도구로 아데노 관련 바이러스를 사용하여 질병 망막 장벽을 연구하는
Summary
To investigate the blood-retinal barrier permeability and the inner limiting membrane integrity in animal models of retinal disease, we used several adeno-associated virus (AAV) variants as tools to label retinal neurons and glia. Virus mediated reporter gene expression is then used as an indicator of retinal barrier permeability.
Abstract
뮐러 세포는 망막의 주요 신경교 세포이다. 최종 – 피트는 외측 및 내측 제한 멤브레인 (ILM)에서 망막의 한계를 형성하고, 성상 세포, 외막 세포 및 내피 세포와 함께 이들은 혈액 망막 장벽 (BRB)을 확립한다. ILM은 망막과 유리체 사이에 조직 학적 경계를 정의하는 기저막 역할을하면서 BRB는 혈류와 망막 사이의 물질 이동을 제한합니다. 뮐러 세포 레이블링이 세포는 BRB와 ILM의 중요한 부분으로, 망막 장벽의 물리적 상태를 연구하는 것이 특히 관련이있다. BRB와 ILM 모두 자주 망막 질환에서 변경 및 질병 증상에 대한 책임이 있습니다.
이러한 에반스 블루 분석 또는 형광 안저 촬영 등의 BRB의 무결성을 연구하는 몇 가지 잘 확립 된 방법이있다. 그러나 이러한 방법들은 BRB 투과도 (T)의 범위에 대한 정보를 제공하지 않는다나노 미터 범위의 더 큰 분자, O. 또한, 그들은 같은 ILM 다른 망막 장벽의 상태에 대한 정보는 제공하지 않는다. 망막 ILM과 함께 BRB 투과성을 연구하기 위해, 우리는 질병 상태의 ILM과 세포 외 기질 단백질의 상태를 나타내는 동안 큰 분자 BRB의 투과성에 대한 정보를 제공 AAV 기반의 방법을 사용했다. 두 AAV 변종은 연구에 유용 : AAV5 및 ShH10. AAV5은 광 수용체에 대한 자연적인 굴곡 운동이 있지만 ILM이 손상되지 않은 경우 (야생 형 망막에 즉,) 유리체에 투여시는 외부 망막에 걸쳐 얻을 수 없습니다. ShH10는 신경 교세포 대한 강한 향성을 가지고 있으며, 선택적으로 건강하고 병에 걸린 망막 모두에서 뮐러 아교 세포 레이블을 것입니다. ShH10는 ILM이 손상되어 망막에보다 효율적인 유전자 전달을 제공합니다. 면역 조직 화학 및 혈액 DNA 분석과 함께 이러한 바이러스 도구는 질병 망막 장벽의 상태에 빛을 흘렸다.
Introduction
뮐러 세포는 망막의 폐해 주요 성분이다. 형태 학적으로, 이들은, 유리체와 접촉하는 반경 방향 및 망막 endfeet을 스팬 ILM 후자의 비밀 컴포넌트를 직면한다. ILM는 약 10 가지 세포 외 기질 단백질 (라미닌, 아 그린, perlecan, nidogen 콜라겐 여러 헤파린 설페이트 프로테오글리칸)로 이루어지는 기저막이다. 개발하는 동안, 그 존재는 신경절 세포 1-3의 망막 histogenesis, 시신경 축삭의 탐색 및 생존을위한 필수적이다. 그러나, ILM 성인 망막 본질적인이고 수술 사 망막 손상시키지 않고 특정 병리에서 제거 될 수있다. 유전자 치료에있어서, 상기 멤브레인 주입술 5 AAVs를 이용한 망막의 효율적인 전달을위한 물리적 장벽이된다.
그들의 프로세스의 광범위한 arborization을 통해 뮐러 세포 영양 및 규제 suppo을 제공RT 망막 신경 세포와 혈관 세포 모두에. 뮐러 세포도 BRB (6)의 형성과 유지에, 망막 항상성의 조절에 관여한다. 꽉 접합 망막 모세 혈관 내피 세포 사이에, 뮐러 세포, 성상 세포와 혈관 주위 세포는 BRB를 형성한다. BRB는 당뇨 망막 병증, 망막 정맥 폐쇄 및 호흡기 질환 등 retina.In 많은 질병에 들어가는 특정 물질을 방지, 망막의 저산소증은 BRB 7-9을 통해 누출이 발생합니다. 이 파열은 vasogenic 부종, 망막 박리와 망막 손상으로 이어지는 혈관 투과성의 증가와 연관되어있다.
뮐러 세포와 밀접 모두 BRB ILM 무결성에 중요한 역할을하고, 혈관 기저막과 연관된다. 따라서, 뮐러 아교 세포의 레이블을 다음 망막 장벽의 물리적 상태의 연구에 특히 관련이있다.
고전적인아군, BRB 투과성 혈장 알부민 비공유 결합 에반스 청색 염료의 전신 주입 이루어진 에반스 블루 분석법을 이용하여 측정된다. 상기 분석은 망막 혈관 (10) (프로토콜 섹션 5 참조)에서 알부민 누설 (중간 크기의 단백질, ~ 66 kDa의)을 측정한다. 또한, 혈관 누출 형광의 누설 증명 형광 망막 혈관 조영술에 의해 가시화 될 수있다 (작은 분자 ~ 359 다; 프로토콜 제 6 장 참조) 11. 그럼에도 불구하고, 두 방법은 작은 분자와 단백질에 BRB 투과성의 평가를 할 수 있지만 ILM의 무결성에 대한 정보를 제공하지 않습니다.
따라서, BRB 투과성 공부, 우리는 큰 분자 (예를 들어, AAV 입자, 25 nm의 직경)에 BRB 투과성에 대한 정보를 제공 AAV 기반 방법을 사용 하였다. 사실, 우리의 방법은 그 제안하는 혈액에 AAV 전이 유전자의 존재를 감지 할 수 있습니다 ~ 25 nm의 직경 입자 것혈류로 침투 할 수 있습니다. 이 방법은 또한, 병리 적 상태의 ILM 및 세포 외 기질 단백질의 구조에 대한 정보를 제공한다. 두 AAV 변종은 연구에 유용 : AAV5 및 ShH10. Subretinally 주입, AAV5은 광 수용체와 망막 색소 상피 (12)에 대한 자연적인 굴곡 운동이 있지만 그대로 ILM 5,13 야생 형 망막의 유리체에 투여시는 외부 망막에 걸쳐 얻을 수 없습니다. ShH10 특별히 신경 세포 (14, 15)을 통해 아교 세포를 대상으로 설계되었습니다 AAV의 변종이다. ShH10 선택적으로 손상된 장벽 (16)와 망막의 효율성 향상과 건강하고 병에 걸린 망막 모두에서 뮐러 세포 레이블. immuhistochemistry 및 혈액 DNA 분석과 결합 된 이러한 바이러스 도구 망막 장벽의 상태 및 질환에서의 관여 (도 1)에 대한 정보를 제공한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
BRB는 혈액과 망막 사이 분자의 교환을 제어한다. 그 내역은 당뇨병 성 망막증 또는 연령 – 관련 황반 변성 (AMD)과 같은 다양한 질병과 연관된다. 우리는 최근에 투과 BRB를 표시하는 디스트로핀 넉 아웃 (knock-out) 마우스에, 망막은 아데노 관련 바이러스 성 벡터 (AAV)에 의해 매개 유전자 전달에 더 관대하게 보여 주었다. 그러나, BRB 투자율 AAV 입자에도 불구하고 안구 내이 모델의 안구 구획에 국한 유…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank the imaging platform of the Institut de la Vision. We acknowledge the French Muscular Dystrophy Association (AFM) for a PhD fellowship to O.V. and Allergan INC. This work performed in the frame of the LABEX LIFESENSES [reference ANR-10-LABX-65] was supported by French state funds managed by the ANR. We thank Peggy Barbe, and Mélissa Desrosiers for technical assistance with AAV preparations. We are grateful to Stéphane Fouquet for excellent technical assistance in confocal microscopy and his expert input with the interpretation of the results.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| C57BL6J mice strain | JANVIER LABS | mice | |
| Ketamine 500 | Virbac France | anesthetic | |
| Xylazine Rompun 2% | Bayer Healthcare | anesthetic | |
| Neosynephrine 5% Faure | Europhta | dilatant | |
| Mydriaticum 0,5% | Thea | dilatant | |
| Sterdex | Novartis | anti-inflammatory | |
| Cryomatrix embedding resin | Thermo Scientific | 6769006 | |
| Superfrost Plus Adhesion Slides | Thermo Scientific | 10143352 | slides |
| anti-laminin | Sigma | L9393 | antibody |
| anti-rhodopsin clone 4D2 | Millipore | MABN15 | antibody |
| anti-glutamine synthetase clone GS-6 | Millipore | MAB302 | antibody |
| Anti-Glial Fibrillary Acidic Protein | Dako | 334 | antibody |
| PNA Lectin | Invitrogen | L32459 | probe |
| Alexa fluor conjugated secondary antibodies | Invitrogen | antibody | |
| Fluorsave reagent | Calbiochem | 345789 | mounting medium |
| QIAmp DNA Micro Kit | QIAGEN | 56304 | |
| GoTaq DNA polymerase | Promega | M3001 | |
| Evans Blue dye | Sigma | E2129 | dye |
| 5 µm filter | Millipore | ||
| Sodium Citrate | Sigma | S1804 | |
| Citric acid | Sigma | C1909-2.5KG | |
| Formamide spectrophotometric | Sigma | 295876-2L | |
| Fluorescein | Sigma | F2456 | dye |
| Micron III | Phoenix Research Labs | Microscopy system based on 3-CCD color camera, frame grabber, and off-the-shelf software enables researchers to image mouse retinas. | |
| Insulin Syringes | Terumo | SS30M3109 | |
| Syringe 10 µl Hamilton | Dutscher | 74487 | Seringue 1701 |
| Needle RN G33, 25 mm, PST 2 | Fisher Scientific | 11530332 | Intravitreal Injection |
| UltraMicroPump UMP3 | World Precision Instruments | UMP3 | Versatile injector uses microsyringes to deliver picoliter volumes |
| UltraMicroPump (UMP3) (one) with SYS-Micro4 Controller | UMP3-1 | Digital controller | |
| Binocular magnifier SZ76 | ADVILAB | ADV-76B2 | Zoom 0.66 x 5 x LEDs with stand epi and dia / Retinas dissection |
| Spring scissors straight – 8,5cm | Bionic France S.a.r.l | 15003-08 | Retinas dissection |
| Micro-ciseaux de Vannas courbe | 15004-08 | ||
| Pince Dumont 5 | 11254-20 | ||
| Veriti 96-Well Thermal Cycler | Life technologies | 4375786 | Thermocycler |
| Ultrasonic cleaner | Laboratory Supplies | G1125P1T | |
| Nanosep 30k omega tubes | VWR | ||
| Speedvac | Fisher Scientific | SC 110 A | |
| Spectrofluorometer | TECAN | infinite M1000 |
Referências
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