Summary

啮齿动物眼睛的显微解剖

Published: April 21, 2023
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Summary

本文提出了一种啮齿动物眼部显微解剖的方案。该过程涉及眼球与眼球膜(即第三眼睑)的剜除。然后是后眼杯和前眼杯的分离。

Abstract

啮齿动物眼的眼部显微解剖涉及将去核眼球与附着的眼膜或第三眼睑分割,以获得前眼罩和后眼罩。使用这种技术,可以获得眼睛的子部分,包括角膜组织、神经组织、视网膜色素上皮 (RPE) 组织和晶状体,用于特定眼组织的整片、冷冻切片和/或单细胞悬液。第三眼睑的存在具有独特而显着的优势,因为它有利于维持眼睛的方向,这对于在任何局部干预后了解眼睛生理学或涉及与眼睛空间地形相关的眼部分析的研究非常重要。

在这种方法中,我们通过小心而缓慢地切开眼外肌并切断视神经,将眼窝处的眼球与第三眼睑一起去掉。用微刀片刺穿眼球角膜缘。切口被用作切口,允许通过切口点插入微型剪刀来沿着角膜巩膜连接处切割。沿圆周进行小而连续的切割,直到杯子分离。这些可以通过使用Colibri缝合钳轻轻剥离神经视网膜的半透明层来进一步解剖,以获得神经视网膜和RPE层。此外,从外围垂直于视中心进行三/四个等距切口,直到到达视神经。这将半球形杯子打开成小花形状,使它们平坦并可以轻松安装。该技术已在我们的实验室中用于角膜整体安装和视网膜切片。第三眼睑的存在描绘了鼻颞方向,这允许研究移植后的各种细胞治疗干预措施,因此,对于此类研究中的可视化和准确表示至关重要的靶向生理验证。

Introduction

眼部解剖是眼科研究中的一项重要技术,它允许研究人员进入眼睛的节段进行有针对性的研究。以前,眼部研究人员依靠患病个体的眼组织进行研究。然而,多年来眼科啮齿动物模型1 的菌株数量逐渐增加,减少了对人类眼组织的需求。这些小鼠品系使人们对眼部疾病和干预措施有了更深入的了解。然而,它们也产生了对眼部显微解剖创新技术的需求。小尺寸和有限的操作区域严重限制了对眼亚部分的有效访问。此外,由于后眼罩和前眼杯的细胞组装均匀,因此很难在解剖后进行有针对性的干预。目前的激光2 和外科显微解剖34 的显微解剖技术不足以满足眼科研究的这种要求。激光显微解剖在单细胞分析中非常有效,但特定组织需要在激光手术前进行显微解剖2。该技术可以从预先解剖的组织中分离出感兴趣的小区域以进行分子分析。因此,该技术不适用于制备整体安装或分离轴向堆积的眼层以获得最佳可视化效果。

手术方法是使用最广泛的技术;该方法涉及通过视神经5固定眼睛,然后进行解剖。这种做法很艰巨,可能会损害任何脆弱的组织,因为球眼在解剖过程中继续移动。尽管该技术有利于分离视网膜层的各个部分,但该技术无法在解剖时划定组织的空间方向。

在解剖过程中,保持附着的萤火膜或第三眼睑的存在(图1)具有独特而显着的优势。在这种方法中,首先,用第三眼睑去眼球。然后,使用第三眼睑固定眼睛6图2A)。随后通过角膜缘刺穿眼球并使用切口作为切入点(图2BC)。然后,通过沿前后圆周切割来分离眼罩(图2D-G)。通过进一步解剖后眼罩,可以识别神经视网膜的半透明层并轻轻剥离。然后在获得的半球形前杯和后杯中进行三个或四个等距切割,这使得这些花形杯子平放在滑块上(图2H)。

第三个眼睑有助于在解剖过程中轻松有效地处理,从而确保在进入各个眼层和生产整体时对组织的损害最小。此外,第三眼睑的存在有助于在可视化过程中定位和检查局部干预。

在我们的实验室中,该程序已在任何性别的 P28 的 CBA/J 或 rd1 小鼠品系上进行。该程序可以对动物的任何品系,年龄或性别进行,并且根据这些特征没有偏差。

这些动物是从商业来源采购的(见 材料表),并在国家免疫学研究所(NII)的小动物设施(SAF)进行维护。他们被关在单独的通风笼子(IVC)中, 并随意获得 酸化的高压灭菌水和食物。它们保持在21-23°C,光照/黑暗循环为14小时/ 10小时。

下面给出的是用于小鼠眼睛微解剖的改良手术方法。

Protocol

该程序得到了新德里国家免疫学研究所机构动物伦理委员会的批准。批准的序列号为IAEC#480/18。这些实验是根据印度政府渔业、畜牧业和乳制品部动物实验控制和监督委员会的监管准则,在SAF专业兽医NII的监督下进行的。 1. 准备 在每只眼睛中使用0.8%托吡卡胺和5%去氧肾上腺素眼用溶液来扩张啮齿动物的眼睛。手术前将动物放在黑暗区域30分钟。注意:?…

Representative Results

准备了整个rd1小鼠眼睛/角膜组织,以研究患病状态下前/角膜组织中潜在的淋巴血管生成。来自第三眼睑的附着结膜组织作为阳性对照,因为角膜缺乏淋巴管。在这项研究中,角膜组织用结膜解剖并用4%PFA固定,然后透化和阻塞。然后用针对淋巴内皮标志物(LYVE1)的一抗对组织进行染色9。随后用标记有Alexa Fluor 488(绿色)的二抗孵育。使用荧光显微镜在4x和10x下捕获代表性图像?…

Discussion

由于啮齿动物眼睛的体积小和球形,已经发现眼部显微解剖是一项艰巨的任务,并且啮齿动物眼睛需要创新技术才能有效处理8

在目前演示的方法中,通过附有第三眼睑获得去核小鼠眼球,以便有效且易于处理。使用第三眼睑,眼球可以完全固定,这使得解剖可以轻松进行,误差最小。此外,第三眼睑的存在描绘了眼睛子部分的方向。因此,用第三眼睑解…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

美国加州大学戴维斯分校细胞生物学和人体解剖学系的Alaknanda Mishra博士在新德里国家免疫学研究所培训了我们这种方法。这项工作得到了印度政府生物技术部向新德里国家免疫学研究所提供的核心赠款的支持。P.S.被生物技术系授予研究奖学金。

Materials

Acetaminophen (Biocetamol) EG Pharmaceuticals No specific Catalog Number (Local Procurement)
Alkaline Phosphatase Kit (DEA) Coral Clinical System, India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Automated analyser Tulip, Alto Santracruz, India Screen Maaster 3000 Biochemical analyser for liver functional test
Betadine (Povidon-Iodine Solution) Win-Medicare;  India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Biological safety cabinet ( Class I) Kartos international; India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Bright Field Microscope Olympus, Japan LX51
CBA/J inbred mice The Jackson Laboratory Stock No. 000654
Cefotaxime (Taxim) AlKem ; India cefotaxime sodium injection, No specific Catalog Number (Local Procurement)
Cell Strainer Sigma ; US CLS431752
Collagenase Type I Gibco by Life Technologies 17100-017
Cotton Buds Pure Swabs Pvt Ltd ; India No specific Catalog Number (Local Procurement)
DPX Mountant Sigma ; US 6522
Drape Sheet JSD Surgicals, Delhi, India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Eosin Y solution, alcoholic Sigma ; US HT110132
Forceps Major Surgicals; India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Gas Anesthesia System Ugo Basile; Italy 211000
Glucose Himedia, India GRM077
Hair removing cream (Veet) Reckitt Benckiser , India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Hematoxylin Solution, Mayer's Sigma ; US MHS16
Heparin sodium salt Himedia; India RM554
Hyaluronidase From Sheep Testes Sigma ; US H6254
I.V. Cannula (Plusflon) Mediplus, India Ref 1732411420
Insulin Syringes BD ; US REF 303060
Isoflurane ( Forane) Asecia Queenborough No B506 Inhalation Anaesthetic
Ketamine (Ketamax) Troikaa Pharmaceuticals Ltd. Ketamine hydrochloride IP, No specific Catalog Number (Local Procurement)
Meloxicam (Melonex) Intas Pharmaceuticals Ltd; India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Micro needle holders straight & curved Mercian ;  England BS-13-8
Micro needle holders straight &
curved
Mercian ;  England BS-13-8
Microtome Histo-Line Laboratories, Italy MRS3500
Nylon Thread Mighty ; India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Paraformaldehyde Himedia; India GRM 3660
Percoll GE Healthcare 17-0891-01
Refresh Tears/Eyemist Gel Allergan India Private Limited/Sun Pharma, India P3060 No specific Catalog Number
RPMI Himedia; India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Scalpel Major Surgicals; India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Scissors Major Surgicals; India No specific Catalog Number (Local Procurement)
SGOT (ASAT) KIT Coral Clinical System, India No specific Catalog Number (Local Procurement)
SGPT (ALAT) KIT Coral Clinical System, India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Shandon Cryotome E Cryostat Thermo Electron Corporation ; US No specific Catalog Number
Sucrose Sigma ; US S0389
Surgical Blade No. 22 La Medcare, India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Surgical Board Locally made No specific Catalog Number (Local Procurement)
Surgical White Tape 3M India ; India 1530-1 Micropore Surgical Tape
Sutures Ethicon, Johnson & Johnson, India NW 5047
Syringes (1ml, 26 G) Dispo Van; India No specific Catalog Number (Local Procurement)
Trimmer (Clipper) Philips NL9206AD-4 DRACHTEN QT9005
Weighing Machine Braun No specific Catalog Number (Local Procurement)
William's E Media Himedia; India AT125
Xylazine (Xylaxin) Indian Immunologicals Limited Sedative, Pre-Anaesthetic, Analgesic and muscle relaxant

Riferimenti

  1. Choi, Y., et al. Studying cancer immunotherapy using patient-derived xenografts (PDXs) in humanized mice. Experimental and Molecular Medicine. 50 (8), 1-9 (2018).
  2. Sutherland, C., et al. Laser Capture Microdissection of Highly Pure Trabecular Meshwork from Mouse Eyes for Gene Expression Analysis. J Vis Exp. (136), e57576 (2018).
  3. Fernandez-Godino, R., Garland, D. L., Pierce, E. A. Isolation, culture and characterization of primary mouse RPE cells. Nature Protocols. 11 (7), 1206-1218 (2016).
  4. Shang, P., Stepicheva, N. A., Hose, S., Zigler, J. S., Sinha, D. Primary cell cultures from the mouse retinal pigment epithelium. Journal of Visualized Experiments. (133), e56997 (2018).
  5. Claybon, A., Bishop, A. J. Dissection of a mouse eye for a whole mount of the retinal pigment epithelium. Journal of Visualized Experiments. (48), e2563 (2011).
  6. Steven, P., et al. Experimental induction and three-dimensional two-photon imaging of conjunctiva-associated lymphoid tissue. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 49 (4), 1512-1517 (2008).
  7. Tual-Chalot, S., Allinson, K. R., Fruttiger, M., Arthur, H. M. Whole mount immunofluorescent staining of the neonatal mouse retina to investigate angiogenesis in vivo. Journal of Visualized Experiments. (77), e50546 (2013).
  8. Ullmann, J. F., Moore, B. A., Temple, S. E., Fernandez-Juricic, E., Collin, S. P. The retinal wholemount technique: A window to understanding the brain and behaviour. Brain, Behavior and Evolution. 79 (1), 26-44 (2012).
  9. Nakao, S., Hafezi-Moghadam, A., Ishibashi, T. Lymphatics and lymphangiogenesis in the eye. Journal of Ophthalmology. 2012, 783163 (2012).
  10. Mishra, A., et al. Peripheral blood-derived monocytes show neuronal properties and integration in immune-deficient rd1 mouse model upon phenotypic differentiation and induction with retinal growth factors. Stem Cell Research and Therapy. 11 (1), 412 (2020).
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Citazione di questo articolo
Mohan, K. V., Sinha, P., Swami, B., Muniyasamy, A., Nagarajan, P., Upadhyay, P. Microdissection of the Rodent Eye. J. Vis. Exp. (194), e64414, doi:10.3791/64414 (2023).

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