פגיעה דגם אלקלי לשרוף של הקרנית neovascularization בעכבר
Summary
Neovascularization (NV) של הקרנית יכול לסבך פתולוגיות חזותיות מרובות. ניצול מודל פציעה מבוקרת, אלקלי צריבה, רמת כימות של NV בקרנית יכולה להיות מיוצרת למחקר מכניסטית של NV והערכה של קרנית של טיפולי פוטנציאל להפרעות neovascular.
Abstract
בתנאים רגילים, הקרנית היא avascular, והשקיפות הזאת היא חיונית לשמירה על חדות ראייה טובה. Neovascularization (NV) של הקרנית, אשר יכול להיגרם על ידי טראומה, keratoplasty או מחלות זיהומיות, מפרק את 'זכות angiogenic' מה שנקרא של הקרנית ומהווה את הבסיס של פתולוגיות חזותיות מרובות שאף עלול להוביל לעיוורון. למרות שיש כמה אפשרויות טיפול זמינות, הצורך הרפואי המהותי שהוצג על ידי פתולוגיות neovascular קרנית נותר לא מסופק. על מנת לפתח טיפולים בטוחים, יעילים, וממוקד, נדרש מודל אמין של NV בקרנית והתערבות תרופתית. כאן, אנו מתארים מודל neovascularization קרנית פציעת אלקלי כווייה בעכבר. פרוטוקול זה מספק שיטה ליישום של פציעת אלקלי כווייה מבוקרת לקרנית, המנהלה של מתחם תרופתי של ריבית, ויזואליזציה של התוצאה. שיטה זו יכולה להוכיח instrumenטל לחקר המנגנונים וההזדמנויות להתערבות בNV בקרנית והפרעות neovascular אחרות.
Introduction
עיוורון של קרנית הוא הסיבה הרביעית הנפוצה ביותר של עיוורון, אחראית לכ -4% מכל מקרי 1. neovascularization קרנית (NV) משחק תפקיד משמעותי בהרבה של מחלות אלו, כוללים קרנית herpetic (הסיבה זיהומית המובילה לעיוורון בעולם המערבי) וגרענתי (הסיבה המובילה לעיוורון בעולם זיהומיות) 2. טיפולים שוטפים כוללים סטרואידים, תרופות נוגדות דלקת לא סטרואידיות (NSAIDs), טיפולים אנטי VEGF, וציקלוספורין, כמו גם טכניקות כירורגיות קונבנציונליות או לייזר 3. עם זאת, האופי קשה מתיש של פתולוגיות NV מבוסס הקרנית, המחסור במתקנים כירורגית מסוגלים לטפל NV בקרנית, וחוסר אפשרות תרופתית חזק ביצוע הוביל שולחן עגול מומחה האחרון למסקנה כי, למרות הטיפולים הקיימים, הצורך הרפואי המהותי שהוצג על ידי פתולוגיות אלה נותר ללא מענה 4.
הקרנית האנושיתמורכב 5 שכבות, 3 שכבות סלולריות (אפיתל, סטרומה ואנדותל) וממשק 2 (קרום באומן וקרום Descemet). הוא מתפקד כמחסום מכאני ופני שטח שבירה לעין. הטבע השקוף שלה הוא התוצאה של איזון עדין של מרכיביו, והוא חלק בלתי נפרד מהתפקוד הנכון שלה 5. בדרך כלל avascular, הקרנית מקבלת דם מmicrovessels רץ לאורך הקצה החיצוני שלה, אשר מוזנים מהריסים ועורקי עיניים. קרנית NV מתרחש כאשר גירוי מקדם אנגיוגנזה של הכלים האלה מאפשר להם לצמוח לכיוון המרכז של הקרנית ובכך להגביל את הראייה 6. אנגיוגנזה בקרנית כוללת hemangiogenesis וlymphangiogenesis, אשר תוצאת ingrowth של כלי דם וכלי הלימפה מארקייד כלי דם limbal לכיוון המרכז של הקרנית. זה מוביל להתמוטטות של "זכות angiogenic" קרנית, גידול באטימות וסיסטיק קרנית, שיבוש לה קרניyers, ובצקת 7. הגורמים המדויקים של NV בקרנית הם רבים, החל מתגובה למחלה זיהומית כגון גרענת למצב כימי שגרם גרמו לתרופות מסורתיות, כימיקלים תעשייתיים, או חומרי לחימה כימיים אפילו.
המנגנונים המולקולריים של תהליך זה אינם, עדיין, מאופיין במלואו; עם זאת, כמה שחקני מפתח זוהו. בתנאים רגילים הקרנית בעל "זכות angiogenic" ייחודית ומתוחזק על ידי מערך יתיר של גורמים אנטי angiogenic (כגון VEGF-R1 מסיס) 8. עם זאת, בתגובה לגירוי חיצוני (כגון פציעה), יהיה גברת ביטוי מקומית של גורמים פרו angiogenic (למשל VEGF-A). טיפים זה האיזון של גורמים פרו ואנטי angiogenic שבבסיס זכות angiogenic של הקרנית, ומוביל לhemangiogenesis, lymphangeogenesis, ודלקת, ולכן גורם לפתולוגיה בקרנית ואפילו עיוורון 9.
<כיתת p = "jove_content"> בהתחשב בצורך הרפואי קיים לפתולוגיה המתישה מאוד, יש בו עניין לשדה יש מודל חיה אמין של NV בקרנית. כאן אנו מציגים מודל כזה: פציעת אלקלי כווייה מבוקרת. מודלים עין פציעה שונים המבוססים על שימוש בטבעות נייר סינון שימשו מאז 1970s 10. ב1989, קבוצה של רופאי עיניים בית הספר לרפואה של הרווארד מאופיין מודל סטנדרטי של פציעת אלקלי כווייה בקרנית מרכזית בארנב המבוסס על השריית פיסת נייר סינון עגול עם נתרן הידרוקסידי (NaOH) וליישם אותו לקרנית בטווח מסוים של ריכוזים 11. מאז, טכניקה זו הותאמה לשימוש ב12-14 העכבר. לאחרונה, המעבדה וואנג חקרה את ההשפעות הטיפוליות של deacetylase היסטון (HDAC) מעכב סח"ה בפתוגנזה של NV בקרנית תוך שימוש במודל עכבר של קרנית אלקלי לשרוף פציעה 15. המתודולוגיה של מודל עכבר קרנית אלקלי לשרוף פציעה שהוצג כאן נבנתהבעיקר על עבודתו המוקדמת של שני עיתונים אחרים 14,16.Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול המובא כאן תוצאות ברמות שחזור של hemangiogenesis, lymphangiogenesis, ודלקת, מה שהופך את מערכת אידיאלית ללמוד שלושת התהליכים הללו (קשורים). בעוד ששיטה זו מייצרת NV קרנית מרכזי, מספר שיטות שפותחו כדי לגרום NV יותר מכוון, כלומר תפירה של הקרנית 17 ומושתלות צמיחת פקטור המבטא כד…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו אסירי תודה על עזרתו של ד"ר Xinyu לי בהכנת כתב היד. SW נתמכה על ידי קרן הזנק מאוניברסיטת טוליין, המועצה למחקר החדש פרס חוקרו של הנשיא ממרכז UT Southwestern Medical, NIH גרנט EY021862, הפרס פיתוח קריירה מהמחקר למניעת קרן עיוורון, ופרס מואר פוקוס במחקר מקולרי הקשור לגיל ניוון .
Materials
| 1 mL Syringe | BD | 309659 | |
| 18 Guage Needle | BD | 305918 | |
| 10 mL Syringe | BD | 306575 | |
| 25 Guage Needle | BD | 305916 | |
| Anti-F4/80 (rat anti-mouse) | AbD Serotech | MCA497RT | |
| Anti-LYVE-1 (rabbit anti-mouse) | Abcam | ab14917 | |
| Anti-PECAM-1 (rat anti-mouse) | BD | 553370 | |
| Anti-IgG Alexa488 (goat anti-rat) | Invitrogen | A11006 | |
| Anti-IgG Alexa594 (goat anti-rabbit) | Invitrogen | A11012 | |
| Camera | Tucsen | TCC 5.0 ICE | |
| Coverslips | Fisher | 12-548-B | |
| DMSO | Sigma | D4540-1L | Caution: Mutagenic, Toxic |
| Forceps (Blunt), Iris | WPI | 15915 | |
| Forceps (Sharp), Dumont #4 | WPI | 500340 | |
| KCl | Fisher | P217-500 | |
| Ketamine Solution | MedVet | RXKETAMINE | Controlled substance, proper license required for use. |
| Light Source for Microscope | AmScope | LED-14M-YA | |
| Microscope (Stereo 7X-45X) | AmScope | SM-1B | |
| Mounting Medium, Vectashield | Vector | H-1000 | |
| NaCl | Fisher | S271-10 | |
| NaH2PO4 | Fisher | S397-500 | |
| NaOH | Fisher | S318-1 | Caution: Corrosive |
| Paraformaldehyde | P6148-500G | Caution: Allergenic, Carcenogenic, Toxic | |
| Proparacaine Hydrochloride | Sigma | P4554-1G | |
| Scissors (5mm blade), Vanas | WPI | 14003 | |
| Goat Serum | MPBio | 92939249 | |
| Microscope Slides | Fisher | 12-550-15 | |
| Triton X-100 | Sigma | T8787-100ML | |
| Whatman Grade 1 Filter Paper | Whatman | 1001-6508 | |
| Xylazine Solution | MedVet | RXANASED-20 |
Referenzen
- Pascolini, D., Mariotti, S. Global estimates of visual impairment. Br. J. Ophthalmol. 96 (5), 614-618 (2010).
- Whitcher, J., Srinivasan, M., Upadhyay, M. Corneal Blindness: A Global Perspective. Bull. World Health Org. 79 (3), 214-221 (2003).
- Gupta, D., Illingworth, C. Treatments for corneal neovascularization: a review. Cornea. 30 (8), 927-938 (2011).
- Cursiefen, C., et al. Consensus statement on indications for anti-angiogenic therapy in the management of corneal diseases associated with neovascularisation: outcome of an expert roundtable. Br. J. Ophthalmol. 96 (1), 3-9 (2012).
- Delmonte, D., Kim, T. Anatomy and Physiology of the Cornea. J. Cataract Refract. Surg. 37 (3), 588-598 (2011).
- Cursiefen, C., Seitz, B., Dana, M. R., Streilein, J. W. Angiogenesis and lymphangiogenesis in the cornea. Pathogenesis, clinical implications and treatment options. Der Ophthalmologe. 100 (4), 292-229 (2003).
- Chang, J., Gabison, E., Kato, T., Azar, D. Corneal Neovascularization. Curr. Opin Ophthalmol. 12 (4), 242-249 (2001).
- Ambati, B., et al. Corneal Avascularity is due to Soluble VEGF Receptor-1. Nature. 443 (7114), 993-997 (2006).
- Cursiefen, C., et al. VEGF-A Stimulates Lymphangiogenesis and Hemangiogenesis in Inflammatory Neovascularization via Macrophage Recruitment. J. Clin. Invest. 113 (7), 1040-1050 (2004).
- Jiri, O. Paper Strips and Rings as Simple Tools for Standardization of Experimental Eye Injuries. Ophthal. Res. 1975 (7), 363-367 (2009).
- Ormerod, L., Abelson, M., Kenyon, K. Standard Models of Corneal Injury Using Alkali-Immersed Filter Discs Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 30 (10), 2148-2153 (1989).
- Saika, S., et al. Therapeutic effects of adenoviral gene transfer of bone morphogenic protein-7 on a corneal alkali injury model in mice. Lab. Invest. 85 (4), 474-486 (2005).
- Ferrari, G., Bignami, F., Giacomini, C., Franchini, S., Rama, P. Safety and efficacy of topical infliximab in a mouse model of ocular surface scarring. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 54 (3), 1680-1688 (2013).
- Sosne, G., Christopherson, P., Barrett, R., Fridman, R. Thymosin-beta4 modulates corneal matrix metalloproteinase levels and polymorphonuclear cell infiltration after alkali injury.Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 46 (7), 2388-2395 (2005).
- Li, X., et al. Inhibition of Multiple Pathogenic Pathways by Histone Deacetylase Inhibitor SAHA in a Corneal Alkali-Burn Injury Model. Mol. Pharm. 10 (1), 307-318 (2013).
- Yoeruek, E., et al. Safety, penetration and efficacy of topically applied bevacizumab: evaluation of eyedrops in corneal neovascularization after chemical burn. Acta Ophthalmol. 86 (3), 322-328 (2008).
- Bucher, F., Parthasarathy, A., Bergua, A., Onderka, J., Regenfuß, B., Cursiefen, C., Bock, F. Topical Ranibizumab inhibits inflammatory corneal hem- and lymphangiogenesis. Acta Ophthalmol. , (2012).
- Hajrasouliha, A., Sadrai, Z., Chauhan, S., Dana, R. b-FGF induces corneal blood and lymphatic vessel growth in a spatially distinct pattern. Cornea. 31 (7), 804-809 (2012).
- Rogers, M., et al. The albino mutation of tyrosinase alters ocular angiogenic responsiveness. Angiogenesis. 16 (3), 639-646 (2013).
- Connor, K., et al. Quantification of oxygen-induced retinopathy in the mouse: a model of vessel loss, vessel regrowth and pathological. Nat. Protoc. 4 (11), 1565-1573 (2009).
