En modell av glaukom indusert av Circumlimbal Sutur i rotter og mus
Summary
Kronisk okulær hypertensjon er indusert ved å bruke en circumlimbal Sutur i rotter og mus, fører til funksjonelle og strukturelle forringelse av netthinnen ganglieceller konsekvent med glaukom.
Abstract
Det circumlimbal suture er en teknikk for å indusere eksperimentelle glaukom i gnagere av kronisk heve intraokulært trykk (IOP), en kjent risikofaktor for glaukom. Denne protokollen demonstrerer en trinnvis veiledning på denne teknikken i lang Evans rotter og C57BL/6 mus. Under narkose brukes en “vesken-streng” Sutur på Konjunktiva, rundt ekvator og bak limbus av øyet. Andre øyet fungerer som en ubehandlet kontroll. Over varigheten av vår studie, som var en periode på 8 uker for rotter og 12 uker for mus, forble IOP opphøyet, målt regelmessig ved etterpå tonometry i bevisst dyr uten aktuell bedøvelse. I begge arter viste sutured øynene electroretinogram funksjoner samsvar med fortrinnsrett indre retinal dysfunksjon. Optical coherence tomografi viste selektiv fortynning av netthinnen nerve fiber laget. Histology av rotte netthinnen tverrsnitt funnet redusert celle tetthet i ganglion celle laget, men ingen endring i andre cellulære lag. Farging av flat-montert musen retinae med en ganglion celle spesifikk markør (RBPMS) bekreftet ganglion celle tap. Det circumlimbal suture er en enkel, minimal invasiv og kostnadseffektiv måte å indusere okulær hypertensjon som fører til ganglion celle skade både rotter og mus.
Introduction
Dyremodeller gir en viktig plattform for laboratoriet undersøkelse av mobilnettet behandler underliggende glaukom patogenesen, samt for å vurdere potensielle terapeutiske tiltak. Flere induserbart modeller er utviklet for å produsere vedvarende intraokulært trykk (IOP) høyde, viktigste risikofaktor for glaukom. Metodene som er brukt for å heve IOP omfatter: hypertonic saltvann injeksjon i episcleral vener1, laser photocoagulation av trabekulært meshwork2 eller limbal årer3og intracameral injeksjon av stoffer som Ghost røde blodlegemer4, microbeads5,6 og viskoelastiske agenter7. Begge fremgangsmåtene har sine fordeler og begrensninger.
En god modell for glaukom bør etterligne sykdommen prosessen, med minimal complication som traumer, betennelse og media tetthet. Disse komplikasjonene er ofte forbundet med fremgangsmåtene brukes å indusere IOP høyde, og kan skamme tolkning av resultatene. For eksempel har paracentesis av fremre kammer, selv når utenlandske stoffer ikke er innført, vist seg å forårsake traumer og betennelse som ikke er representative for typiske glaucomatous endre8,9. I tillegg til betydningen av unngå betennelse, forenkler opprettholde optisk klarhet i vivo bildebehandling og elektrofysiologi overvåke sykdomsprogresjon. Uklart i hvilken grad disse komplikasjonene kan påvirke sykdom undersøkelser, kan det være bedre å unngå gjennomtrengende øyet under modell Innledning. Circumlimbal Sutur tilnærming unngår penetrasjon av verden og forenkler i vivo langsgående vurdering av netthinnen struktur og funksjon. Enda viktigere, denne modellen er forskjellig fra de i sin evne til å returnere IOP til opprinnelige verdier ved fjerning av suture etter behov. IOP normalisering kan være nyttig for å studere mobilnettet og molekylære korrelerer reversible og irreversible ganglion celle skade,10,,11,,12,,13,,14.
Denne artikkelen fokuserer på teknikken for modell induksjon. Karakteristikk av retinal skade forårsaket av denne modellen i rotter og mus kan finnes andre steder nærmere15,16,17,18,19.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det circumlimbal suture er en ny modell av kronisk okulær hypertensjon. I tillegg til studiene som representant resultatene er Hentet fra16,18, blitt denne dyremodell benyttet i en rekke nyere studier15,23,24,25 ,26. Sammenligninger mellom disse tidligere rapporter viser at metoden gir repeterbare re…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet er finansiert av National Health and Medical Research Council of Australia prosjekt stipend (1046203), australsk Research Council fremtiden Fellowship (FT130100338).
Materials
| normal saline | Baxter International Inc | AHB1323 | Maintain corneal hydration during surgery |
| Chlorhexadine 0.5% | Orion Laboratories | 27411, 80085 | Disinfection of surgical instrument |
| Isoflurane 99.9% | Abbott Australasia Pty Ltd | CAS 26675-46-7 | Proprietory Name: Isoflo(TM) Inhalation anaaesthetic. Pharmaceutical-grade inhalation anesthetic mixed with oxygen gas for suture procedure |
| ocular lubricant | Alcon Laboratories | 1618611 | Proprietory Name: Genteal, ocular lubricant to keep the other eye moist |
| Needle holder (microsurgery) | World Precision Instruments | 555419NT | To hold needle during ocular surgery |
| Proxymetacaine 0.5% | Alcon Laboratories | CAS 5875-06-9 | Topical ocular analgesia |
| Scissors (microsurgery) | World Precision Instruments | 501232 | To cut excessive suture stump during ligation |
| Surgical drape | Vital Medical Supplies | GM29-612EE | Ensure sterile enviornment during surgery |
| Suture needle for rats (microsurgery) | Ninbo medical needles | 151109 | 8-0 nylon suture attached with round needle, cutting edge 3/8, dual-needle, suture length 30cm |
| Suture needle for mice (microsurgery) | Ninbo medical needles | 160905 | 10-0 nylon suture attached with round needle, cutting edge 3/8, dual-needle, suture length 30cm |
| Tweezers (microsurgery) | World Precision Instruments | 500342 | Manipulate tissues during ocular surgery |
| rebound tonometer | TONOLAB, iCare, Helsinki, Finland | TV02 | for intraocular pressure monitoring |
References
- Morrison, J. C., et al. A rat model of chronic pressure-induced optic nerve damage. Experimental Eye Research. 64 (1), 85-96 (1997).
- Feng, L., Chen, H., Suyeoka, G., Liu, X. A laser-induced mouse model of chronic ocular hypertension to characterize visual defects. Journal of Visualized Experiments. (78), (2013).
- Chiu, K., Chang, R., So, K. F. Laser-induced chronic ocular hypertension model on SD rats. Journal of Visualized Experiments. (10), 549 (2007).
- Quigley, H. A., Addicks, E. M. Chronic experimental glaucoma in primates. I. Production of elevated intraocular pressure by anterior chamber injection of autologous ghost red blood cells. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 19 (2), 126-136 (1980).
- Bunker, S., et al. Experimental glaucoma induced by ocular injection of magnetic microspheres. Journal of Visualized Experiments. (96), (2015).
- Weber, A. J., Zelenak, D. Experimental glaucoma in the primate induced by latex microspheres. Journal of Neuroscience Methods. 111 (1), 39-48 (2001).
- Moreno, M. C., et al. A new experimental model of glaucoma in rats through intracameral injections of hyaluronic acid. Experimental Eye Research. 81 (1), 71-80 (2005).
- Hoyng, P. F., Verbey, N., Thorig, L., van Haeringen, N. J. Topical prostaglandins inhibit trauma-induced inflammation in the rabbit eye. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 27 (8), 1217-1225 (1986).
- Kezic, J. M., Chrysostomou, V., Trounce, I. A., McMenamin, P. G., Crowston, J. G. Effect of anterior chamber cannulation and acute IOP elevation on retinal macrophages in the adult mouse. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (4), 3028-3036 (2013).
- Waisbourd, M., et al. Reversible structural and functional changes after intraocular pressure reduction in patients with glaucoma. Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 254 (6), 1159-1166 (2016).
- Foulsham, W. S., Fu, L., Tatham, A. J. Visual improvement following glaucoma surgery: a case report. BMC Ophthalmology. 14, 162 (2014).
- Anderson, A. J., Stainer, M. J. A control experiment for studies that show improved visual sensitivity with intraocular pressure lowering in glaucoma. Ophthalmology. 121 (10), 2028-2032 (2014).
- Ventura, L. M., Feuer, W. J., Porciatti, V. Progressive loss of retinal ganglion cell function is hindered with IOP-lowering treatment in early glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 53 (2), 659-663 (2012).
- Zhao, D., et al. ARVO abstract number 3696 – B0043. annual meeting of Association for Research in Vision and Ophthalmology, Honolulu, Hawaii, USA. , (2018).
- Liu, H. H., et al. Chronic ocular hypertension induced by circumlimbal suture in rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 56 (5), 2811-2820 (2015).
- Zhao, D., et al. Characterization of the Circumlimbal Suture Model of Chronic IOP Elevation in Mice and Assessment of Changes in Gene Expression of Stretch Sensitive Channels. Frontiers in Neuroscience. 11, 41 (2017).
- Nguyen, C. T., et al. Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats. Journal of Visualized Experiments. (113), (2016).
- Van Koeverden, A. K., He, Z., Nguyen, C. T., Vingrys, A. J., Bui, B. V. Systemic hypertension is not protective against chronic IOP elevation in a rodent model. Scientific Reports. 8 (1), 7107 (2018).
- Rodriguez, A. R., de Sevilla Muller, L. P., Brecha, N. C. The RNA binding protein RBPMS is a selective marker of ganglion cells in the mammalian retina. Journal of Comparative Neurology. 522 (6), 1411-1443 (2014).
- Aihara, M., Lindsey, J. D., Weinreb, R. N. Twenty-four-hour pattern of mouse intraocular pressure. Exp Eye Research. 77 (6), 681-686 (2003).
- Jia, L., Cepurna, W. O., Johnson, E. C., Morrison, J. C. Patterns of intraocular pressure elevation after aqueous humor outflow obstruction in rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 41 (6), 1380-1385 (2000).
- Nadal-Nicolas, F. M., Jimenez-Lopez, M., Sobrado-Calvo, P., Nieto-Lopez, L., Canovas-Martinez, I., Salinas-Navarro, M., Vidal-Sanz, M., Agudo, M. Brn3a as a marker of retinal ganglion cells: qualitative and quantitative time course studies in naive and optic nerve-injured retinas. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 50 (8), 3860-3868 (2009).
- Liu, H. H., Flanagan, J. G. A Mouse Model of Chronic Ocular Hypertension Induced by Circumlimbal Suture. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 58 (1), 353-361 (2017).
- Liu, H. H., He, Z., Nguyen, C. T., Vingrys, A. J., Bui, B. V. Reversal of functional loss in a rat model of chronic intraocular pressure elevation. Ophthalmic & Physiological Optics. 37 (1), 71-81 (2017).
- Liu, H. H., Zhang, L., Shi, M., Chen, L., Flanagan, J. G. Comparison of laser and circumlimbal suture induced elevation of intraocular pressure in albino CD-1 mice. PLoS One. 12 (11), 0189094 (2017).
- Shen, H. H., et al. Intraocular Pressure Induced Retinal Changes Identified Using Synchrotron Infrared Microscopy. PLoS One. 11 (10), 0164035 (2016).
