Il modello di roditore di nonarteritic Neuropatia ottica ischemica anteriore (rNAION)

Summary

The following report describes how to replicate the rodent model of nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (rNAION), using the appropriate dye, contact lens and laser parameters. We also reveal the appropriate steps for evaluating the rNAION lesion in vivo.

Abstract

Nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (NAION) is a focal ischemic lesion of the optic nerve that affects 1/700 individuals throughout their lifetime. NAION results in optic nerve edema, selective loss of the retinal ganglion cell neurons (RGCs) and atrophy of the optic nerve. A rodent model of NAION that expresses most NAION features and sequelae has been developed, which is applicable to both rats and mice. This model utilizes a focal laser application of 532 nm wavelength to illuminate a photoactive dye, Rose Bengal (RB), to cause capillary damage and leakage at the targeted anterior optic nerve (the laminar region). After rNAION induction, there is an early optic nerve ischemia, optic nerve edema, and intraneural inflammation, followed by selective RGC and axonal loss. Since the optic nerve is a CNS white matter tract, the rNAION model is applicable to mechanistic studies of selective white matter ischemia, as well as neuroprotective analyses and short and long-term mechanisms of glial and neuronal response to ischemia.

Introduction

Nonarteritic neuropatia ottica ischemica anteriore (NAION) è una lesione ischemica focale della porzione anteriore del nervo ottico (ON) ^1. NAION è la causa più comune di improvvisa fibre nervose perdita della vista ottico in soggetti di età superiore a 50 ^2. Il meccanismo è ritenuta essere una sindrome vano che provoca edema intraneurale, e provoca la compressione dei capillari forniscono gli assoni nel nervo ottico ^3.

Dal momento che l'ON è in realtà un tratto del sistema nervoso centrale (CNS), la NAION roditore modello (rNAION) può essere utilizzato per studiare i meccanismi e le risposte di isolati colpi della sostanza bianca del sistema nervoso centrale. Il modello rNAION può quindi essere utile in sezionare molti problemi connessi con danni relativi corsa di materia bianca. Può essere usato per valutare diverse strategie neuroprotettive e agenti in bianco ictus materia.

Una delle caratteristiche più interessanti del modello è che èun indolore, procedura non invasiva. La potenza del laser può essere regolata per produrre vari gradi di danno ischemico. Un'altra caratteristica è che si basa su laser indotta radicali superossido danneggiare l'endotelio capillare, producendo una disfunzione capillare progressiva. È questa disfunzione e progressiva edema che si ritiene essere notevolmente simile al meccanismo che causa NAION. La ricerca ha dimostrato che non provoca la coagulazione capillare diretta, ma agisce attraverso almeno due meccanismi: superossido morte indotta e stripping di alcuni capillare cellule endoteliali ^4, e NFkB (fattore nucleare kappa-light-chain-enhancer di cellule B attivate ) associato regolazione infiammatorio in endotelio restante, con un aumento del trasporto di liquidi attraverso le membrane cellulari nell'interstizio ^5. La chiusura dei capillari del nervo ottico e compressione causate da interstiziale risultato accumulo di liquido in ottica ischemia testa del nervo. Un quadro schematico è mostrato inFigura 2. Il modello rNAION può essere utilizzato in entrambe le specie di ratti e topi ^6,7, e può essere variata nel livello della sua gravità, da una lesione lieve a una distruzione completa, ma indolore del nervo ottico e la retina, tale come occlusione dell'arteria centrale della retina (CRAO).

Protocol

Questo protocollo è stato approvato dalla University of Maryland Istituzionale Cura animali e del Comitato di utilizzo (IACUC, Baltimore, MD, USA) 1. set-up sperimentale Fare una lente a contatto personalizzato progettato da un grado ottico chiaro circolare 7 mm di diametro plexiglass, di 3 mm di spessore. Tagliare le lenti circolari con un trapano a colonna. Utilizzare una punta da trapano standard per rendere la curva interna, e, infine, lucidare le curve esterne ed interne usa…

Representative Results

La visualizzazione lente a contatto abilitato centrale retina (Figura 1). Il punto laser focale illumina il disco ottico sul retro della retina (Figura 2). Il normale retina non-indotta è mostrato ripreso dalla lampada a fessura bio-microscopio (figura 3A) e SD-OCT (Figura 3B e 3C). Durante l'induzione laser, quando nessun colorante è presente nella circolazione, luce laser non comporta recipiente e fluoresce…

Discussion

Mentre ci sono un certo numero di modelli di danno del nervo ottico (nervo ottico crush ^12, ottico resezione del nervo ^13, e PION ^14), il modello rNAION è umano, adattabile a entrambi i ratti e topi. Assomiglia più da vicino le condizioni cliniche umana di NAION. Questa condizione include progressiva anteriore del nervo ottico edema, una sindrome ottico scompartimento del nervo anteriore, focale ischemia assonale, isolato retina cellule gangliari danno assonale e la perdita di più di …

Materials

50mW 532nm laser	Iridex		Standard Ophthalmic Laser
0-100mW 532nm laser	Laserglow technologies		Substitute for iridex
Laser slit lamp adapter	Iridex		SMA coupled adapter for laser output
Cpherent Fieldmate laser meter with thermopile sensor	Coherent		others also appropriate
Ophthalmic Examing Slit lamp biomicroscope	VArious		Haag-Streit is the best; cheaper versions available on ebay
Rose Bengal	Sigma	330000-1G	Photoinducing agent
Fundus Contact lens or glass cover slip	custom/Cantor and Nissel (UK)		Custom designed planoconvex plastic lens for eye exam and induction
Tropicamide 1%
Tamiya polishing compound	Tamiya, INC	87068	polishing contact lens
2.5% Hypromellose (Goniovisc)/1% Methycellulose	HUB Pharmaceuticals		contact lens coupling agent
2.5% Neosynephrine Ophthalmic drops	Alcon labs		pupil dilating agent
Tropicamide 1%	Alcon labs		pupil dilating agent
0.5% Proparacaine	Alcon labs		topical Anesthetic
30ga fused needle insulin syringe	Various	Various	for intravenous injection of rose bengal
Ophthamic Antibiotic ointment with dexamethasone added (Triple antibiotic ointment)	Various	Various	Apply after induciton to minimize corneal scarring
Heidelberg Corporation Spectral domain-Optical Coherence Tomograph	Heidelberg Corportion		For Optical coherence measurements baseline and post-induction; not essential for induction