En reversibel silicium olie induceret okulær hypertension model i mus
Summary
Her præsenterer vi en protokol til at inducere okulær hypertension og og neurodegeneration i muse øjne ved intracameral injektion af silikoneolie og proceduren for fjernelse af silikoneolie fra det forreste kammer for at returnere forhøjet intraokulært tryk til Normal.
Abstract
Forhøjet intraokulært tryk (IOP) er en veldokumenteret risikofaktor for glaukom. Her beskriver vi en roman, effektiv metode til konsekvent inducerende stabil IOP elevation i mus, der efterligner postoperative komplikation ved at bruge silikoneolie (så) som en tamponade agent i menneskelig vitreoretinal kirurgi. I denne protokol, så injiceres i det forreste kammer af muse øjet for at blokere eleven og forhindre tilstrømning af vandig humor. Det bageste kammer akkumulerer vandig humor, og dette øger igen IOP af det bageste segment. En enkelt so injektion producerer pålidelig, tilstrækkelig og stabil IOP elevation, som inducerer signifikant og neurodegeneration. Denne model er en sand replikat af sekundær glaukom i Øjenklinikken. For yderligere at efterligne den kliniske indstilling, så kan fjernes fra det forreste kammer for at genåbne afløbs vejen og tillade tilstrømning af vandig humor, som er drænet gennem trabekulær meshwork (TM) i vinklen af det forreste kammer. Fordi IOP hurtigt vender tilbage til normal, kan modellen bruges til at teste effekten af sænkning af IOP på og retinale ganglion celler. Denne metode er ligetil, kræver ikke særligt udstyr eller gentagne procedurer, nøje simulerer kliniske situationer, og kan gælde for forskellige dyrearter. Der kan dog være behov for mindre ændringer.
Introduction
Det progressive tab af retinale ganglion celler (Rgc’er) og deres axoner er kendetegnende for glaukom, en fælles neurodegenerative sygdom i nethinden1. Det vil påvirke mere end 100.000.000 personer 40 − 80 år gammel af 20402. IOP er den eneste modificerbare risikofaktor i udviklingen og progressionen af glaukom. For at udforske patogenesen, progression, og potentielle behandlinger af glaukom, en pålidelig, reproducerbar, og inducerbar eksperimentel hypertension/glaukom model, der replikater centrale elementer af humane patienter er bydende nødvendigt.
IOP afhænger af vandig humor tilstrømningen til det forreste kammer fra det ciliære legeme i det bageste kammer og udstrømning gennem trabekulær meshwork (TM) i vinklen af det forreste kammer. Når en steady state er nået, opretholdes IOP. Når tilstrømning overstiger eller er mindre end udstrømningen, IOP stiger eller falder hhv. Ved at nedsætte den vandige udstrømning enten ved at vælge vinklen på det forreste kammer eller ved at beskadige TM, er der etableret flere glaukom-modeller3,4,5,6,7,8,9,10. Disse modeller er normalt forbundet med irreversibelt okulær vævsskade, og den høje IOP i det forreste kammer forårsager også uønskede komplikationer såsom hornhinde ødem og intraokulær inflammation, som gør nethinde dannelse og visuelle funktionsanalyser svære at udføre og fortolke.
For at udvikle en model, der overvinder disse mangler, fokuserede vi på den godt sudocumented sekundær glaukom forårsaget af silikoneolie (så), der opstår som en postoperative komplikation af humane vitreoretinal kirurgi11,12. SÅ bruges som en tamponade i retinale operationer på grund af sin høje overflade spændinger. Men, så kan fysisk tilflyde eleven, fordi det er lysere end de vandige og glasholdige væsker, som forhindrer vandig strømning i det forreste kammer. Forhindringen forårsager IOP elevation i det bageste kammer på grund af den vandige humor ophobning. Dette motiverede os til at udvikle og karakterisere en roman okulær hypertension musemodel baseret på intracameral så injektion og pupil blok13, med nøglefunktioner i den sekundære glaukom: effektiv pupil blok, signifikant IOP elevation, der kan vende tilbage til normal efter så fjernelse, og og neurodegeneration.
Her præsenterer vi en detaljeret protokol for så-induceret okulær hypertension i muse øjet, herunder så injektion og fjernelse og IOP måling.
Protocol
Representative Results
Discussion
Her viser vi en enkel, men effektiv procedure for inducerende vedvarende IOP elevation i muse øjet ved intracameral injektion af SO. Denne procedure kan læres hurtigt af alle med erfaring i microdissection under et mikroskop. Den primære potentielle risiko for fiasko er lækage af så fra cornea incision. Men en af fordelene ved at bruge så er, at fordi olien dråbe er synlig og målbar, kan vi nemt identificere mus, der har modtaget dråber for lille til at fremkalde stabil okulær hypertension kort efter injektion …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde understøttes af NIH Grants EY024932, EY023295 og EY028106 til YH.
Materials
| 0.5% proparacaine hydrochloride | Akorn, Somerset | ||
| 10mL syinge | BD | Luer-Lok Tip | |
| 18G needle | BD | with Regular Bevel, Needle Length:25.4 mm | |
| 2,2,2-Tribromoethanol (Avertin) | Fisher Scientific | CAS# 75-80-9 | 50g |
| 32G nano | BD | 320122 | BD Nano Ultra Fine Pen Needle-32G 4mm |
| 33G ophalmology needle | TSK/ VWR | TSK3313/ 10147-200 | |
| 5mL syinge | BD | Luer-Lok Tip | |
| AnaSed Injection (xylazine) | Butler Schein | 100 mg/ml, 50 ml | |
| artificial tears | Alcon Laboratories | 300651431414 | Systane Ultra Lubricant Eye Drops |
| BSS PLUS Irrigating solution | Alcon Laboratories | 65080050 | |
| Dual-Stage Glass Micropipette Puller | NARISHIGE | PC-10 | |
| EZ-7000 Classic System | EZ system | ||
| Isoflurane | VetOne | 502017 | isoflurane, USP, 250ml/bottle |
| IV Administration sets | EXELint/ Fisher | 29081 | |
| KETAMINE HYDROCHLORIDE INJECTION | VEDCO | 50989-996-06 | KETAVED 100mg/ml * 10ml |
| microgrind bevelling machine | NARISHIGE | EG-401 | |
| Miniature EVA Tubing | McMaster-Carr | 1883T4 | 0.05" ID, 0.09" OD, 10 ft. Length |
| silicon oil (SILIKON) | Alcon Laboratories | 8065601185 | 1,000 mPa.s |
| Standard Glass Capillaries | WPI/ Fisher | 1B150-4 | 4 in. (100mm) OD 1.5mm ID 0.84mm |
| TonoLab tonometer | Colonial Medical Supply, Finland | ||
| veterinary antibiotic ointment | Dechra Veterinary | 1223RX | BNP ophthalmic ointment, Vetropolycin |
References
- Chang, E. E., Goldberg, J. L. Glaucoma 2.0: neuroprotection, neuroregeneration, neuroenhancement. Ophthalmology. 119 (5), 979-986 (2012).
- Tham, Y. C., et al. Global prevalence of glaucoma and projections of glaucoma burden through 2040: a systematic review and meta-analysis. Ophthalmology. 121 (11), 2081-2090 (2014).
- Pang, I. H., Clark, A. F. Rodent models for glaucoma retinopathy and optic neuropathy. Journal of Glaucoma. 16 (5), 483-505 (2007).
- Morrison, J. C., Johnson, E., Cepurna, W. O. Rat models for glaucoma research. Progress in Brain Research. 173, 285-301 (2008).
- McKinnon, S. J., Schlamp, C. L., Nickells, R. W. Mouse models of retinal ganglion cell death and glaucoma. Experimental Eye Research. 88 (4), 816-824 (2009).
- Chen, S., Zhang, X. The Rodent Model of Glaucoma and Its Implications. Asia Pacific Journal of Ophthalmology (Philadelphia). 4 (4), 236-241 (2015).
- Sappington, R. M., Carlson, B. J., Crish, S. D., Calkins, D. J. The microbead occlusion model: a paradigm for induced ocular hypertension in rats and mice. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 51 (1), 207-216 (2010).
- Chen, H., et al. Optic neuropathy due to microbead-induced elevated intraocular pressure in the mouse. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (1), 36-44 (2011).
- Cone, F. E., Gelman, S. E., Son, J. L., Pease, M. E., Quigley, H. A. Differential susceptibility to experimental glaucoma among 3 mouse strains using bead and viscoelastic injection. Experimental Eye Research. 91 (3), 415-424 (2010).
- Samsel, P. A., Kisiswa, L., Erichsen, J. T., Cross, S. D., Morgan, J. E. A novel method for the induction of experimental glaucoma using magnetic microspheres. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (3), 1671-1675 (2011).
- Ichhpujani, P., Jindal, A., Jay Katz, L. Silicone oil induced glaucoma: a review. Graefes Archieves for Clinical and Experimental Ophthalmology. 247 (12), 1585-1593 (2009).
- Kornmann, H. L., Gedde, S. J. Glaucoma management after vitreoretinal surgeries. Current Opinion in Ophthalmology. 27 (2), 125-131 (2016).
- Zhang, J., et al. Silicone oil-induced ocular hypertension and glaucomatous neurodegeneration in mouse. Elife. 8, (2019).
- Kwong, J. M., Caprioli, J., Piri, N. RNA binding protein with multiple splicing: a new marker for retinal ganglion cells. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 51 (2), 1052-1058 (2010).
- Rodriguez, A. R., de Sevilla Muller, L. P., Brecha, N. C. The RNA binding protein RBPMS is a selective marker of ganglion cells in the mammalian retina. Journal of Comparative Neurology. 522 (6), 1411-1443 (2014).
- Smith, R. S. . Systematic evaluation of the mouse eye : anatomy, pathology, and biomethods. , (2002).
