Un modèle de souris de Retinal Ischémie-reperfusion Grâce à une élévation de la pression intraoculaire

Summary

Cet article décrit un procédé d'induction de la rétine lésion d'ischémie-reperfusion par une pression intra-oculaire élevée chez les souris. Rétinal lésion d'ischémie-reperfusion par une pression intra-oculaire élevée permet de modéliser des pathologies humaines caractérisées par l'oxygène compromise et la fourniture des nutriments dans la rétine, ce qui permet aux chercheurs d'étudier les mécanismes cellulaires et des traitements potentiels pour des maladies humaines de l'unité neuro-vasculaire rétinien.

Abstract

Retinal ischémie-reperfusion (I / R) est un processus physiopathologique contribuant à des dommages cellulaires dans plusieurs affections oculaires, y compris le glaucome, la rétinopathie diabétique et les occlusions vasculaires rétiniennes. modèles murins de I / R blessures fournissent des idées importantes dans les mécanismes et les stratégies de traitement pour I blessures / R humain, en particulier en ce qui concerne les dommages neurodégénérative dans l'unité neurovasculaire rétinienne. Présenté ici est un protocole pour induire rétinienne I / R blessures chez les souris par élévation de la pression intraoculaire (PIO). Dans ce protocole, la chambre antérieure oculaire est canulée avec une aiguille, à travers laquelle coule le goutte à goutte d'un réservoir de solution saline élevée. L'utilisation de cette goutte à goutte pour élever la PIO au-dessus de la pression artérielle systolique artérielle, un praticien arrête temporairement le flux sanguin rétinien interne (ischémie). Lorsque la circulation est rétablie (reperfusion), par le retrait de la canule, de graves dommages cellulaires ensuive, ce qui entraîne en fin de compte dans la neurodégénérescence de la rétine. stud récentes démontrent l'inflammation, la perméabilité vasculaire, et la dégénérescence des capillaires comme des éléments supplémentaires de ce modèle. Par rapport aux méthodes I / R rétiniennes alternatives, telles que la ligature artérielle rétinienne, rétinienne I / R blessures par PIO élevée offre des avantages dans sa spécificité anatomique, tractability expérimentale, et l'accessibilité technique, se présentant comme un outil précieux pour l'examen de la pathogenèse et le traitement neuronal dans l'unité neuro-vasculaire rétinien.

Introduction

Rétinal ischémie-reperfusion (I / R) caractérise de nombreuses pathologies rétiniennes humaines, y compris le glaucome, la rétinopathie diabétique et les occlusions vasculaires rétiniennes ^1. Dans rétinienne I / R, réduction du flux sanguin (ischémie) dans la vascularisation rétinienne crée un état ​​d'hypersensibilité rétinienne à l' oxygène et d' autres nutriments, précipitant oxydatif sévère et lésions inflammatoires lorsque la circulation est ensuite rétablie (reperfusion) ^2. La rétine neurale apparaît particulièrement vulnérable à ces changements, avec la neurodégénérescence rétinienne étant peut-être le trait le plus saillant de dommages I / R-induite. Présenté ici est un protocole pour la modélisation des blessures rétinienne I / R chez la souris. Cette technique permet aux chercheurs d'examiner les mécanismes potentiels et les stratégies de traitement pour les maladies humaines de l'unité neurovasculaire rétinienne.

Introduite en 1952 par les chirurgiens qui cherchent à comprendre les conséquences neurodégénératives de l' anémie chirurgicale ^3, rodent rétinienne I / R par élévation de la pression intraoculaire (PIO) a été rétablie en 1991 dans le but de normaliser les paramètres neurodégénératives après lésion ischémique ^4. En utilisant le goutte à goutte d'un réservoir de solution saline pour augmenter IOP au-dessus de la pression artérielle systolique, ces études ont démontré que la canulation oculaire sous pression était suffisante pour suspendre la circulation rétinienne et d'initier ainsi la dégénérescence neuronale. Des efforts plus récents utilisant rétinienne I / R par PIO élevée ont commencé à élaborer les mécanismes sous – jacents I / induite par R-neurodégénérescence rétinienne ^5-12. Plusieurs groupes ont rapporté des changements pathologiques supplémentaires , y compris l' inflammation ^{13,14, 15,16} perméabilité vasculaire et capillaire dégénérescence ^14,17. Pris ensemble, ces études ont établi rétinien I / R blessure par une PIO élevée en tant que modèle de la maladie neuro-vasculaire de la rétine de façon plus générale.

Caractériser les mécanismes de I / R blessures est essentielle pour l'étude de vamaladie scular. Retinal I / R blessures par une PIO élevée est l' un des nombreux modèles de lésion induite par l' hypoxie, y compris les blessures I / R dans le poumon ^18, le cœur, le cerveau ^{19 20,} le foie, les reins ^{21 22,} et de l' intestin ^23. Ces modèles ont été primordiale dans l'avancement de notre compréhension de la maladie vasculaire et ses remèdes cliniques. En étendant l'étude des processus I / R aux tissus oculaires, rétinienne I / R blessures en PIO élevée contribue à brosser un tableau plus complet de ces conditions connexes.

Correspondant étroitement avec les conditions cliniques neurodégénératives dans la rétine, la rétine I / R blessures par PIO élevée présente un outil précieux pour les chercheurs intéressés à explorer la pathogénie ischémique. Le protocole décrit ici est ciblé, traitable, et accessible. Il est bien complété par points de terminaison dans la dégénérescence neuronale, comme la quantification des neurones de la rétine, la mesure de l'épaisseur rétinienne, et r électrophysiologiquenregistrement de la fonction des neurones de la rétine. Ce modèle a prouvé son utilité dans l'avancement de l'enquête neurovasculaire, et il montre la promesse de gagner le statut en tant que protocole fondamental dans la recherche en médecine visuelle.

Protocol

Déclaration éthique: Toutes les procédures ont été effectuées en conformité avec les lignes directrices énoncées par le Comité institutionnel de protection et de l'utilisation des animaux de l'Université Johns Hopkins. Nota: Les souris utilisées pendant le tournage sont C57BL / 6 de Jackson, bien que d'autres souches ou espèces de rongeurs peuvent également être utilisés. Lors de l'utilisation d'autres souches ou espèces, il faut savoir que des doses d&#3…

Representative Results

Les effets neurodégénératifs de la rétine I / R par PIO élevée sont généralement évalués en utilisant deux approches standard. NeuN immunomarquage des noyaux neuronaux a révélé une perte de cellules neuronales significative après I / R insulte (Figure 1). En bref, les yeux énucléés 7 jours après I / R ont été fixés dans le paraformaldehyde, étiqueté avec le marqueur des cellules neuronales NeuN, et toute-monté. Les images ont été capturées en u…

Discussion

Retinal I / R blessures par une PIO élevée a prouvé son utilité dans la modélisation des dommages cellulaires et le dysfonctionnement, en particulier la neurodégénérescence, dans l'unité neurovasculaire rétinienne rongeur. Cette procédure fournit un tissu de commande robuste et est facilement accessible en termes de sophistication technique. Il a été noté dans ce domaine et d' autres modèles de blessures I / R que l' augmentation de la pression et la durée de l' ischémie peut augmenter l…

Materials

Heparin Sodium Injection, USP	Abraxis Pharmaceutical Products		1000 USP/mL
BSS Sterile Irrigating Solution	Alcon Laboratories, Inc.	9007754-0212	500 mL
SC-2kg Digital Pocket Scale	American Weigh Scales, Inc.	SC-2kg
Tropicamide Ophthalmic Solution USP 1%	Bausch + Lomb		1% (10 mg/mL)
Proparacaine Hydrochloride Ophthalmic Solution USP, 0.5%	Bausch + Lomb		0.5% (5 mg/mL)
INTRAMEDIC Polyethylene Tubing	Becton Dickinson and Company	427400	Inner diameter: 427400
30G1/2 PrecisionGlide Needles	Benton Dickinson and Company	305106
BC 1mL TB Syringe, Slim Tip with Intradermal Bevel Needle, 26G x 3/8	Benton Dickinson and Company	309625
BD 60mL Syringe Luer-Lok Tip	Benton Dickinson and Company	309653
Zeiss OPMI Visu 200/S8 Microscope	Carl Zeiss AG	000000-1179-101
Sterile Syringe Filter	Corning Inc.	CLS431224	0.20 µm
Durasorb Underpads	Covidien	1038	23 x 24 inches
Alcohol Prep	Covidien	6818	2 Ply, Medium
Student Dumont #5 Forceps	Fine Science Tools	91150-20
Hartman Hemostats	Fine Science Tools	13002-10
Primary Set, Macrobore, Prepierced Y-Site, 80 Inch	Hospira	12672-28
Phosphate Buffered Saline pH 7.4 (1X)	Invitrogen	10010-049	500 mL
Distilled water	Invitrogen	15230-204	500 mL
C57BL/6J Mice	The Jackson Laboratory	664
AnaSed Injection: Xylazine Sterile Solution	LLOYD, Inc.		20 mg/mL
Lubricating Jelly, Water Soluble Bacteriostatic	MediChoice		3-Gram Packet
NAMIC Angiographic Pressure Monitoring Manifold	Navilyst Medical, Inc.	70039355	5-Valve Manifold with Seven Female Ports
Goniosoft, Hypromellose 2.5% Ophthalmic Demulcent Solution: Hydroxypropyl Methylcellulose	OCuSOFT, Inc.		2.5% (25 mg/mL)
Ketaset CIII: Ketamine Hydrochloride	Pfizer, Inc.		100 mg/mL
Trans-Pal I.V. Stand	Pryor Products	372	Furnished with a home-constructed 60-cm stainless steel extension
Acepromazine: Acepromazine Maleate Injection, USP	Vet One		10 mg/mL
V-Top Surgery Table/Adjustable Hydraulic	VSSI	100-4041-21
Tube Fitting Luer Male to Luer Male	Warner Instruments	64-1579