי ו הגחון כל הודבקו תוויות על ידי לצבוע גם כן. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 3 : רשתית כל micrographs epifluorescence של fluorophore הנקרא RGCs 7 ימים לאחר הקמת את חיתוך חלקי עצב הראייה מודל, ייסוג תיוג של רקתי עליון. גם מוצגים על דיאגרמות סכמטית המתאים של Fluorogold צבעונית אזורי מהרשות לשיקום האסיר על הרשתית. (א) (ג) מייצגים את דיאגרמות סכמטית של RGCs רשתית של הזכות (פעיל) ובעיניים שמאלה (בקרה) לאחר תיוג עם fluorophore, בהתאמה. צהוב מציין את האזור המסומנת על הפלורסנט זהב. הרשתית מחולק לחלקים הגבי, הגחון ומרכזי. (B) ו- (ד) מייצגים כל רשתית epifluorescence micrographs שהושגו תחת מיקרוסקופ זריחה; צהוב מייצג את האזור של RGCs עם fluorophore תוויות. בעיניים כירורגי (עין ימין) שמוצג B, האזור ללא תווית מייצג את האזור של RGCs המקביל עצב הראייה אשר היא חלקית transected, בעיקר בצד הגבי של הרשתית. האזור המתויגים באמצעות הפלורסנט זהב הוא האזור של RGCs המקביל עצב הראייה אשר לא transected, מרוכזים בעיקר הצדדים במרכז הגחון של הרשתית. בוןגדי בין האזורים של RGCs ללא תווית ומתויגים ברור. ניוון העיקרי של גופים מהרשות לשיקום האסיר תוגבל ברשתית הגבי, כל אובדן מהרשות לשיקום האסיר גופם הגחוני ורשויות באדמומיות ניתן לייחס ניוון משנית. (ד) כל רשתית photomicrograph של העין השמאלית לאחר תיוג של RGCs עם fluorophore. RGCs של העין השמאלית שליטה ללא הליך כירורגי היו לגמרי מוכתמת fluorophore. גודל ברים = 500 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 4 : ותמונות לפני הניתוח לאחר הניתוח של הפונדוס של העין הימנית מתקבל על ידי המצלמה הפונדוס. (א) דימוי הפונדוס לפני הניתוח העין הימנית בחולדות, מציג אספקת דם טובה את הפונדוס, מילוי עורקי, ו אין החזר ורידי או חסימה, המציין מערכת אספקת דם ברשתית. (B) תמונה של הפונדוס של העין הימנית 1 שעה לאחר הניתוח. לעומת התמונה לפני הניתוח של הפונדוס, ללא שינויים משמעותיים נצפו באספקת הדם ברשתית, המציין כי מערכת אספקת הדם של גלגל העין לא הושפע במהלך התהליך של דוגמנות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 5 : צילומים של עצב הראייה retrobulbar. והעורק אופטלמולוגיות ממוקם על נדן של קרום המוח, באמצעות הגישה כירורגי. לאחר הסרת לחלוטין את אורך יישוב של עצב הראייה, אופטלמולוגיות העורק (חץ) בו-זמני עם נדן סיבוך של עצב הראייה היה חשוף, במקביל עצב הראייה. גודל ברים = 500 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 6 : תרשים סכמטי של מיקומים ראשיים ומשניים ניוון עצב הראייה- חיתוך חלקי של עצב הראייה הושג באמצעות מכשיר מעוצב עצמי עוזר כירורגי (חץ). האקסונים באתרים ישירות פגום (אתר חיתוך הגבי של עצב הראייה במקטע רוחבי באפור) לעבור ניוון העיקרי, ואילו אלה באתרים בעקיפין פגום (אזורים במרכז, הגחון של עצב הראייה בסעיף רוחבי צהוב) עוברים ניוון משנית. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Discussion

מבצעית

ישנם כמה נקודות ראויות של הודעה בתהליך של בניית המודל. בשלב 4.2, צריכה להתבצע התנועה כירורגי בקפידה כדי למנוע נזק להערכת מעל השריר subfascial. במיוחד, כאשר אתה מבתר fascia תת עורית ב canthus הלטראלי החיצוני, מלקחיים משונן שארפ אמור לשמש למשוך מעלה fascia תת עורית על פני fascia אנכית; fascia צריך להיות חתוך עם Vannas מעיין מספריים כדי למנוע נזק לוריד מסלולית-canthus החיצוני, אשר עלולה לגרום לכשל מודל על ידי דימום יתר. שלב 4.3 יש את היתרון של פוטנציאל למנוע דימום בעת הסרת ישירות מתוך כלי הדם. הפרדת שרירי מסלולית צעד 4.5, הסיבה האיסוף משונן שארפ המלקחיים אבל לא Vannas מעיין מספריים הוא כדי למנוע דימום רציפה, דימום. השרירים מופרדים בלשון בוטה משני הצדדים לכיוון הניצב על החתך fascia העור; בינתיים, שרירים עמוקים של המסלול נמתחים כלפי חוץ ולא באופן עקיף. הליך זה יחשפו חלקים עמוק יותר של החלל-מסלולית, מתן כירורגי חלון גדול, המאפשר גישה ללא הפרעה רקמות בשכבת-על עצב הראייה. בפרוצדורות לעיל, אם הדימום מתרחש, הלחץ צריך להיות מיושם באמצעות סטרילי כירורגי או ספוגיות כותנה. דימום קטן יעצור לאחר מספר שניות לפי נוהל זה. מטרת שלב 4.6 נועד להקל על פעולות מעקב בקלות להסיר כמה שרירים שומן ואני נפרדות בתוך אצטרובל שריר במסלול לחשוף את עצב הראייה לאורך הכיוון של עצב הראייה לעומק מסלולית.

החלקים הקריטיים ביותר של הפרוטוקול הנוכחי הם צעדים 5.1-5.6. חשוב שלא יגרמו נזק את להערכת סביב ראש עצב הראייה. עצב הראייה צריכה להיות חלקית transected לפחות 1.5-2.0 מ מ האחורי של העין, כדי למנוע כל פגיעה העורק אופטלמולוגיות החודר העצב בתוך 1 מ מ של העין, המספק דם רשתית העין הפנימית. מטרת חיתוך של rectus לרוחב היא להשיג חשיפה טובה יותר של עצב הראייה rectus לרוחב מגוון, ברור חוסם את הנוף של עצב הראייה. בינתיים, כדי למנוע הסרת את העורק אופטלמולוגיות המשויך מהנרתיק של קרום המוח (איור 5), זה הכרחי כדי להפריד ו מביצועם של דורא סביב עצב הראייה ולבחון את דפוס כלי הדם של נדן של קרום המוח, באמצעות מלקחיים סובב בעדינות נדן. בנוסף, אזור ללא כלי דם לזהות, ומאפשר חתך אורכי נדן של קרום המוח. . זה גם הכרחי. לשימור במרחק עבודה קטן מן הצד האחורי של העין, כדי למנוע את החלק של דורה זה קשורה קשר הדוק העורק אופטלמולוגיות… הרשתית היא בדרך כלל שקופה, כלי הדם יכול להיות התחום בבירור. במקרה של אספקת הדם ברשתית פגום, הרשתית הוא מנוון, המוביל אל מראה צימרי, דמויי אניץ לבן. לשכת בזגוגית העין ו העדשה יהפוך בדרך כלל מעונן, עם גודל העין ירידה לאורך זמן. במחקר זה, ותמונות לפני הניתוח לאחר הניתוח של הפונדוס אישר אין פגיעה אספקת הדם הפונדוס במודל לאחר החלת שלעיל.

יתר על כן, נדרש טיפול מיוחד במספר שלבים של מודל זה. בעת שימוש מלקחיים שארפ-מעוקל-משונן או כלים כירורגיים אחרים לחשוף את עצב הראייה, המנתח צריך להימנע בכוח מופרז, כמו זה עלול לגרום נזק את עצב הראייה, גלגל העין או עורק אופטלמולוגיות, וכתוצאה מכך ראשי פגיעה ברשתית איסכמיה. בנוסף, כלי הדם סביב העין צריכה לא להינזק, כדי למנוע דימום ממושך, אשר יכול להוביל לכשל של דוגמנות. SSAI השתמשו בניסוי זה מחייב שימוש עדין. כאשר עצב הראייה מניחים בתוך החריץ כלי נגינה, עצב הראייה ואת השטח מחורץ צריך להיות שמנש כדי להבטיח עקביות טוב הדיר של כל המודל החייתי. עם התרגול, הליך כירורגי מלאה יכולה להסתיים תוך 15-20 דקות לכל עין, לאחר כניסה ראשונית החתכים נעשו.

וואנג. et al. ¹⁹ לאור מודל בעלי חיים דומה של חיתוך חלקי עצב הראייה באמצעות amputator כמותית של עצב הראייה. הניתוחים כולל: 1) חיתוך לגזרים את canthus החיצוני, השעיית ותיקון ממונה palpebral; 2) לחקור את עצב הראייה, ו transecting את החלק עליון של עצב הראייה באמצעות את amputator; ו 3) תפירת לחמית של העור. למרות הליך כירורגי היה פשוט יחסית, הבעיות הבאות אירעו במהלך המבצע. למרות canthus לרוחב החתך יכול לחשוף מסוימים רווח לפעולה, היה צורך בלתי נמנע כל הזמן למתוח את גלגל העין על מנת לחשוף את מעטפת עצב הראייה retrobulbar, במיוחד כאשר מנתחים הצורך לחשוף retrobulbar עוד מעטפת עצב הראייה כדי להקל עוד יותר בידוד מעטפת; כוח מתיחה של גלגל העין היה גדול יותר, וזה עלול לגרום פגיעה ישירה המתיחה של גלגל העין, עצב הראייה. אין תשומת לב מיוחדת הוקדשה כלי הדם עלול להיות חתוך יחד עם נדן עצב הראייה, נזק לכלי הדם הוא עלול לגרום המודל הכושל הקמתה. התהליכים העיקריים של פגיעה משנית המודל המתואר במאמר זה הם: סוכן חדש גישה מהקיר מסלולית לרוחב של גלגל העין ישירות גישה עצב הראייה retrobulbar מוקף קונוס שריר מסלולית, הימנעות מפגיעה הראשי גלגל העין, עצב הראייה, כאשר משיכת כלפי מטה או כלפי הצד הלטראלי האף של גלגל העין. הגישה החדשה מגבירה את המרחב של הפעולה הכירורגית במהלך דוגמנות, ומאפשר בידוד קל של נדן של קרום המוח, אשר קשורה קשר הדוק העורק אופטלמולוגיות, לפני חיתוך חלקי של עצב הראייה. חיתוך חלקי עצב הראייה בוצעה עם מכשיר כירורגי בעיצוב עצמי, אשר הוא העלות האפקטיבית, לשימוש, להפחית את העלות הכוללת של דוגמנות. מבנה מסלול של החולדה הוא שונות מאלו של יונקים אחרים, עם המסלול הקרוב ביותר של canthus, אין מבנה גרמי, אך מקורה עם שרירים. הגישה כירורגי יכול להגיע אל החלק האחורי של גלגל העין ללא צורך להרוס את עצם מסלולית ואת קרום העצם. דרך חיטוי קפדני לפני הניתוח ומניעתה אנטיביוטי לאחר הניתוח, זיהום, דלקת, בצקת היו מאוד מופחת.

כלי המסייע כירורגי בעיצוב עצמי

הדגם עכברוש של חיתוך חלקי עצב הראייה הוקמה באמצעות מכשיר מעוצב עצמי עוזר כירורגי, אשר המאפיינים העיקריים הם כדלהלן. זה יכול לסייע חלקית חיתוך כמותית של עצב הראייה נחשף לקצה מחורץ, גם להבטיח עקביות חיתוך בין בעלי חיים שונים. אנחנו נבדקו ואומתו הדיר את הממסד דגם עם SSAI. המקדם המקסימלי של וריאציה היה 1.85%, עם ±0 0.67% הערך הממוצע-44%. ²⁰ תוצאות אלה מציינים כי SSAI יכול לשמש כדי ליצור מודלים חיתוך חלקי עצב הראייה, עם הפארמצבטית משביע רצון, האו םiformity.

הרוחב של פני השטח מחורץ, העיצוב של חצי מעגל השטח הפנימי של החריץ יכול השפעה יותר קבוע על עצב הראייה, את פני השטח מחורץ וצרף עצב הראייה צמוד יותר, גם הפחתת תופעות לוואי ושגיאות ניסיוני. הקצה מחורץ מאפשר הגנה טובה יותר של עצב הראייה ב- groove במהלך המבצע, אשר לא יפגע ב- groove, ללא קשר החדות. קאטר הראייה. יתרון נוסף של הקצה מחורץ הוא מניעת פגיעה למחוץ במהלך חיתוך עצב הראייה.

היא מתאימה עבור הפעלה בחלל עמוק וצר. למרות הגישה פעיל החדשה הורחב, השביל נשארת עמוק, עמוד ידניים והמקטע משותף יכול לשמש כדי למקם את הראש מחורץ בקלות תחת נדן עצב הראייה כדי לבצע פעולות מעקב. כאשר המכשיר משמש לפעולה, מגוון רחב של חותכני יכול לשמש עבור חיתוך, למשל טיפ המחט 26 גרם. ניתן לבחור אפילו סכין ספיר בדיקה כירורגית כדי להימנע החבורה ולרסק פגיעות שנגרמו על ידי מספריים. Groove משטחים ניתן לבצע בעומקים שונים אנכי כדי להשלים בדרגות שונות של עצב הראייה חיתוך.

לעומת את amputator של וואנג. ואח SSAI יש מבנה פשוט. בנוסף, השלב חיתוך נוח יותר באמצעות את SSAI, עם ולעקביות הדיר של המודל בעלי חיים. בסופו של דבר, מגוון כלים ישימים עבור חיתוך עם SSAI הוא גם רחב יותר. לסיכום, SSAI, מה שהופך את החתכים כמותיים ואחידה של העצב, עשוי לשמש ככלי יעיל להקמת עכברוש מודלים להערכת חיתוך עצב הראייה.

המאפיינים של המודל חיתוך חלקי עצב הראייה עכברוש

המודל חיתוך חלקי עצב הראייה היא שימושית להעריך ניוון משניות ב- RGCs. בזכות פוטנציאל של מודל זה הוא היכולת להפריד בין ראשי של ניוון משני במדויק ב באתרו, הן את עצב הראייה והן הרשתית. העצבים האופטים הגחון ורשויות היו רגישים יותר לפגיעה משנית לאחר חיתוך חלקי (בערך 1/3 עד 1/2) של עצב הראייה הגבי (איור 6). ברשתית, המיקום האזורי של פציעות הראשיים והמשניים של RGCs צריך להיות מבוסס על הטופוגרפיה של העצב האופטי המתאים RGCs ברשתית לאחר חיתוך חלקי. אם הרשתית כל של העכבר מחולק הגבי (מעולה) וחלקים (נחות) הגחון, פציעות משניות הראשי נמצאים שני החלקים. עם זאת, בהתבסס על הקשר בין RGCs על הרשתית הדנדריטי לאקסון עצב הראייה, מוות מהרשות לשיקום האסיר ברשתית הגחון צריך בעיקר לייחס פגיעה משנית (איור 3). ¹² ^, ²² ^, ²³ את היתרונות של זה כלול דגם: כלי פשוט, קל להפעלה עם הליכים סטנדרטיים; אין השפעה על כלי אופטלמולוגי; הפארמצבטית טובים ויציבות. טכניקה זו עשויה לשמש transfect RGCs מן הגישה החוסך על-ידי החלת RNAs מפריעות קצר (siRNAs), פלסמידים, ו וקטורים ויראלי לעצב הראייה חלקית סטאמפ; בנוסף, ריאגנטים יכול להימנות על הגדם עצב הראייה חלקית עבור הטיפול סלקטיבי או תיוג של RGCs.

פציעות הכללית, הראשיים והמשניים של RGCs חיו ביחד לאחר חיתוך חלקי עצב הראייה במודל בעלי חיים זה, עם גבול ברור ברשתית בין סוגי פגיעה שני. למרות האגודה של עצב הראייה אקסונים ומיקום מהרשות לשיקום האסיר על הרשתית צריך חקירה נוספת עבור הבחנה מדויקת יותר, החוסך הגישה מרחיב את טווח היישום של המודל ומאפשר לחוקרים לחקור מנגנוני הפגיעה המשנית ב RGCs בצורה חדשה.

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי קרן מדעי הטבע בייג’ינג (7152038), הכספים מחקר בסיסי עבור האוניברסיטאות המרכזי של אוניברסיטת דרום סנטרל (2016zzts162) ומדע קרן של Aier עין החולים קבוצת המחקר (מענק מס ‘ AF156D11). לבסוף, יאן Fancheng תודה Yiping Xu על התמיכה לא בפז לאורך השנים.

Materials

Animal Aneathesia Ventilator System	MIDMARK	Matrx VMR
Isoflurane	RWD Life Science Co.	R510-22
Surgical Microscope	Leica AG, Heerbrugg, Switzerland	M620 F20
Tobramycin Eye ointment	Alcon	H20110312
Fluorogold	Biotium	80014
Iris scissors	66vision Co.	54026
Vannas spring scissor	66vision Co.	54137B
Sharp-serrated forceps/0.12mm toothed forceps	66vision Co.	53329A
Sharp-curved forceps	66vision Co.	53324A
Sapphire surgical probe	66vision Co.	50205TA
26G needle tip	Shandong Weigao Group Medical Polymer Co.	3151474
10 μl Hamilton Syringe	Hamilton Co.	80030
5-0 non-absorbable suture	Johnson & Johnson International Co.	W580
Chlorhexidine	Sigma-Aldrich	282227
Stereotaxie apparatus	RWD Life Science Co.	68026
Retinal Imaging System	OptoProbe Ltd.	OPTO-RIS
RetCamII wide field imaging system	Clarity Medical Systems,Inc.	RetCamII
Fluorescence microscope	Leica Microsystems Inc.	DM6000

Referanslar

Stoica, B. A., Faden, A. I. Cell death mechanisms and modulation in traumatic brain injury. Neurotherapeutics. 7 (1), 3-12 (2010).
Hausmann, O. N. Post-traumatic inflammation following spinal cord injury. Spinal Cord. 41 (7), 369-378 (2003).
Oyinbo, C. A. Secondary injury mechanisms in traumatic spinal cord injury: a nugget of this multiply cascade. Acta Neurobiol Exp (Wars). 71 (2), 281-299 (2011).
Guimaraes, J. S., et al. Mechanisms of secondary degeneration in the central nervous system during acute neural disorders and white matter damage. Rev Neurol. 48 (6), 304-310 (2009).
Stewart, S. S., Appel, S. H. Trophic factors in neurologic disease. Annu Rev Med. 39, 193-201 (1988).
Brubaker, R. F. Delayed functional loss in glaucoma. LII Edward Jackson Memorial Lecture. Am J Ophthalmol. 121 (5), 473-483 (1996).
Yoles, E., Schwartz, M. Degeneration of spared axons following partial white matter lesion: implications for optic nerve neuropathies. Exp Neurol. 153 (1), 1-7 (1998).
Nickells, R. W. From ocular hypertension to ganglion cell death: a theoretical sequence of events leading to glaucoma. Can J Ophthalmol. 42 (2), 278-287 (2007).
Doucette, L. P., Rasnitsyn, A., Seifi, M., Walter, M. A. The interactions of genes, age, and environment in glaucoma pathogenesis. Surv Ophthalmol. 60 (4), 310-326 (2015).
Osborne, N. N., Melena, J., Chidlow, G., Wood, J. P. A hypothesis to explain ganglion cell death caused by vascular insults at the optic nerve head: possible implication for the treatment of glaucoma. Br J Ophthalmol. 85 (10), 1252-1259 (2001).
Rokicki, W., Dorecka, M., Romaniuk, W. Retinal ganglion cells death in glaucoma–mechanism and potential treatment. Part II. Klin Oczna. 109 (7-9), 353-355 (2007).
Levkovitch-Verbin, H., et al. A model to study differences between primary and secondary degeneration of retinal ganglion cells in rats by partial optic nerve transection. Invest Ophthalmol Vis Sci. 44 (8), 3388-3393 (2003).
Magharious, M. M., D’Onofrio, P. M., Koeberle, P. D. Optic nerve transection: a model of adult neuron apoptosis in the central nervous system. J Vis Exp. (51), (2011).
Yoles, E., et al. GM1 reduces injury-induced metabolic deficits and degeneration in the rat optic nerve. Invest Ophthalmol Vis Sci. 33 (13), 3586-3591 (1992).
Fisher, J., et al. Vaccination for neuroprotection in the mouse optic nerve: implications for optic neuropathies. J Neurosci. 21 (1), 136-142 (2001).
Levkovitch-Verbin, H., et al. RGC death in mice after optic nerve crush injury: oxidative stress and neuroprotection. Invest Ophthalmol Vis Sci. 41 (13), 4169-4174 (2000).
Li, Y., et al. VEGF-B inhibits apoptosis via VEGFR-1-mediated suppression of the expression of BH3-only protein genes in mice and rats. J Clin Invest. 118 (3), 913-923 (2008).
Tang, Z., et al. Survival effect of PDGF-CC rescues neurons from apoptosis in both brain and retina by regulating GSK3beta phosphorylation. J Exp Med. 207 (4), 867-880 (2010).
Wang, X., Li, Y., He, Y., Liang, H. S., Liu, E. Z. A novel animal model of partial optic nerve transection established using an optic nerve quantitative amputator. PLoS One. 7 (9), e44360 (2012).
Yan, F. C., Li, S. N., Liu, K. G., Lu, Q. J., Wang, N. L. The establishment of a rat partial optic nerve transection model and assessment of its reproducibility. Ophthalmology in China. 22 (1), 34-37 (2013).
Fitzgerald, M., et al. Secondary degeneration of the optic nerve following partial transection: the benefits of lomerizine. Exp Neurol. 216 (1), 219-230 (2009).
Fitzgerald, M., et al. Near infrared light reduces oxidative stress and preserves function in CNS tissue vulnerable to secondary degeneration following partial transection of the optic nerve. J Neurotrauma. 27 (11), 2107-2119 (2010).
Li, H., et al. Lycium barbarum (wolfberry) reduces secondary degeneration and oxidative stress, and inhibits JNK pathway in retina after partial optic nerve transection. PLoS One. 8 (7), 68881 (2013).

Etiketler

Partial Optic Nerve Transection Secondary Degeneration Retinal Ganglion Cells Glaucoma Novel Surgical Approach Space-saving Technique Optic Nerve Stabilization Primary And Secondary Injury

Play Video

PDF

DOI

DOWNLOAD MATERIALS LIST

Bu Makaleden Alıntı Yapın

Yan, F., Guo, S., Chai, Y., Zhang, L., Liu, K., Lu, Q., Wang, N., Li, S. Partial Optic Nerve Transection in Rats: A Model Established with a New Operative Approach to Assess Secondary Degeneration of Retinal Ganglion Cells. J. Vis. Exp. (128), e56272, doi:10.3791/56272 (2017).