Summary

Usando uma técnica de estratificação para executar microscopia confocal da esclera humana

Published: May 06, 2016
doi:

Summary

Human sclera tissue is mainly collagen; therefore, it is not easily usable for immunohistochemistry. To achieve the goal of performing immunohistochemistry for confocal microscopy of scleral tissue, a laminating technique was used.

Abstract

A esclerótica é um tecido conjuntivo denso que cobre e protege o olho. Ela consiste principalmente de feixes de colágeno densas (tipos I, III, IV, V, VI e VII). Devido à sua autofluorescência, opacidade, e espessura, não foi considerado adequado para a microscopia confocal. Uma abordagem alternativa para o apresentado aqui, que utiliza esclera fixado com formalina embebido em parafina para imuno-histoquímica, tem desafios técnicos, especialmente quando o pré-aquecimento do tecido para a recuperação de antigénio. Desde a esclera é relativamente pobre em ambas as células e vasos, o uso de amostras de tecido maiores foi explorada para ajudar a evitar que as células com vista e para compreender a sua localização em relação aos navios e outros sítios anatômicos. Para permitir a análise de amostras de tecido maiores, sob o microscópio confocal, uma técnica de laminação foi efectuada para criar camadas finas da esclera. Após a análise dos resultados dos vasos sanguíneos CD31 e vasos linfáticos endotelial hyalureceptor Ronan 1 (LYVE1) células positivas, para o qual foi obtido uma autorização para exame científico, as vantagens e limitações deste método são discutidas.

Introduction

A esclerótica é a camada externa rígida que cobre o olho, o que é feito de tecido conjuntivo denso. Isso ajuda a proteger as estruturas intra-oculares e para manter a pressão intra-ocular. Assim, a esclerótica é essencial para a visão clara. É desprovida de vasos linfáticos 1,2 e, assim, forma uma borda livre-linfática exterior entre ele e o olho interior livre de linfático 3-7. Ele também fornece locais de ligação para os músculos extra-oculares, partilhando assim semelhanças anatômicas com tendões. Porque a esclera consiste principalmente de feixes densos de colágeno tipo I e tem um número menor de colágeno tipo III, IV, V, VI, VIII 8,9 e elastina 10,11, este tecido não é fácil de usar para imuno-histoquímica.

Anatomicamente, a esclerótica podem ser separadas em três camadas principais: (1) o episclera vascularizado superficial, localizado por debaixo da conjuntiva e da cápsula de Tenon e para os lados e the parte de trás do olho de frente para a órbita; (2) o estroma escleral, a parte principal da esclera; e (3) o fusca lâmina, que é uma camada fina, pigmentada localizada directamente acima da úvea. Nosso conhecimento anatômico sobre a esclera decorre, principalmente, da primeira metade do século 20. Naquela época, os investigadores estudaram a anatomia da vasculatura principalmente usando Índia injeções de tinta 12 e vascular lançando 13-15. Mais tarde, foi pesquisado em estudos angiográficos 16-19.

Desde então, técnicas mais antigas foram melhoradas e novos foram desenvolvidos que nos permitiram completar conhecimento anatômico anterior. Por exemplo, tem sido apenas cerca de uma década desde que nós tivemos tais marcadores linfáticos confiáveis ​​como endotélio vascular linfática hyaluronan específica receptor-1 (LYVE1) 20 ou podoplanina 21. A microscopia confocal oferece novas possibilidades para o estudo das características anatômicas dos diferentes tissues do olho. Ele permite várias manchas a ser utilizada para diferenciar os marcadores de células ou para a localização das células em relação aos vasos sanguíneos e outras estruturas anatómicas. Ele fornece uma visão geral, quando a amostra é de um tamanho maior e permite-nos verificar através de uma amostra, quando em busca de um tipo de célula específico. Com a tecnologia Z-Pilha, microscopia confocal pode ser utilizado para as amostras até 100-200 um. A esclerótica difere de espessura entre 0,3 mm por trás das inserções musculares e 1 mm no pólo posterior 11. Devido tanto a sua espessura e opacidade, a esclera não é adequado para microscopia confocal utilizando métodos tradicionais.

Para remediar esta situação, tecidos esclerais foram estratificados para permitir a sua análise com microscopia confocal. Esta tecnologia é útil para obter uma melhor compreensão de ambas as situações fisiológicas e patológicas na esclera humana.

Protocol

O uso de tecidos humanos devem ser revistos e aprovados por um conselho de revisão institucional ou equivalente. O trabalho aqui descrito foi aprovado pelo comitê de ética local e teve a aprovação para análise científica. Este trabalho foi realizado de acordo com a Declaração de Helsinki. Os espécimes esclerais humanos foram obtidos a partir dos olhos de doadores globo (máximo de post-mortem de tempo de 24 horas), no Banco de Olhos do Departamento de Oftalmologia da Universidade de Colônia, Alemanha. 1…

Representative Results

Nas experiências representativas realizadas aqui, há benefícios demonstráveis ​​derivados da utilização desta técnica de laminação em particular. A primeira experiência ilustra a rede diversificada de plexo de vasos sanguíneos episcleral em três imagens representativas (Figura 3). Os vasos são positivas para CD31. O segundo experimento mostra células do sistema imunológico, em particular de …

Discussion

Laminar a esclerótica humana é um método para a realização de microscopia confocal sobre este tecido. Um passo essencial neste processo é a utilização de etanol em vez de formalina para a aposição do tecido. Em nossa experiência, os melhores resultados são obtidos quando se utiliza etanol em vez de formol para fixação. bisturis Blunt agravar o processo e devem ser evitadas. Da mesma forma, a secagem da esclera deve ser evitado, uma vez que complica o processo e reduz a qualidade das imagens.

<p class="…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

German Research Foundation (FOR2240 “(Lymph) Angiogenesis and Cellular Immunity in Inflammatory Diseases of the Eye” to CC and LMH; HE 6743/2-1 and HE 7643/3-1 to LMH; CU47/6-1 to CC), German Cancer Aid (to LMH and CC), GEROK program University of Cologne (to SLS and LMH), and EU COST BM1302 “Joining Forces to Corneal Regeneration” (to CC).

Materials

96% ethanol Merck Chemicals, Darmstadt, Germany P075.4
binocular stereo microscope  Motic, Hongkong, China n.a
26G needles  Terumo, Leuven, Belgium 303800
15.5mm trepan Geuder, Heidelberg, Germany n.a
no.10 scalpel  Feather, pfm medical, Osaka, Japan 2E+08
ophthalmic scalpel micro feather  Feather, pfm medical, Osaka, Japan no. 7657BR
CD 31 antibody (monoclonal mouse anti human) Dako, USA IR610
LYVE1 antibody  (polyclonal rabbit anti human) Zytomed, Germany RBK014-05
goat anti mouse FITC antibody Sigma Aldrich, Steinheim, Germany F0257
goat anti rabbit Cy3 antibody Dianova, Germany 111-165-003
Goat Serum normal Dako, Glostrup, Denmark X090710-8
DAPI Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany 6335.1
microscope slides  Engelbrecht, Edermünde, Germany WC7695002
Coverslips 24x24mm Th. Gayer, Lohmar, Germany 7695026
DAKO fluorescent mounting medium  DAKO, USA S3023
LSM Meta 510 confocal microscopy  Carl Zeiss AG, Jena, Germany n.a

References

  1. Schlereth, S. L., et al. Enrichment of lymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor 1 (LYVE1)-positive macrophages around blood vessels in the normal human sclera. Invest Ophthalmol Vis Sci. 55 (2), 865-872 (2014).
  2. Schlereth, S. L., et al. Absence of lymphatic vessels in the developing human sclera. Exp Eye Res. 125, 203-209 (2014).
  3. Hos, D., Cursiefen, C. Lymphatic vessels in the development of tissue and organ rejection. Adv Anat Embryol Cell Biol. 214, 119-141 (2014).
  4. Hos, D., Schlereth, S. L., Bock, F., Heindl, L. M., Cursiefen, C. Antilymphangiogenic therapy to promote transplant survival and to reduce cancer metastasis: what can we learn from the eye. Semin Cell Dev Biol. , (2014).
  5. Streilein, J. W. Immune privilege as the result of local tissue barriers and immunosuppressive microenvironments. Curr Opin Immunol. 5 (3), 428-432 (1993).
  6. Streilein, J. W., Niederkorn, J. Y. Induction of anterior chamber-associated immune deviation requires an intact, functional spleen. J Exp Med. 153 (5), 1058-1067 (1981).
  7. Streilein, J. W., Yamada, J., Dana, M. R., Ksander, B. R. Anterior chamber-associated immune deviation, ocular immune privilege, and orthotopic corneal allografts. Transplant Proc. 31 (3), 1472-1475 (1999).
  8. Keeley, F. W., Morin, J. D., Vesely, S. Characterization of collagen from normal human sclera. Exp Eye Res. 39 (5), 533-542 (1984).
  9. Lee, R. E., Davison, P. F. Collagen composition and turnover in ocular tissues of the rabbit. Exp Eye Res. 32 (6), 737-745 (1981).
  10. Moses, R. A., Grodzki, W. J., Starcher, B. C., Galione, M. J. Elastin content of the scleral spur, trabecular mesh, and sclera. Invest Ophthalmol Vis Sci. 17 (8), 817-818 (1978).
  11. Foster, C. S., Sainz de la Maza, M. . The sclera. , (2012).
  12. Kiss, F. Der Blutkreislauf des Auges. Ophthalmologica. 106, 225 (1943).
  13. Ashton, N. Anatomical study of Schlemm’s canal and aqueous veins by means of neoprene casts. Part I. Aqueous veins. Br J Ophthalmol. 35 (5), 291-303 (1951).
  14. Ashton, N., Smith, R. Anatomical study of Schlemm’s canal and aqueous veins by means of neoprene casts. III. Arterial relations of Schlemm’s canal. Br J Ophthalmol. 37 (10), 577-586 (1953).
  15. Ashton, N. Anatomical study of Schlemm’s canal and aqueous veins by means of neoprene casts II. Aqueous veins. Br J Ophthalmol. 36 (5), 265-267 (1952).
  16. Hayreh, S. S., Scott, W. E. Fluorescein iris angiography. II. Disturbances in iris circulation following strabismus operation on the various recti. Arch Ophthalmol. 96 (8), 1390-1400 (1978).
  17. Virdi, P. S., Hayreh, S. S. Anterior segment ischemia after recession of various recti. An experimental study. Ophthalmology. 94 (10), 1258-1271 (1987).
  18. Bron, A. J., Easty, D. L. Fluorescein angiography of the globe and anterior segment. Trans Ophthalmol Soc U K. 90, 339-367 (1970).
  19. Ikegami, M. Fluorescein angiography of the anterior ocular segment. Part 1. Hemodynamics in the anterior ciliary vessels (author’s transl). Nihon Ganka Gakkai Zasshi. 78 (7), 371-385 (1974).
  20. Banerji, S., et al. LYVE-1, a new homologue of the CD44 glycoprotein, is a lymph-specific receptor for hyaluronan. J Cell Biol. 144 (4), 789-801 (1999).
  21. Breiteneder-Geleff, S., et al. Angiosarcomas express mixed endothelial phenotypes of blood and lymphatic capillaries: podoplanin as a specific marker for lymphatic endothelium. Am J Pathol. 154 (2), 385-394 (1999).
check_url/kr/53920?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Schlereth, S. L., Kremers, S., Cursiefen, C., Heindl, L. M. Using a Laminating Technique to Perform Confocal Microscopy of the Human Sclera. J. Vis. Exp. (111), e53920, doi:10.3791/53920 (2016).

View Video