Rat Modell av fotokjemisk-Induced posterior iskemisk optikusnevropati

Summary

Målet med denne protokollen er å fotokjemisk indusere iskemisk skade på bakre synsnerven i rotte. Denne modellen er kritisk for studier av patofysiologien til bakre ischemisk optisk nevropati, og terapeutiske tilnærminger for dette og andre optiske neuropatier, så vel som av andre CNS-ischemiske sykdommer.

Abstract

Posterior iskemisk optikusnevropati (PION) er en sight-ødeleggende sykdom i klinisk praksis. Imidlertid har sin patogenesen og naturhistorie forble dårlig forstått. Nylig utviklet vi en pålitelig, reproduserbar dyremodell av PION og testet behandlingseffekten av enkelte neurotrofe faktorer i denne modellen ^en. Formålet med denne videoen er å vise vår fotokjemisk indusert modell av posterior iskemisk optikusnevropati, og å vurdere sine effekter med retrograd merking av retinal ganglion celler. Etter kirurgisk eksponering av det bakre synsnerven, et fotosensibiliserende fargestoff, erythrosin B, blir injisert intravenøst, og en laserstråle fokuseres på synsnerven overflaten. Fotokjemisk samspill av erythrosin B og laser under bestrålings skader blodåreendotelets, spørre microvascular okklusjon formidlet av trombose og edematous komprimering. Den resulterende iskemisk skade gir en gradvis, men pronounced retinal ganglion celle dieback grunn av et tap av aksonal innspill – en ekstern, skade-indusert og klinisk relevant resultat. Således tilveiebringer denne modellen en ny plattform for å studere den patofysiologiske forløpet av PION, og kan bli ytterligere optimalisert for testing av terapeutiske tilnærminger for optiske neuropatier, samt andre CNS-ischemiske sykdommer.

Introduction

Hos pasienter over 50 år gamle, er iskemisk optikusnevropati (ION) den mest utbredte typen akutt optikusnevropati ^to. Tilstanden kan presentere som en av to undertyper ifølge kilden til spesifikke berørte blodtilførsel og klinisk presentasjon: anterior (AION) eller posterior (PION) ^3. Mens patogenesen og forløp av AION har blitt studert ^4-7 har PION forble dårlig forstått på grunn av sin lav prevalens, variabel presentasjon, dårlig definerte diagnostiske kriterier og mangel på en dyremodell. Videre har ingen behandlinger vist seg å effektivt hindre eller reversere synstap fra AION eller PION. Derfor er en reproduserbar og pålitelig dyremodell av PION av stor verdi å studere sykdomsprosessen in vivo og teste nye terapeutiske regimer for neuroprotection og axon regenerering.

Fotokjemisk indusert iskemisk skade microvasculature resulterer i vasogENIC ødem og trombose skaper effektivt regional vevsischemi ^8-12. Etter injeksjon i det vaskulære sirkulasjon, produserer den lysfølsomme fargestoff erythrosin B reaktivt singlet molekylært oksygen ved aktivering av laserbestråling av mål-skip. Singlet oksygen peroxidizes direkte blodåreendotelets, stimulere blodplate tilslutning / aggregering og fører til okklusiv trombedannelse. Iskemisk skade er spredt til nærområder og ytterligere forverret av mikrovaskulær kompresjon på grunn vasogenic ødem. Det overordnede målet med denne protokollen er å fotokjemisk indusere iskemi i retrobulbar synsnerven å speile skader forårsaket av PION.

Så vidt vi vet, er dette den første modellen av iskemisk skade i bakre synsnerven ^en. Som denne modellen produserer iskemi samtidig unngå fysiske traumer, de fysiologiske prosessene i bakre iskemisk optikusnevropati er bedre etterlignet og studert. Dessuten tilbyr denne modellen en roman plattform for screening av kandidat therapeutics for optiske neuropathies og andre CNS iskemisk sykdom. Her er en detaljert protokoll for femoralvenepunksjon kateterisering, synsnerven eksponering, intravenøs injeksjon av Erythrosin B og laserbestråling i en rotte PION modellen beskrevet.

Protocol

Alle dyre prosedyrene ble godkjent av University of California San Diego og University of Miami institusjonell dyr omsorg og bruk komiteer (IACUC) og utført i samsvar med ARVO erklæringen for bruk av dyr i Ophthalmic og Visual Research. Alle reagenser og instrumenter som brukes i kirurgiske prosedyrer er sterile. 1. Anesthetize og Forbered Rat for kirurgi Før fremgangsmåten, blir rottene bedøvet med en intraperitoneal injeksjon av ketamin (60 mg / kg) og xylazin (8 mg / kg) i henhold til kroppsve…

Representative Results

Den resulterende iskemisk skade indusert av denne teknikken gir en gradvis, men uttales død av retinal ganglion celler etter iskemisk axon skade. Dette er en klinisk relevant resultat lik den som ble observert i den menneskelige sykdommen. FG retrograd merking brukes for å kvantifisere RGC overlevelse etter PION. Den samme metoden er ansatt for å validere en vellykket modellbygging, samt å vurdere virkningene av ulike terapiregimer. Figur 1 viser representative konfokale bilder av FG-positive celler…

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…

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