Punktering-inducerad Iris kärlnybildning som en musmodell av Rubeosis Iridis
Summary
Iris kärlnybildning, en vanlig komplikation av ischemisk retinal sjukdom, kan leda till synhotande neovaskulära glaukom. Här beskriver vi ett murina protokoll för att inducera experimentella iris kärlnybildning som kan användas för noninvasiv utvärdering av angiogenes-modulerande ämnen.
Abstract
Vi beskriver en modell av punktering-inducerad iris kärlnybildning som en generell modell för noninvasiv utvärdering av angiogenes. Modellen är också relevanta för inriktning neovaskulära glaukom, en synhotande komplikation av diabetesretinopati. Denna metod bygger på induktion av iris vaskulär respons av en rad självtätande uveal punkteringar på BALB/c-möss och tar fördel av postpartum mognaden av mus okulär kärlsystemet. Musungar genomgå från postnatal dag 12,5, när valparna naturligtvis öppnar deras ögon, tills postnatal dag 24,5 uvealt punkteringar. På grund av insyn i hornhinnan, kan iris vaskulatur analyseras enkelt genom tiden av noninvasiv i vivo metoder. Halvtransparent iris BALB/c-möss kan dessutom vara flatmounted för detaljerade immunohistologic analys med minimal ospecifika bakgrundsfärgning. I denna modell, angiogenes drivs i huvudsak av inflammatorisk och plasminogen Aktivera system. Punktering-inducerad modellen är först att inducera iris kärlnybildning i små gnagare, och har fördelen att direkt noninvasiv i vivo analys av angiogena processen. Modellen kan dessutom kombineras med angiogena modulerande ämnen, vilket understryker dess potential i studien av angiogenes med ett in-vivo -perspektiv.
Introduction
Iris, ciliarkroppen och åderhinnan, består av Uveaen, som är den mest vaskulariserad vävnaden i ögat. Iris kärlsystemet är nödvändigt att upprätthålla homeostas i främre kammaren i ögat. Till följd av riklig anastomotic anslutningar mellan artärer och vener ge iris blodkärl näring och syretillförseln inte bara på Iris själv, utan till hela främre segmentet av ögat1.
Bildandet av nya blodkärl eller angiogenes från redan befintliga, är grundläggande i fysiologiska processer, såsom utveckling och sårläkning2. Angiogenes är fint reglerad av en mängd kanoniska faktorer, såsom vaskulär endotelial tillväxtfaktor (VEGF) och plasminogen aktivator inhibitor (PAI), samt flera inflammatoriska faktorer, och en obalans av dessa faktorer kan leda till patologisk angiogenes3.
I ögat är kärlnybildning orsaken till synhotande sjukdomar, såsom proliferativ diabetesretinopati (PDR) och neovaskulära glaukom (NVG). I dessa ögonsjukdomar, den fokala kärlnybildning ligger vanligen i näthinnans vävnader, men obalansen i inflammatoriska och angiogena i båda bakre och främre okulär kamrarna i ögat har associerats med rubeosis iridis, den klinisk term för iris patologiska neoangiogenesis4. Dessa patologier ange vuxen iris förmåga att genomgå angiogenes. Hos möss, okulär kärlsystemet är omogna efter födseln och fortsätter mognad postpartum. Denna egenhet av utveckling utnyttjas i musmodell av syre-inducerad retinopati, en modell som nära härmar retinopati på grund av prematuritet5kliniska tillstånd. Dessutom angiogenes och inflammation spelar en central roll i sårläkning mekanismer6och sårläkning själv har associerats med angiogenes modeller7.
I denna studie beskriver vi en modell av punktering-inducerad iris kärlnybildning. Uveal punkteringar utförs nära den yttre gränsen för limbus, som framkalla iris kärlnybildning genom att utlösa den sårläkning system. På grund av insyn i hornhinnan, iris vaskulatur kan analyseras enkelt i vivo av noninvasiva metoder. Punkterad ögon presenterar en ökning av vaskulär säng i iris, som har förknippats med en ökning av plasminogen aktivering och inflammatoriska markörer8. Den presenterade modellen har stor potential som ett nytt verktyg att studera angiogenes och screening angiogena föreningar, och tillåter direkt i vivo visualisering av angiogena processer.
Protocol
Representative Results
Discussion
I detta protokoll presenteras en ny metod för induktion av iris vaskulär respons av uveal punktering. Punkteringen utlöser såret läkande mekanismer och främjar vaskulär svaren i iris10,11. Detta är i samförstånd med okulär sjukdomar, såsom PDR och NVG, där förvärras angiogena svaren från näthinnan i bakre segmentet av ögat kulminera i tillståndet rubeosis iridis, en ökad vaskularisering av iris12 ,<sup class…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna tackar Linnea Tankred och Diana Rydholm för djurhållning.
Materials
| Bonn eye scissors | Bausch & Lomb | 23060 | |
| Clayman-Vannas curved scissors | Bausch & Lomb | E3383 C | |
| Clayman-Vannas straight scissors | Bausch & Lomb | E3383 S | |
| Objective adapter for camera | Handcrafted | N/A | Or any system that allows adapting a camera to the microscope |
| Heating Pad 100-110 watts | Non Applicable | N/A | Available in pet/veterinarian stores |
| Hypodermic 30g beveled needle | KDM GmBH germany | 911914 | |
| Iphone 4S | Apple | Non Applicable | Or other high resolution image acquistion device |
| Isoflurane | Baxter | KDG 9623 | |
| McPherson tying forceps | Bausch & Lomb | E1815 S | |
| Micro tying forceps | Bausch & Lomb | 63140 | |
| Minims tetracaine hydrochloride | Bausch & Lomb | N/A | 1 % (w/v) Eye Drops |
| Neutral-buffered formalin | Bioreagens | 0018-40 | |
| Normal saline solution | Fresenius Kabi | 210352 | 0.9 % (w/v) NaCl in injectable water |
| Phosphate-buffered saline | ThermoFisher Scientific | 10010023 | Balanced and buffered PBS pH 7.4 |
| Petri dish 10 cm | Starstedt | 83.3902 | |
| Petri dish 3 cm | Starstedt | 83.3900 | |
| Safe Seal Tube 2.0 mL | Starstedt | 72.685.200 | Or any eppendorf style tubes |
| TC plate 96-well | Starstedt | 83.3924 | |
| Transfer pipette 3.5 mL | Starstedt | 86.1171 | Or any other Pasteur pipette style |
| Univentor 400 anesthesia unit | Univentor Limited | N/A | Or equivalent flow regulator with induction chamber and mask for volatile anesthesia |
| Wild M650 surgical microscope | Wild Heerbrugg | N/A | Or other surgical or magnifying stereoscope |
References
- Morrison, J. C., Van Buskirk, E. M. Anterior collateral circulation in the primate eye. Ophthalmology. 90 (6), 707-715 (1983).
- Dreyfuss, J. L., Giordano, R. J., Regatieri, C. V. Ocular Angiogenesis. J Ophthalmol. 2015, 892043 (2015).
- Breuss, J. M., Uhrin, P. VEGF-initiated angiogenesis and the uPA/uPAR system. Cell Adh Migr. 6 (6), 535-615 (2012).
- Rodrigues, G. B., et al. Neovascular glaucoma: a review. Int J Retina Vitreous. 2, 26 (2016).
- Stahl, A., et al. The mouse retina as an angiogenesis model. Invest Ophth Vis Sci. 51 (6), 2813-2826 (2010).
- DiPietro, L. A. Angiogenesis and wound repair: when enough is enough. J Leukocy Biol. 100 (5), 979-984 (2016).
- Eming, S., Brachvogel, B., Odorisio, T., Koch, M. Regulation of angiogenesis: Wound healing as a model. Prog Histochem Cytoc. 42 (3), 115-170 (2007).
- Beaujean, O., Locri, F., Aronsson, M., Kvanta, A., André, H. A novel in vivo model of puncture-induced iris neovascularization. PloS One. 12 (6), e0180235 (2017).
- Zudaire, E., Gambardella, L., Kurcz, C., Vermeren, S. A Computational Tool for Quantitative Analysis of Vascular Networks. PloS One. 6 (11), (2011).
- Dorrell, M., Uusitalo-Jarvinen, H., Aguilar, E., Friedlander, M. Ocular neovascularization: basic mechanisms and therapeutic advances. Surv Ophthalmol. 52 Suppl 1, S3-S19 (2007).
- Kvanta, A. Ocular angiogenesis: the role of growth factors. Acta Ophthalmol. 84 (3), 282-288 (2006).
- Salman, A. G. Intrasilicone Bevacizumab Injection for Iris Neovascularization after Vitrectomy for Proliferative Diabetic Retinopathy. Ophthalmic Res. 49 (1), 20-24 (2013).
- Jeong, Y. C., Hwang, Y. H. Etiology and Features of Eyes with Rubeosis Iridis among Korean Patients: A Population-Based Single Center Study. PloS One. 11 (8), e0160662 (2016).
- Speier, S., Nyqvist, D., Köhler, M., Caicedo, A., Leibiger, I. B., Berggren, P. -. O. Noninvasive high-resolution in vivo imaging of cell biology in the anterior chamber of the mouse eye. Nat Protoc. 3 (8), 1278-1286 (2008).
- Stefansson, E., Landers, M. B., Wolbarsht, M. L., Klintworth, G. K. Neovascularization of the Iris – an Experimental-Model in Cats. Invest Ophth Vis Sci. 25 (3), 361-364 (1984).
- Nork, T. M., Tso, M., Duvall, J., Hayreh, S. S. Cellular Mechanisms of Iris Neovascularization Secondary to Retinal Vein Occlusion. Arch Ophthalmol-Chic. 107 (4), 581-586 (1989).
- Hjelmeland, L. M., Stewart, M. W., Li, J. W., Toth, C. A., Burns, M. S., Landers, M. B. An Experimental-Model of Ectropion Uveae and Iris Neovascularization in the Cat. Invest Ophth Vis Sci. 33 (5), 1796-1803 (1992).
- Tolentino, M. J., Miller, J. W., Gragoudas, E. S., Chatzistefanou, K., Ferrara, N., Adamis, A. P. Vascular endothelial growth factor is sufficient to produce iris neovascularization and neovascular glaucoma in a nonhuman primate. Arch Ophthalmol-Chic. 114 (8), 964-970 (1996).
- Paula, J. S., et al. Rabbit Rubeosis Iridis Induced by Intravitreal Latex-derived Angiogenic Fraction. Curr Eye Res. 36 (9), 857-859 (2011).
- Takei, A., Ekström, M., et al. Gene Transfer of Prolyl Hydroxylase Domain 2 Inhibits Hypoxia-inducible Angiogenesis in a Model of Choroidal Neovascularization. Sci Rep. 7, 42546 (2017).
