Le modèle Rongeur de non-artéritique neuropathie optique ischémique antérieure (de rNAION)

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

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).

Protocol

Ce protocole a été approuvé par l'Université du Maryland Comité d'utilisation des institutions de protection des animaux et (IACUC, Baltimore, MD, USA) 1. Experimental Set-up Faire une coutume conçue lentilles de contact à partir d'une qualité optique claire circulaire de 7 mm de diamètre en plexiglas, d'une épaisseur de 3 mm. Couper les lentilles circulaires avec une perceuse à colonne. Utilisez un foret standard pour rendre la courbe intérieure, et en…

Representative Results

La visualisation des lentilles de contact activé centrale de la rétine (figure 1). Le spot laser focale illumine le disque optique à l'arrière de la rétine (figure 2). La rétine induite non normale est représentée en image par une lampe à fente bio-microscope (figure 3A) et par SD-OCT (figure 3B et 3C). Lors de l' induction par laser, en l' absence de colorant est présent dans la circulation, …

Discussion

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…

Materials

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