Rat model van fotochemisch geïnduceerde posterior ischemische optische neuropathie
Summary
Het doel van dit protocol is ischemische letsel fotochemisch ertoe te bewegen de achterste oogzenuw in de rat. Dit model is kritisch voor onderzoek van de pathofysiologie van posterieure ischemische optische neuropathie, en therapeutische toepassingen voor deze en andere optische neuropathieën, evenals andere CNS ischemische ziekten.
Abstract
Achterste ischemische optische neuropathie (PION) is een sight verwoestende ziekte in de klinische praktijk. Echter, de pathogenese en natuurlijke historie gebleven slecht begrepen. Onlangs ontwikkelden we een betrouwbaar, reproduceerbaar diermodel van PION en geteste het behandelingseffect van bepaalde neurotrofe factoren in het model 1. Het doel van deze video is om onze fotochemisch geïnduceerde model van posterior ischemische optische neuropathie te tonen, en om de effecten ervan met retrograde etikettering van retinale ganglioncellen evalueren. Na chirurgische blootstelling van de achterste oogzenuw, een fotogevoelige kleurstof, erythrosine B, intraveneus geïnjecteerd en een laserbundel wordt gefocusseerd op de optische zenuw oppervlak. Fotochemische interactie van erythrosine B en de laser tijdens bestraling schade het vasculaire endotheel, wordt gevraagd microvasculaire occlusie gemedieerd door trombocytentrombose oedemateus en compressie. De resulterende ischemische letsel levert een geleidelijke, maar pronounced retinale ganglioncellen afsterving, wegens het verlies van axonale ingang – een afstandsbediening-geïnduceerde verwonding en klinisch relevant resultaat. Aldus Dit model verschaft een nieuw platform om de pathofysiologische loop van PION bestuderen, en kunnen verder worden geoptimaliseerd voor het testen van therapeutische toepassingen voor optische neuropathieën en andere CNS ischemische ziekten.
Introduction
Bij patiënten boven de 50 jaar oud, ischemische optische neuropathie (ION) is de meest voorkomende vorm van acute opticusneuropathie 2. De aandoening kan presenteren als een van de twee subtypes volgens de bron van specifieke aangetaste bloedvoorziening en klinische presentatie: anterior (AION) of zitvlak (PION) 3. Hoewel de pathogenese en verloop van AION zijn uitvoerig bestudeerd 4-7 is PION bleef slecht begrepen vanwege de lage prevalentie variabele presentatie slecht gedefinieerde diagnostische criteria en het ontbreken van een diermodel. Verder zijn er geen behandelingen bewezen effectief te voorkomen of reverse visie verlies van AION of PION. Daarom is een reproduceerbaar en betrouwbaar diermodel van PION is van grote waarde voor het ziekteproces in vivo bestuderen en testen van nieuwe therapeutische strategieën voor neuroprotectie en axon regeneratie.
Fotochemisch geïnduceerde ischemische schade aan de microvasculatuur gevolg vasogENIC oedeem en trombose effectief creëert regionale weefselischemie 8-12. Na injectie in het vasculaire circulatie, de fotogevoelige erythrosine B produceert reactieve singlet moleculaire zuurstof bij aktivering met laserbestraling van doelschepen. De singlet zuurstof direct peroxidizes het vasculaire endotheel, het stimuleren van bloedplaatjes hechting / aggregatie en leidt tot de vorming van trombus occlusief. Ischemische schade wordt verspreid naar aangrenzende gebieden en verder verergerd door microvasculaire compressie vanwege vasogeen oedeem. De algemene doelstelling van dit protocol is te fotochemisch ischemie in de retrobulbaire oogzenuw bewegen om de schade veroorzaakt door PION weerspiegelen.
Voor zover wij weten is dit het eerste model van ischemisch letsel in het achterste oogzenuw 1. Aangezien dit model produceert ischemie terwijl het vermijden van fysieke trauma's, de fysiologische processen van de achterste ischemische optische neuropathie zijn beter nagebootst en studeerde. Ook dit model heeft een nieuw platform voor de screening van kandidaat-therapeutica voor optische zenuwaandoeningen en andere CNS ischemische ziekte. Hier, een gedetailleerd protocol voor dijader catheterisatie, optische zenuw blootstelling, intraveneuze injectie van Erythrosin B en laser bestraling in een rat PION model worden beschreven.
Protocol
Representative Results
Discussion
Here we describe in detail a method for inducing PION in a rat model. The most critical part of the protocol is the exposure and irradiation of the optic nerve – to expose the nerve as long as possible while avoiding damage caused by the sharp fine tip forceps or from stretching. In rats, the ophthalmic artery enters the optic nerve ≤1 mm from the optic nerve head. Therefore, irradiation of the optic nerve 3-4 mm away from the optic nerve head should only result in ischemia of the capillaries feeding the nerv…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We zijn schatplichtig aan Eleut Hernandez voor veeteelt, Gabe Gaidosh voor microscopie expertise en Khue Tran en Zhenyang Zhao voor videobewerking. Deze studie werd gefinancierd door de National Eye Institute verleent R01-EY022129 naar JLG en P30 subsidies EY022589 aan UCSD en EY014801 UM; de American Heart Association, de James en Esther Koning Foundation, de promovendus uitwisselingsprogramma fonds van Fudan University Graduate School (No. 2.010.033), en een onbeperkte subsidie van onderzoek ter voorkoming van Blindheid, Inc.
Materials
| 532-nm Nd:YAG laser | Laser glow | LRS-532-KM-200-3 | |
| Beam chopper | custom-made | custom-made | |
| Mechanical shutter and corresponding shutter drive timer | AAM Vincent Associates | SD-10 | |
| 25-cm focal length spherical lens | CVI/Mellles-Griot | 01 LPX 293 | plano-convexBK7 glass lens with HEBBARTM antireflection coating |
| Erythrosin B | MP Biomedicals | 190449 | |
| Fluorogold | Fluorochrome,LLC | ||
| Gelfoam | Cardinal Health | CAH1203421 | |
| Polyethylene tubing (PE10) | BD Intramedic | 427400 | |
| No. 10 Blade | Miltex | 4-110 | |
| Fine Forceps | F.S.T. | 91150-20 | DUMONT #5 RUSTLESS NON-MAGNETIC |
| Forceps with Teeth | F.S.T. | 11153-10 | Germany stainless |
| Forceps | F.S.T. | 18025-10 | Germany stainless |
| Vannas spring scissors | F.S.T. | 2-220 | JJECK Stainless |
| Polyglactin suture | Ethicon | J488G | 7-0 suture |
| hemostat | F.S.T. | 12075-12 | Germany stainless |
References
- Wang, Y., Brown, D. P., Duan, Y., Kong, W., Watson, B. D., Goldberg, J. L. A novel rodent model of posterior ischemic optic neuropathy.. JAMA Ophthalmology. 131, 194-204 (2013).
- Rucker, J. C., Biousse, V., Newman, N. J. Ischemic optic neuropathies. Curr Opin Neurol. 17, 27-35 (2004).
- Hayreh, S. S. Posterior ischaemic optic neuropathy: clinical features, pathogenesis, and management.. Eye (Lond). 18, 1188-1206 (2004).
- Hayreh, S. S. Inter-Individual Variation in Blood-Supply of the Optic-Nerve Head.. Doc Ophthalmol. 59, 217-246 (1985).
- Jacobson, D. M., Vierkant, R. A., Belongia, E. A. Nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy – A case-control study of potential risk factors.. Arch Ophthalmol-Chic. 115, 1403-1407 (1997).
- Kosmorsky, G., Straga, J., Knight, C., Dagirmanjian, A., Davis, D. A. The role of transcranial Doppler in nonarteritic ischemic optic neuropathy.. Am J Ophthalmol. 126, 288-290 (1998).
- Hayreh, S. S., Zimmerman, M. B. Non-arteritic anterior ischemic optic neuropathy: role of systemic corticosteroid therapy.. Graefe’s archive for clinical and experimental ophthalmology. 246, 1029-1046 (2008).
- Prado, R., Dietrich, W. D., Watson, B. D., Ginsberg, M. D., Green, B. A. Photochemically Induced Graded Spinal-Cord Infarction – Behavioral, Electrophysiological, and Morphological Correlates.. J Neurosurg. 67, 745-753 (1987).
- Dietrich, W. D., Busto, R., Watson, B. D., Scheinberg, P., Ginsberg, M. D. Photochemically induced cerebral infarction. II. Edema and blood-brain barrier disruption.. Acta Neuropathologica. 72, 326-334 (1987).
- Watson, B. D., Dietrich, W. D., Busto, R., Wachtel, M. S., Ginsberg, M. D. Induction of reproducible brain infarction by photochemically initiated thrombosis.. Annals of Neurology. 17, 497-504 (1985).
- Watson, B. D. Animal models of photochemically induced brain ischemia and stroke.. Cerebrovascular Disease – Pathophysiology, Diagnosis and Treatment. , 52-73 (1998).
- Watson, B. D., Prado, R., Dietrich, W. D., Ginsberg, M. D., Green, B. A. Photochemically induced spinal cord injury in the rat.. Brain Research. 367, 296-300 (1986).
- Chiu, K., Lau, W. M., Yeung, S. C., Chang, R. C., So, K. F. Retrograde labeling of retinal ganglion cells by application of fluoro-gold on the surface of superior colliculus.. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2008).
