Nonarteritik Anterior İskemik Optik Nöropati Kemirgen Modeli (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
Nonarteritik anterior iskemik optik nöropati (NAİON) optik sinir (ON) 1 ön kısmının fokal iskemik lezyonlardır. NAİON mekanizması intranöral ödem sonuçlanan bir kompartman sendromu olduğuna inanılmaktadır. 50 2 yaşın üzerindeki kişilerde ani optik sinir bağlı görme kaybının en sık nedenidir ve optik sinir içinde aksonlar temin kılcal damarların sıkışmasına neden olmaktadır 3..
AÇIK aslında bir merkezi sinir sistemi (MSS) yolu olduğundan, kemirgen NAİON (rNAION) modeli izole MSS beyaz cevher vuruş mekanizmaları ve yanıtları incelemek için kullanılabilir. rNAION modeli bu nedenle beyaz cevher inme ile ilgili hasar ile ilişkili pek çok sorun diseksiyon yararlı olabilir. Beyaz madde darbesi esnasmda farklı nöro-koruyucu strateji ve maddeleri değerlendirmek için de kullanılabilir.
Modelin en çekici özelliklerinden biri olmasıdırağrısız, non-invaziv prosedür. lazer gücü iskemik hasar çeşitli seviyesi sağlamak için ayarlanabilir. Bir başka özelliği de ilerici bir kılcal disfonksiyonu üreten kılcal endotel hasar lazer kaynaklı süperoksit radikalleri dayanıyor olmasıdır. Bu NAION neden mekanizmasına oldukça benzer olduğuna inanılan bu disfonksiyon ve ilerici ödem olduğunu. Araştırma doğrudan kılcal pıhtılaşma neden olmadığını göstermiştir, ancak en az iki mekanizma ile çalışır etti: süperoksit bağlı ölüm ve kılcal bazı sıyırma endotelial hücreler 4, ve aktive edilmiş B hücreleri NFkB (Nükleer Faktör kappa hafif zincir-güçlendirici interstisyuma 5 içine hücre zarları arasında sıvı geçişini arttı ile), endotel kalan kadar inflamatuar düzenleme ilişkili. optik sinir başı iskemi interstisyel sıvı birikimi sonucu yol açtığı optik sinir kılcal damarların ve sıkıştırma kapatılması. Şematik resim gösterilirŞekil 2. RNAION model hem sıçan ve fare türleri 6,7 kullanılabilen ve optik sinirin tam ama ağrısız yıkım ve retina, örneğin hafif bir lezyondan, şiddeti seviyesinde değişebilir santral retinal arter tıkanıklığı (SRAT) olarak.
Protocol
Representative Results
Discussion
Optik sinir hasarı (optik sinir ezilme 12, optik sinirin 13 ve PION 14) modelleri bir dizi varken, rNAION modeli, sıçan ve fareler hem de uyarlanabilir insancıl olduğunu. Daha yakın NAION insan klinik durumunu andırmaktadır. Bu durum uzun bir süre boyunca progresif ön optik sinir ödemi, anterior optik sinir kompartman sendromu, fokal akson iskemi, izole retina ganglion hücre akson hasarı ve kaybı içerir. Mevcut rapor, rNAION indüksiyon için uygun adımları sağlar indü…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz bu model üzerinde çalışmış birçok öğrenci ve arkadaşlarının kendi etkinliğini artırmak için, ve mekanizmalarını anlamak için teşekkür ederiz. Özel teşekkür Dr adlı kaynaklanmaktadır. Mary Johnson (Maryland Baltimore Üniversitesi), Nitza Goldenberg-Cohen (Schneiderman Çocuk Hastanesi, Petah-Tikva, İsrail), Charles Zhang (Einstein Tıp Koleji, Bronx, NY) ve Valerie TOUITOU (Hopital Salpetrie, Paris, Fransa). Bu çalışma SLB için RO1 EY015304 kısmen finanse edildi.
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 |
References
- Banik, R. Nonarteritic Anterior Ischemic Optic Neuropathy: An Update on Demographics, Clinical Presentation, Pathophysiology, Animal Models, Prognosis, and Treatment. J. Clin. Experimental Ophthalmol. 10, 1-5 (2013).
- IONDT study group. Characteristics of patients with nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy eligible for the Ischemic Optic Neuropathy Decompression Trial. Arch Ophthalmol. 114, 1366-1374 (1996).
- Tesser, R. A., Niendorf, E. R., Levin, L. A. The morphology of an infarct in nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy. Ophthalmology. 110, 2031-2035 (2003).
- Bernstein, S. L., Johnson, M. A., Miller, N. R. Nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (NAION) and its experimental models. Prog Retin Eye Res. 30, 167-187 (2011).
- Nicholson, J. D., et al. PGJ2 Provides Prolonged CNS Stroke Protection by Reducing White Matter Edema. PLoS One. 7 (12), (2012).
- Goldenberg-Cohen, N., et al. Oligodendrocyte Dysfunction Following Induction of Experimental Anterior Optic Nerve Ischemia. Invest Ophthalmol Vis Sci. 46, 2716-2725 (2005).
- Bernstein, S. L., Guo, Y., Kelman, S. E., Flower, R. W., Johnson, M. A. Functional and cellular responses in a novel rodent model of anterior ischemic optic neuropathy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 44, 4153-4162 (2003).
- Berger, A., et al. Spectral-Domain Optical Coherence Tomography of the Rodent Eye: Highlighting Layers of the Outer Retina Using Signal Averaging and Comparison with Histology. PLoS One. 9 (5), (2014).
- Huang, T. L., et al. Protective effects of systemic treatment with methylprednisolone in a rodent model of non-arteritic anterior ischemic optic neuropathy (rNAION). Exp Eye Res. 131, 69-76 (2015).
- Mantopoulos, D., et al. An Experimental Model of Optic Nerve Head Injury. Invest Ophthalmol Vis Sci. 57, 6222 (2014).
- You, Y., et al. Visual Evoked Potential Recording in a Rat Model of Experimental Optic Nerve Demyelination. J. Vis. Exp. (101), e52934 (2015).
- Templeton, J. P., Geisert, E. E. A practical approach to optic nerve crush in the mouse. Mol Vis. 18, 2147-2152 (2012).
- Magharious, M. M., D’Onofrio, P. M., Koeberle, P. D. Optic Nerve Transection: A Model of Adult Neuron Apoptosis in the Central Nervous System. J Vis Exp. (51), e2241 (2011).
- Wang, Y., et al. A Novel Rodent Model of Posterior Ischemic Optic Neuropathy. JAMA Ophthalmol. 131 (2), 194-204 (2013).
- Huang, T. L., Chang, C. H., Chang, S. W., Lin, K. H., Tsai, R. K. Efficacy of Intravitreal Injections of Antivascular Endothelial Growth Factor Agents in a Rat Model of Anterior Ischemic Optic Neuropathy. IOVS. 56, 2290-2296 (2015).
