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Abstract
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Médecine

각막 상처 치유를 연구하기위한 상피 마모 모델

Published: December 29, 2021
doi:
10.3791/63112
, , , ,
1College of Optometry,University of Houston, 2Children’s Nutrition Research Center,Baylor College of Medicine, 3Center for Translational Research on Inflammatory Diseases (CTRID),Michael E. DeBakey Veterans Affairs Medical Center

Summary

여기에서, 트레핀 및 무딘 골프 클럽 스푸드를 사용하여 마우스에 중앙 각막 상피 마모 상처를 만들기 위한 프로토콜이 설명된다. 이 각막 상처 치유 모델은 재현성이 높으며 현재 질병의 맥락에서 손상된 각막 상처 치유를 평가하는 데 사용되고 있습니다.

Abstract

각막은 시력에 중요하며 눈의 굴절력의 약 삼분의 일을 차지합니다. 시력에서 각막의 역할에 결정적인 것은 투명성입니다. 그러나 외부 위치로 인해 각막은 각막 투명성의 상실과 최종 실명으로 이어질 수있는 다양한 부상에 매우 취약합니다. 이러한 부상에 대한 반응으로 효율적인 각막 상처 치유는 각막 항상성을 유지하고 각막 투명성과 굴절 능력을 보존하는 데 중추적인 역할을 합니다. 손상된 각막 상처 치유의 경우, 각막은 감염, 궤양 및 흉터에 취약 해집니다. 각막의 투명성과 시력 보존에 대한 각막 상처 치유의 근본적인 중요성을 감안할 때, 정상적인 각막 상처 치유 과정에 대한 더 나은 이해는 감염 및 질병과 관련된 손상된 각막 상처 치유를 이해하는 전제 조건입니다. 이 목표를 향해 각막 상처의 뮤린 모델은 정상적인 생리 학적 조건에서 작동하는 각막 상처 치유 메커니즘에 대한 우리의 이해를 증진시키는 데 유용하다는 것이 입증되었습니다. 여기에서, 트레핀 및 무딘 골프 클럽 스푸드를 사용하여 마우스에서 중앙 각막 상피 마모를 생성하기 위한 프로토콜이 설명된다. 이 모델에서는 각막 위에 중심을 둔 직경 2mm 원형 트레핀을 사용하여 상처 부위를 구분합니다. 골프 클럽 스푸드는 상피를 탈조시키고 각막 상피 기저막을 손상시키지 않고 원형 상처를 만들기 위해 조심스럽게 사용됩니다. 생성된 염증 반응은 효율적인 상처 치유를 위해 중요한 세포 및 분자 사건의 잘 특성화된 캐스케이드로서 진행된다. 이 간단한 각막 상처 치유 모델은 재현성이 높고 잘 출판되어 있으며 현재 질병의 맥락에서 손상된 각막 상처 치유를 평가하는 데 사용되고 있습니다.

Introduction

각막은 눈의 투명한 앞쪽입니다. 각막은 눈의 내부 구조를 보호하고 감염으로부터 눈을 보호하는 구조적 장벽을 형성하는 등 여러 가지 기능을 수행합니다1. 더 중요한 것은, 각막은 시력에 매우 중요하며, 눈의 굴절력의 약 3분의 2를 제공합니다2,3. 시력에서 각막의 역할에 결정적인 것은 투명성입니다. 그러나 각막의 외적 위치로 인해 각막은 매일 다양한 부상에 노출되어 장벽 기능의 중단, 투명성 상실 및 최종 실명으로 이어질 수 있습니다. 각막 투명성의 상실은 전 세계적으로 시각 장애의 주요 원인입니다 4,5. 각막 찰과상은 응급실 (ER)을 방문하는 일반적인 이유이며, ER6에서 제시된 눈 관련 사례의 절반을 차지합니다. 미국에서 매년 1 백만 명이 넘는 사람들이 눈 관련 부상으로 고통받는 것으로 추정됩니다7. 이러한 부상에 대한 반응으로 효율적인 각막 상처 치유는 각막 항상성을 유지하고 투명성과 굴절 능력을 보존하는 데 중추적인 역할을 합니다. 손상된 각막 상처 치유의 경우, 각막은 감염, 궤양 및 흉터 8,9에 취약 해집니다. 또한, 굴절 수술의 인기가 높아짐에 따라 각막10에 독특한 외상성 도전이 있습니다. 각막의 투명성과 시력 보존에 대한 각막 상처 치유의 근본적인 중요성을 감안할 때, 정상적인 각막 상처 치유 과정에 대한 더 나은 이해는 감염 및 질병과 관련된 손상된 각막 상처 치유를 이해하는 전제 조건입니다.

이를 위해 각막 상처 치유의 여러 동물 모델이 개발되었습니다11,12,13,14,15. 각막 상처 치유의 뮤린 모델은 정상적인 생리적 조건 하에서 작동하는 각막 상처 치유 메커니즘에 대한 우리의 이해를 증진시키는 데 유용하다는 것이 입증되었습니다. 각막 상처의 다른 유형은 각막 상처 치유를 연구하는 데 사용되었으며, 각각은 상처 치유 과정의 다양한 측면을 조사하는 데 적합합니다. 각막 상처 치유 연구에 사용되는 상처 모델의 가장 일반적인 유형은 기계적 및 화학적 상처 모델입니다. 주로 각막에 알칼리성 화상을 만드는 화학적 각막 상처는 각막 궤양, 불투명화 및 신생혈관화를 연구하는 데 유용합니다13. 기계적 각막 상처는 탈지 (마모) 상처와 keratectomy 상처14,15,16을 포함한다. 손상되지 않았거나 침범 된 각막 상피 기저막은 각각 탈지 및 keratectomy 상처를 정의합니다. 탈지 상처에서는 상피 기저막이 손상되지 않은 채로 남아있는 반면, keratectomy 상처에서는 기저막이 대부분 전방 스트로마로 침투하여 침범됩니다. 탈지 상처는 각막 상처에 따른 재상피화, 상피 세포 증식, 면역 반응 및 신경 재생을 연구하는 데 가장 유용합니다. 반면에 각막 절제술 상처는 각막 흉터14,15를 연구하는 데 가장 유용합니다.

여기에서, 트레핀 및 무딘 골프 클럽 스푸드를 사용하여 마우스에 중앙 각막 상피 마모 상처를 만들기 위한 프로토콜이 설명된다. 이 간단한 각막 상처 치유 모델은 재현성이 높고 잘 발표되었으며 현재 질병17의 맥락에서 손상된 각막 상처 치유를 평가하는 데 사용되고 있습니다.

Protocol

모든 동물 프로토콜은 휴스턴 대학과 베일러 의과 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 받았습니다. 시력 및 안과 연구에서 동물의 사용에 관한 ARVO (Association for Research in Vision and Ophthalmology) 성명서에 설명 된 지침은 마우스를 취급하고 사용하는 데 따랐습니다. 1. 준비 플루오레세인 용액의 제조 1% 플루오레세인 나트륨 염 10mg을 멸균 식염…

Representative Results

도 3 은 무딘 골프 클럽 스푸드로 만들어진 각막 상처의 투과 전자 현미경 사진을 보여주며, 상피 기저막이 손상 후 실제로 손상되지 않았음을 보여준다. 그림 3: 상피 기저막은 각막 찰과상 후에도 그대로 유지됩니다. 무딘 골프 ?…

Discussion

이 방법 논문의 목적은 트레핀 및 무딘 골프 클럽 스푸드를 사용하여 마우스에서 중앙 각막 상피 마모 상처를 만들기 위한 프로토콜을 설명하는 것이었다. 이 뮤린 모델은 각막 염증과 상처 치유에 대한 기여도를 연구하는 데 사용되었습니다. 이러한 유형의 모델은 정상적인 생리적 조건 및 병리학 17,28,29,41,42에서 각<s…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

자금 지원: NIH EY018239 (A.R.B., C.W.S., 및 R.E.R.), P30EY007551 (A.R.B.), 및 연구 원조 시그마 시 그랜트 (P.K.A.). 내용은 전적으로 저자의 책임이며 국립 보건원 (National Institutes of Health) 또는 시그마 시 (Sigma Xi)의 공식 견해를 대표하지 않습니다.

Materials

Anti-CD31 antibody BD Bioscience, Pharmingen 550274
Anti-CD41 antibody BD Bioscience, Pharmingen 553847
Anti-Ly6G antibody BD Bioscience, Pharmingen 551459
Bovine serum albumin (BSA) ThermoFisher scientific B14
C57BL/6 mice Jackson Laboratories 664
DAPI Sigma Aldrich D8417
DeltaVision wide-field deconvolution fluorescence microscope GE Life Sciences
Dissecting microscope Leica microsystems
Electronic Toploading Balances (Weighing scale) Fisher Scientific
Ethanol ThermoFisher scientific T038181000CS
Golf-club spud Stephens instruments S2-1135
Iris curve scissors Fisher Scientific 31212
Isoflurane Patterson veterinary 07-893-1389
Ketamine Patterson veterinary 07-890-8598
Phospate buffered saline (PBS) ThermoFisher scientific AM9624
Sodium fluorescein salt Sigma Aldrich 46970
Surgical blade (scapel blade) Fine Science tools 10022-00
Trephine Integra Miltex 33-31
TritonX -100 Fisher Scientific 50-295-34
Forcep Fine Science tools 11923-13
Xylazine Patterson veterinary 07-808-1947
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Akowuah, P. K., De La Cruz, A., Smith, C. W., Rumbaut, R. E., Burns, A. R. An Epithelial Abrasion Model for Studying Corneal Wound Healing. J. Vis. Exp. (178), e63112, doi:10.3791/63112 (2021).
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