Глутамат и гипоксии как стресс модель для изолированных перфузируемые сетчатки позвоночных
Summary
Благодаря этому исследованию, введем стандартную модель стресс для изолированной орошали сетчаткой крупного рогатого скота для дальнейшего доклинического терапевтического тестирования. Эффект либо гипоксии (чистый N 2) или глутамата стресса (250 мкМ глютамата) на функции сетчатки, представленного A- и B-волновых амплитуд оценивали.
Abstract
Нейропротекция была сильное поле исследования в офтальмологии исследований в последние десятилетия и влияет на такие заболевания, как глаукома, сетчатки окклюзии сосудов, отслоение сетчатки, и диабетической ретинопатии. Это было предметом этого исследования, чтобы ввести стандартную модель стресс для будущей доклинических терапевтических испытаний.
Бычьи сетчатки были подготовлены и перфузии раствором стандартной кислорода насыщенным, и ЭРГ регистрировали. После записи стабильные би-волны, гипоксия (чистый N 2) или глутамата напряжения (250 мкм глутамата) было оказано в течение 45 мин. Для исследования влияния на функцию фоторецепторов только, 1 мМ аспартата был добавлен, чтобы получить-волны. ERG-восстановление следили в течение 75 мин.
Для гипоксии, снижение в волны амплитудой 87,0% было отмечено (р <0,01) после времени экспозиции 45 мин (уменьшение на 36,5% после окончания вымывания р = 0,03). Кроме того, начальная ОВЦСлегкость в B-волновых амплитуд 87,23% было зафиксировано, что достигнуто статистической значимости (P <0,01, снижение на 25,5% в конце размыва, р = 0,03).
Для 250 мкм глутамата, начального снижения амплитуд (р> 0,05), а затем снижением на 1,9% (р> 0,05) 7,8%. Снижение на 83,7% В-волновых амплитуд (р <0,01) отмечено; после смыва 75 мин снижение составило 2,3% (р = 0,62). В этом исследовании, стандартизированная модель стресс представлен которые могут быть полезны для выявления возможных нейропротекторное действие в будущем.
Introduction
Нейропротекция была сильное поле исследования в офтальмологии исследований в последние десятилетия. Сетчатка очень чувствительны нейронной сети, что существенно зависит от оксигенации и сильно влияет на метаболизм окружающих его клеток. Основные глазные патологии, связанные с нервно-паралитического повреждения клеток являются сосудов сетчатки окклюзии, глаукома, и отслойка сетчатки.
Окклюзии артерии сетчатки, в качестве примера для сосудов сетчатки окклюзии, приводит к внезапной потере зрения в результате гипоксии внутренней сетчатки 1. Это часто связано с общими сосудистыми патологиями 2 и приводит к постоянной потере зрения 1, только с 8% пациентов, восстанавливающихся остроты зрения значительно 1. Хотя артериальная фибринолиз был предложен в качестве варианта лечения, польза не может быть показано в рандомизированном клиническом испытании 3.
Глаукома и отслойка сетчаткиоба имеют повышение концентрации глутамата 4-6. Глутамат в физиологических условиях встречается в качестве возбуждающего передатчика в течение всей центральной нервной системы и внутренней сетчатки 7,8. Повышенные уровни глутамата были найдены не только при глаукоме и отслойке сетчатки 5,6, но и в пролиферативной диабетической ретинопатии 9. Увеличение глутамата, возможно, приводит к эксайтотоксичности и, следовательно, повреждение нервных клеток 10. В большинстве случаев отслойки сетчатки, а в некоторых случаях пролиферативной диабетической ретинопатии операции на сетчатке (Парс-Плана витрэктомии) являются необходимыми. Во время Парс-Плана витрэктомии механических манипуляций, яркий свет оптического волокна или напряжения сдвига, оказываемого высоких скоростях потока оросительных решений при длительных операциях оказывают дополнительную нагрузку на сетчатке 11,12.
Все перечисленные заболевания имеют в общем, что патология локализуется в Сетчаткав покое и поставить офтальмологическое сообщество с проблемой, чтобы найти способы, чтобы защитить сетчатку как нейросенсорной системы.
Электроретинограммы (ERG) является стандартным методом для оценки естественных функций в фоторецепторов (волны) и функции внутреннего сетчатки (B-волны). ERG измеряется серебряных электродов, введенных в роговицу и глаза стимулируются при повышении уровня освещенности для определения дефектов в прутках или конусов или во внутреннем сетчатки. Различные дефекты в сетчатке могут быть обнаружены изменения амплитуды (силы ответа) или время ожидания (время-ответ-интервала) ЭРГ. Различные протоколов и методы измерения ERG (шаблон ERG, мультифокальной-ERG или светлое поле ERG) позволяют дальнейшую дифференциацию дефектов. Методика изолированной сетчатки была введена недавно, что делает возможным оценить воздействие на сетчатке без помех, например, из исследования животногообщие реакции 13,14.
Это было целью данного исследования для оценки и ввести определенную и стандартную модель стресс для гипоксии и глутамата нагрузки на орошали изолированной сетчатки. Таким образом, мы надеемся заложить основы для будущих исследований по нейропротективных воздействия некоторых веществ или внутриглазных орошения решений.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом исследовании было обнаружено значительное влияние на амплитуду б-волна за 45 мин гипоксии. Это сокращение было еще значимым после фазы выведения. Аналогичный эффект на потенциал фоторецептора можно было наблюдать.
Результаты поддерживаются другими опубликованн?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This paper is dedicated to my beloved wife Maren and our little Karl.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| 120 mM NaCl | Merck Pharma, Germany | 1,064,041,000 | |
| 2 mM KCl, | Merck Pharma, Germany | 1,050,010,250 | |
| 0.1 mM MgCl2, | Merck Pharma, Germany | 58,330,250 | |
| 0.15 mM CaCl2 | Merck Pharma, Germany | 111 TA106282 | |
| 1.5 mM NaH2PO4/13.5 mM Na2HPO4 | Merck Pharma, Germany | 1,065,860,500 | |
| 5 mM glucose | Merck Pharma, Germany | 40,741,000 |
References
- Varma, D. D., Cugati, S., Lee, A. W., Chen, C. S. A review of central retinal artery occlusion: clinical presentation and management. Eye (Lond). 27, 688-697 (2013).
- Resch, M., Suveges, I., Nemeth, J. Hypertension-related eye disorders). Orv Hetil. 154, 1773-1780 (2013).
- Feltgen, N., et al. Multicenter study of the European Assessment Group for Lysis in the Eye (EAGLE) for the treatment of central retinal artery occlusion: design issues and implications. EAGLE Study report no. 1 : EAGLE Study report no. 1. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 244, 950-956 (2006).
- Dreyer, E. B., Zurakowski, D., Schumer, R. A., Podos, S. M., Lipton, S. A. Elevated glutamate levels in the vitreous body of humans and monkeys with glaucoma. Arch Ophthalmol. 114, 299-305 (1996).
- Bertram, K. M., et al. Amino-acid levels in subretinal and vitreous fluid of patients with retinal detachment. Eye (Lond). 22, 582-589 (2008).
- Diederen, R. M., et al. Increased glutamate levels in the vitreous of patients with retinal detachment). Exp Eye Res. 83, 45-50 (2006).
- Ientile, R., et al. Apoptosis and necrosis occurring in excitotoxic cell death in isolated chick embryo retina. J Neurochem. 79, 71-78 (2001).
- Mali, R. S., Cheng, M., Chintala, S. K. Plasminogen activators promote excitotoxicity-induced retinal damage. FASEB J. 19, 1280-1289 (2005).
- Ambati, J., et al. Elevated gamma-aminobutyric acid, glutamate, and vascular endothelial growth factor levels in the vitreous of patients with proliferative diabetic retinopathy. Arch Ophthalmol. 115, 1161-1166 (1997).
- Vorwerk, C. K., et al. Depression of retinal glutamate transporter function leads to elevated intravitreal glutamate levels and ganglion cell death. Invest Ophthalmol Vis Sci. 41, 3615-3621 (2000).
- Schultheiss, M., et al. Dulbecco’s Modified Eagle Medium is neuroprotective when compared to standard vitrectomy irrigation solution. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 251, 1613-1619 (2013).
- Januschowski, K., et al. Comparing the effects of two different irrigation solutions on an isolated perfused vertebrate retina. Ophthalmic Res. 48, 59-66 (2012).
- Sickel, W. Respiratory and Electrical Responses to Light Simulation in the Retina of the Frog. Science. 148, 648-651 (1965).
- Luke, M., et al. The isolated perfused bovine retina–a sensitive tool for pharmacological research on retinal function. Brain research. Brain research protocols. 16, 27-36 (2005).
- Henderson, A. R. Testing experimental data for univariate normality. Clinica chimica acta; international journal of clinical chemistry. 366, 112-129 (2006).
- Alt, A., et al. The neuroprotective potential of Rho-kinase inhibition in promoting cell survival and reducing reactive gliosis in response to hypoxia in isolated bovine retina. Cell Physiol Biochem. 32, 218-234 (2013).
- Green, D. G., Kapousta-Bruneau, N. V. Electrophysiological properties of a new isolated rat retina preparation. Vision research. 39, 2165-2177 (1999).
- Richter, S. H., Garner, J. P., Wurbel, H. Environmental standardization: cure or cause of poor reproducibility in animal experiments. Nat Methods. 6, 257-261 (2009).
- Dutescu, R. M., et al. Multifocal ERG recordings under visual control of the stimulated fundus in mice. Investigative ophthalmology & visual science. 54, 2582-2589 (2013).
- Perlman, I. Testing retinal toxicity of drugs in animal models using electrophysiological and morphological techniques. Doc Ophthalmol. 118, 3-28 (2009).
- Mukhopadhyay, A., Gupta, A., Mukherjee, S., Chaudhuri, K., Ray, K. Did myocilin evolve from two different primordial proteins. Mol Vis. 8, 271-279 (2002).
- Januschowski, K., et al. Evaluating retinal toxicity of a new heavy intraocular dye, using a model of perfused and isolated retinal cultures of bovine and human origin. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 250, 1013-1022 (2012).
- Luke, M., et al. The isolated perfused bovine retina–a sensitive tool for pharmacological research on retinal function. Brain Res Brain Res Protoc. 16, 27-36 (2005).
