The following report describes how to replicate the rodent model of nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (rNAION), using the appropriate dye, contact lens and laser parameters. We also reveal the appropriate steps for evaluating the rNAION lesion in vivo.
Nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (NAION) is a focal ischemic lesion of the optic nerve that affects 1/700 individuals throughout their lifetime. NAION results in optic nerve edema, selective loss of the retinal ganglion cell neurons (RGCs) and atrophy of the optic nerve. A rodent model of NAION that expresses most NAION features and sequelae has been developed, which is applicable to both rats and mice. This model utilizes a focal laser application of 532 nm wavelength to illuminate a photoactive dye, Rose Bengal (RB), to cause capillary damage and leakage at the targeted anterior optic nerve (the laminar region). After rNAION induction, there is an early optic nerve ischemia, optic nerve edema, and intraneural inflammation, followed by selective RGC and axonal loss. Since the optic nerve is a CNS white matter tract, the rNAION model is applicable to mechanistic studies of selective white matter ischemia, as well as neuroprotective analyses and short and long-term mechanisms of glial and neuronal response to ischemia.
Antérieure non – artéritique neuropathie optique ischémique (NOIAN) est une lésion ischémique focal de la partie antérieure du nerf optique (ON) 1. NOIAN est la cause la plus fréquente de soudaine nerf optique perte de vision liée chez les personnes âgées de plus de 50 2. Le mécanisme est considéré comme un syndrome du compartiment qui se traduit par un œdème intraneurale, et provoque une compression des capillaires alimentant les axones dans le nerf optique 3.
Depuis l'ON est en fait un système nerveux (CNS) tractus central, le NOIAN rongeur (rNAION) modèle peut être utilisé pour étudier les mécanismes et les réponses aux isolés du SNC substance blanche coups. Le modèle rNAION peut donc être utile à disséquer de nombreux problèmes associés à l'AVC dommages liés à la substance blanche. Il peut être utilisé pour évaluer les différentes stratégies et agents neuroprotecteurs en blanc coup de matière.
L'une des caractéristiques les plus attrayantes du modèle est qu'il est, Une procédure non invasive indolore. La puissance du laser peut être ajusté pour produire divers degrés d'altération ischémique. Une autre caractéristique est qu'il repose sur les radicaux superoxydes laser induit endommager l'endothélium capillaire, produisant un dysfonctionnement capillaire progressive. Il est ce dysfonctionnement et progressive oedème qui est censé être remarquablement similaire au mécanisme qui provoque NOIAN. La recherche a montré qu'il ne provoque pas la coagulation capillaire directe, mais fonctionne à travers au moins deux mécanismes: superoxyde mort induite et le décapage d'une partie du capillaire des cellules endothéliales 4 et NFkB (facteur nucléaire kappa-chaîne légère-activateur des cellules B activées ) associée à la régulation inflammatoire dans l' endothélium restante, avec une augmentation du transport du fluide à travers les membranes cellulaires dans l'interstitium 5. La fermeture des capillaires du nerf optique et la compression causées par la suite de l'accumulation de liquide interstitiel dans la tête du nerf optique ischémie. Une image schématique est représenté dansLa figure 2. Le modèle rNAION peut être utilisé dans les deux espèces de rats et de souris 6,7, et on peut faire varier le niveau de sa gravité, d'une lésion bénigne à une destruction complète, mais sans douleur du nerf optique et la rétine, par exemple comme l'occlusion de l'artère centrale de la rétine (CRAO).
Bien qu'il existe un certain nombre de modèles de lésions du nerf optique (optique écrasement du nerf 12, section du nerf optique 13, et PION 14), le modèle de rNAION est humain, adaptable à des rats et des souris. Il ressemble plus à l'état clinique humain de NOIAN. Cette condition comprend antérieure progressive du nerf optique œdème, un syndrome du compartiment de nerf optique antérieure, l'ischémie focale axonale, isolé cellules ganglionnaires de la rétine d…
The authors have nothing to disclose.
Nous remercions les nombreux étudiants et stagiaires qui ont travaillé sur ce modèle pour améliorer son efficacité, et de comprendre ses mécanismes. Des remerciements spéciaux sont dus au Dr de. Mary Johnson (University of Maryland-Baltimore), Nitza Goldenberg-Cohen (Hôpital Schneiderman enfants, Petah-Tikva, Israël), Charles Zhang (Einstein Medical College, Bronx, NY), et Valérie Touitou (Hopital Salpetrie, Paris, France). Cette étude a été financée en partie par RO1 EY015304 au SLB.
50mW 532nm laser | Iridex | Standard Ophthalmic Laser | |
0-100mW 532nm laser | Laserglow technologies | Substitute for iridex | |
Laser slit lamp adapter | Iridex | SMA coupled adapter for laser output | |
Cpherent Fieldmate laser meter with thermopile sensor | Coherent | others also appropriate | |
Ophthalmic Examing Slit lamp biomicroscope | VArious | Haag-Streit is the best; cheaper versions available on ebay | |
Rose Bengal | Sigma | 330000-1G | Photoinducing agent |
Fundus Contact lens or glass cover slip | custom/Cantor and Nissel (UK) | Custom designed planoconvex plastic lens for eye exam and induction | |
Tropicamide 1% | |||
Tamiya polishing compound | Tamiya, INC | 87068 | polishing contact lens |
2.5% Hypromellose (Goniovisc)/1% Methycellulose | HUB Pharmaceuticals | contact lens coupling agent | |
2.5% Neosynephrine Ophthalmic drops | Alcon labs | pupil dilating agent | |
Tropicamide 1% | Alcon labs | pupil dilating agent | |
0.5% Proparacaine | Alcon labs | topical Anesthetic | |
30ga fused needle insulin syringe | Various | Various | for intravenous injection of rose bengal |
Ophthamic Antibiotic ointment with dexamethasone added (Triple antibiotic ointment) | Various | Various | Apply after induciton to minimize corneal scarring |
Heidelberg Corporation Spectral domain-Optical Coherence Tomograph | Heidelberg Corportion | For Optical coherence measurements baseline and post-induction; not essential for induction |