Мышь Модель Ретинального ишемией реперфузии через Elevation внутриглазного давления
Summary
В данной статье описана процедура для индукции сетчатки травмы ишемии-реперфузии путем повышенного внутриглазного давления у мышей. Сетчатки травмы ишемии-реперфузии повышенным внутриглазным давлением служит для моделирования патологий человека, характеризуемых скомпрометированы кислорода и доставки питательных веществ в сетчатке, что позволяет исследователям изучить потенциальные клеточные механизмы и способы лечения заболеваний человека сетчатки нейрососудистое единицы.
Abstract
Ретинальная ишемия-реперфузионное (I / R) представляет собой патофизиологический процесс, способствующий разрушению клеток в нескольких глазных состояний, в том числе глаукома, диабетическая ретинопатия и сетчатки глаза закупорки сосудов. Грызун модели травмы I / R обеспечивают значительное понимание механизмов и стратегий лечения для человека I / R травмы, особенно в отношении нейродегенеративных повреждений в сетчатке нейрососудистых блока. Представленные здесь протокол для индукции сетчатки травмы I / R у мышей через возвышение внутриглазного давления (ВГД). В этом протоколе, глазное переднюю камеру канюлю с иглой, через который протекает потек повышенной солевой резервуар. С помощью этого капельного поднять ВГД выше систолического артериального давления, практикующий временно останавливает внутреннюю кровотока в сетчатке (ишемия). Когда циркуляция восстанавливается (реперфузии) путем удаления канюли, тяжелые повреждения клеток наступает, в результате чего в конечном счете, в нейродегенерации сетчатки глаза. Последние шпильких годов демонстрируют воспаление, проницаемость сосудов и капилляров вырождение в качестве дополнительных элементов этой модели. По сравнению с другими методиками сетчатки глаза I / R, такие как сетчатке артериальном перевязки, I сетчатке / травмы R повышенным ВГД дает преимущества в своей анатомической спецификой, экспериментальной сговорчивости и технической доступности, представляя себя как ценный инструмент для изучения нейронную патогенеза и терапии в сетчатки нейрососудистым блок.
Introduction
Ретинальной ишемии-реперфузии (I / R) , характеризует многие патологии человека, в том числе к сетчатке глаза глаукома, диабетическая ретинопатия и сетчатке закупорки сосудов 1. В сетчатке I / R, снижение кровотока (ишемия) в сосудистой сети сетчатки создает состояние повышенной чувствительности сетчатки глаза к кислороду и других питательных веществ, ускоряя тяжелую оксидативного и воспалительного повреждения при циркуляции впоследствии восстановлен (реперфузия) 2. Нейронная сетчатка представляется особенно уязвимы к этим изменениям, с нейродегенеративные сетчатки глаза, возможно, наиболее характерной особенностью I / R-индуцированного повреждения. Представленные здесь протокол для моделирования травмы сетчатки I / R в мышь. Этот метод позволяет исследователям изучить возможные механизмы и стратегии лечения для человека заболеваний сетчатки глаза нейрососудистых единицы.
Pioneered в 1952 году хирурги стремятся понять нейродегенеративные последствия хирургической анемии 3, Родент I ретиналь / R от повышенного внутриглазного давления (ВГД) был восстановлен в 1991 году с целью стандартизации нейродегенеративных конечных точек после ишемического инсульта 4. Использование капельного солевого резервуара для повышения ВГД выше систолического артериального давления, эти исследования показали, что под давлением глазного канюляция было достаточно, чтобы приостановить циркуляцию сетчатки глаза и тем самым инициировать дегенерацию нейронов. Более поздние попытки с использованием сетчатки глаза I / R с повышенным ВГД начали разрабатывать механизмы , лежащие в основе I / нейродегенера- 5-12 сетчатки R-индуцированной. Несколько групп сообщили дополнительные патологические изменения , включая воспаление 13,14, проницаемость сосудов 15,16 и капиллярного дегенерации 14,17. Взятые вместе, эти исследования установили сетчатки глаза травмы I / R по повышенным ВГД как модель сетчатки глаза нейрососудистых болезни в более общем плане.
Характеризуя механизмы травмы I / R имеет важное значение для изучения ваscular болезнь. Сетчатки травмы I / R с повышенным ВГД является одной из многих моделей травмы гипоксией индуцированных, в том числе I / R травмы в легких 18, сердце 19, мозг, печень 20 21, почки 22 и кишечника 23. Эти модели были первостепенное значение в продвижении нашего понимания сосудистой болезни и ее клинические средства правовой защиты. Расширяя исследование I / R процессов в тканях глаза, я сетчатке / R травмы повышенным ВГД помогает нарисовать более полную картину этих родственных условий.
Корреспондент в тесном сотрудничестве с клиническими нейродегенеративных состояний в сетчатке, I сетчатки / R травмы повышенным ВГД представляет собой ценный инструмент для исследователей, заинтересованных в изучении патогенеза ишемического. Протокол, описанный здесь, предназначен, послушной, и доступным. Он дополняется хорошо концами в дегенерации нейронов, таких как количественной оценке нейронов сетчатки, измерение толщины сетчатки и электрофизиологических гапись сетчатки функции нейронов. Эта модель доказала свою полезность в продвижении сосудисто-нервный запрос, и это показывает обещание в получении статуса в качестве основополагающего протокола в визуальном исследовании медицины.
Protocol
Representative Results
Discussion
Сетчатки I / R травмы повышенным ВГД доказала свою полезность при моделировании клеточных повреждений и дисфункции, в частности, нейродегенерации, в грызуна блоке нейрососудистых сетчатки. Эта процедура обеспечивает надежную контрольную ткань и легко доступны с точки зрения техническ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана исследовательских грантов от Национального института здоровья (EY022383 и EY022683; EJD) и гранта сердцевиной (P30EY001765), работы с изображениями и основной модуль микроскопии.
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 |
References
- Osborne, N. N., et al. Retinal ischemia: mechanisms of damage and potential therapeutic strategies. Prog Retin Eye Res. 23 (1), 91-147 (2004).
- Bonne, C., Muller, A., Villain, M. Free radicals in retinal ischemia. Gen Pharmacol. 30 (3), 275-280 (1998).
- Smith, G. G., Baird, C. D. Survival time of retinal cells when deprived of their blood supply by increased intraocular pressure. Am J Ophthalmol. 35 (5:2), 133-136 (1952).
- Buchi, E. R., Suivaizdis, I., Fu, J. Pressure-induced retinal ischemia in rats: an experimental model for quantitative study. Ophthalmologica. 203 (3), 138-147 (1991).
- Block, F., Schwarz, M. The b-wave of the electroretinogram as an index of retinal ischemia. Gen Pharmacol. 30 (3), 281-287 (1998).
- Katai, N., Yoshimura, N. Apoptotic retinal neuronal death by ischemia-reperfusion is executed by two distinct caspase family proteases. Invest Ophthalmol Vis Sci. 40 (11), 2697-2705 (1999).
- Toriu, N., et al. Lomerizine, a Ca2+ channel blocker, reduces glutamate-induced neurotoxicity and ischemia/reperfusion damage in rat retina. Exp Eye Res. 70 (4), 475-484 (2000).
- Kawai, S. I., et al. Modeling of risk factors for the degeneration of retinal ganglion cells after ischemia/reperfusion in rats: effects of age, caloric restriction, diabetes, pigmentation, and glaucoma. FASEB J. 15 (7), 1285-1287 (2001).
- Chidlow, G., Schmidt, K. G., Wood, J. P., Melena, J., Osborne, N. N. Alpha-lipoic acid protects the retina against ischemia-reperfusion. Neuropharmacology. 43 (6), 1015-1025 (2002).
- Fei, F., et al. Upregulation of Homer1a Promoted Retinal Ganglion Cell Survival After Retinal Ischemia and Reperfusion via Interacting with Erk Pathway. Cell Mol Neurobiol. , (2015).
- Xu, Z., et al. Neuroprotective role of Nrf2 for retinal ganglion cells in ischemia-reperfusion. J Neurochem. 133 (2), 233-241 (2015).
- Kim, B. J., Braun, T. A., Wordinger, R. J., Clark, A. F. Progressive morphological changes and impaired retinal function associated with temporal regulation of gene expression after retinal ischemia/reperfusion injury in mice. Mol Neurodegener. 8 (21), (2013).
- Portillo, J. A., et al. CD40 mediates retinal inflammation and neurovascular degeneration. J Immunol. 181 (12), 8719-8726 (2008).
- Wei, Y., et al. Nrf2 has a protective role against neuronal and capillary degeneration in retinal ischemia-reperfusion injury. Free Radic Biol Med. 51 (1), 216-224 (2011).
- Abcouwer, S. F., et al. Effects of ischemic preconditioning and bevacizumab on apoptosis and vascular permeability following retinal ischemia-reperfusion injury. Invest Ophthalmol Vis Sci. 51 (11), 5920-5933 (2010).
- Abcouwer, S. F., et al. Minocycline prevents retinal inflammation and vascular permeability following ischemia-reperfusion injury. J Neuroinflammation. 10 (149), (2013).
- Zheng, L., Gong, B., Hatala, D. A., Kern, T. S. Retinal ischemia and reperfusion causes capillary degeneration: similarities to diabetes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 48 (1), 361-367 (2007).
- Weyker, P. D., Webb, C. A., Kiamanesh, D., Flynn, B. C. Lung ischemia reperfusion injury: a bench-to-bedside review. Semin Cardiothorac Vasc Anesth. 17 (1), 28-43 (2013).
- Raedschelders, K., Ansley, D. M., Chen, D. D. The cellular and molecular origin of reactive oxygen species generation during myocardial ischemia and reperfusion. Pharmacol Ther. 133 (2), 230-255 (2012).
- Di, Y., et al. MicroRNAs expression and function in cerebral ischemia reperfusion injury. J Mol Neurosci. 53 (2), 242-250 (2014).
- Saidi, R. F., Kenari, S. K. Liver ischemia/reperfusion injury: an overview. J Invest Surg. 27 (6), 366-379 (2014).
- Malek, M., Nematbakhsh, M. Renal ischemia/reperfusion injury; from pathophysiology to treatment. J Renal Inj Prev. 4 (2), 20-27 (2015).
- Mallick, I. H., Yang, W., Winslet, M. C., Seifalian, A. M. Ischemia-reperfusion injury of the intestine and protective strategies against injury. Dig Dis Sci. 49 (9), 1359-1377 (2004).
- Hesketh, E. E., et al. Renal ischaemia reperfusion injury: a mouse model of injury and regeneration. J Vis Exp. (88), (2014).
- Stefansson, E., Wilson, C. A., Schoen, T., Kuwabara, T. Experimental ischemia induces cell mitosis in the adult rat retina. Invest Ophthalmol Vis Sci. 29 (7), 1050-1055 (1988).
- Honjo, M., et al. Statin inhibits leukocyte-endothelial interaction and prevents neuronal death induced by ischemia-reperfusion injury in the rat retina. Arch Ophthalmol. 120 (12), 1707-1713 (2002).
- Otori, Y., et al. Expression of c-fos and c-jun mRNA following transient retinal ischemia: an approach using ligation of the retinal central artery in the rat. Surv Ophthalmol. 42, 96-104 (1997).
- Liu, J., et al. Epac2-deficiency leads to more severe retinal swelling, glial reactivity and oxidative stress in transient middle cerebral artery occlusion induced ischemic retinopathy. Sci China Life Sci. 58 (6), 521-530 (2015).
- Zhang, Y., Zhang, Z., Yan, H. Simvastatin inhibits ischemia/reperfusion injury-induced apoptosis of retinal cells via downregulation of the tumor necrosis factor-alpha/nuclear factor-kappaB pathway. Int J Mol Med. , (2015).
- Li, B., Pang, I. H., Barnes, G., McLaughlin, M., Holt, W. A new method and device to induce transient retinal ischemia in the rat. Curr Eye Res. 24 (6), 458-464 (2002).
