Rattenmodell der photochemisch-induzierte Posterior ischämische Optikusneuropathie
Summary
Das Ziel des Protokolls ist es, photochemisch induzieren ischämischen Schädigung des hinteren Sehnervs bei Ratten. Dieses Modell ist für Studien der Pathophysiologie der hinteren ischämischer optischer Neuropathie und therapeutischen Ansätzen für diese und andere Optikusneuropathien sowie anderer ZNS-ischämischen Erkrankungen.
Abstract
Posterior ischämische Optikusneuropathie (PION) ist ein Anblick-verheerenden Krankheit in der klinischen Praxis. Doch der Pathogenese und Naturgeschichte blieben weitgehend unverstanden. Vor kurzem hat eine zuverlässige, reproduzierbare Tiermodell der PION entwickelten wir und getestet die Wirkung der Behandlung einiger neurotrophen Faktoren in das Modell ein. Der Zweck dieses Video ist in unseren photochemisch induzierten Modell der hinteren ischämischer optischer Neuropathie zu demonstrieren und ihre Auswirkungen mit retrograde Markierung retinaler Ganglionzellen bewerten. Nach der chirurgischen Freilegung des hinteren Sehnerv, einem photosensibilisierenden Farbstoff Erythrosin B, intravenös injiziert, und ein Laserstrahl wird auf den Sehnerv Oberfläche fokussiert. Photochemische Wechselwirkung von Erythrosin B und dem Laser während der Bestrahlung schädigt das vaskuläre Endothel, woraufhin mikrovaskuläre Okklusion durch Blutplättchenthrombose und ödematösen Kompressions vermittelt. Die sich ergebende ischämische Verletzung ergibt sich eine allmähliche, aber pronounced retinalen Ganglienzellen Sterben wegen zu einem Verlust der axonalen Eingangs – einem entfernten, Verletzung induzierten und klinisch relevante Ergebnisse. Somit stellt dieses Modell eine neue Plattform, um die pathophysiologischen Verlauf PION zu studieren, und weiter zum Testen therapeutischer Ansätze für Optikusneuropathien sowie andere CNS ischämischen Erkrankungen optimiert werden.
Introduction
Bei Patienten über 50 Jahre alt, ist ischämische Optikusneuropathie (ION) die häufigste Form der akuten Optikusneuropathie 2. Vordere (AION) oder posterior (PION) 3: Die Bedingung kann entsprechend der Quelle der spezifischen betroffenen Blutversorgung und klinische Präsentation zu präsentieren als eine von zwei Subtypen. Während die Pathogenese und Verlauf von AION wurden ausgiebig studiert 4-7, PION geblieben ist schlecht aufgrund ihrer geringen Prävalenz, variable Präsentation, schlecht definierten diagnostischen Kriterien und der Mangel an einem Tiermodell zu verstehen. Darüber hinaus keine Behandlungen haben sich als wirkungsvoll verhindern oder rückgängig zu Sehverlust von AION oder PION. Daher ist von großem Wert für den Krankheitsprozess in vivo zu studieren und Erprobung neuer Therapieschemata zur Neuroprotektion und Axonregeneration eine reproduzierbare und zuverlässige Tiermodell der PION.
Photochemisch induzierten ischämischen Schädigung der Mikrogefäß was vasogENIC Ödeme und Thrombose erzeugt effektiv regionalen Gewebeischämie 8-12. Nach der Injektion in das Gefäßdurchblutung, die lichtempfindliche Farbstoff Erythrosin B produziert reaktiven molekularen Singulett-Sauerstoff bei Aktivierung durch Laserbestrahlung von Zielgefäße. Der Singulett-Sauerstoff direkt peroxidizes das vaskuläre Endothel, Thrombozyten zu stimulieren Einhaltung / Aggregation und die zu Thrombusbildung okklusiv. Ischämischer Schäden an den benachbarten Gebieten zu verbreiten und weiter durch mikrovaskuläre Kompression durch vasogenen Ödem verschlimmert. Das übergeordnete Ziel dieses Protokolls ist es, photochemisch induzieren Ischämie in der retrobulbären Sehnerv zu spiegeln den Schaden PION verursacht.
Unseres Wissens ist dies das erste Modell der ischämischen Verletzung im hinteren Sehnervs 1. Da dieses Modell produziert Ischämie unter Vermeidung von physischem Trauma, besser nachgeahmt und studierte sind die physiologischen Prozesse der hinteren ischämische Optikusneuropathie. Außerdem bietet dieses Modell eine neue Plattform für das Screening von Kandidaten Therapeutika für Optikusneuropathien und anderen ZNS-ischämische Erkrankung. Hier wird ein detailliertes Protokoll für die Oberschenkelvene Katheterisierung, Sehnerv Belichtung, intravenöse Injektion von Erythrosin B und Laserbestrahlung in einem Rattenmodell PION beschrieben.
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…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir sind auf Eleut Hernandez für die Tierhaltung, Gabe Gaidosh für die Mikroskopie Fachwissen und Khue Tran und Zhenyang Zhao für die Videobearbeitung verschuldet. Diese Studie wurde vom National Eye Institute finanziert gewährt R01-EY022129 zu JLG und P30 Zuschüsse EY022589 zu UCSD und EY014801 UM; der American Heart Association, die James und Esther König-Stiftung, die Doktoranden-Austauschprogramm Fonds der Fudan University Graduate School (No. 2010033) und eine zweckgebundene Zuwendung der Forschung zur Verhütung Blindheit, 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).
