نموذج الفأر من الشبكية الإسكيمية-ضخه إصابة خلال ارتفاع ضغط العين
Summary
توضح هذه المقالة إجراء لإحداث الشبكية إصابة نقص التروية ضخه بواسطة ضغط العين المرتفع في الفئران. الشبكية إصابة نقص التروية ضخه بواسطة ضغط العين المرتفع يعمل على نموذج الأمراض البشرية التي تتميز الأكسجين للخطر وتسليم المواد الغذائية في شبكية العين، مما يتيح للباحثين لدراسة آليات والعلاجات الخلوية المحتملة لأمراض الإنسان وحدة وعائية عصبية للشبكية.
Abstract
في شبكية العين نقص التروية ضخه (I / R) هو عملية المرضية التي تسهم في تلف الخلايا في ظروف العين متعددة، بما في ذلك الزرق، واعتلال الشبكية السكري، وانسداد الأوعية الدموية في شبكية العين. نماذج القوارض الإصابة I / R يقدمون أفكارا هامة في آليات واستراتيجيات العلاج لI / إصابة R الإنسان، وخاصة فيما يتعلق ضرر الاعصاب في وحدة وعائية عصبية للشبكية. المقدمة هنا هو بروتوكول لإحداث الشبكية إصابة I / R في الفئران من خلال ارتفاع ضغط العين (IOP). في هذا البروتوكول، ومقنى الغرفة الأمامية للعين مع إبرة، التي من خلالها يتدفق بالتنقيط من خزان المياه المالحة مرتفعة. استخدام هذا بالتنقيط لرفع IOP فوق الانقباضي ضغط الدم الشرياني، طبيب يوقف تدفق الدم في شبكية العين الداخلي (نقص التروية) مؤقتا. عندما يتم إعادة التداول (ضخه) عن طريق إزالة قنية، تستتبعه تلف الخلايا شديد، مما يؤدي في نهاية المطاف في التنكس العصبي في شبكية العين. مسمار الزوارالمنشأ تثبت التهاب، نفاذية الأوعية الدموية، وانحطاط الشعرية بوصفها عناصر إضافية من هذا الطراز. مقارنة منهجيات الشبكية بديلة I / R، مثل ربط الشرايين في شبكية العين، وشبكية العين / إصابة R من قبل مرتفعة IOP يوفر مزايا في خصوصيته التشريحية، قابلية الإستطراق التجريبية، وسهولة الوصول إليها الفني، وتقديم نفسها على أنها أداة قيمة لدراسة المرضية العصبية والعلاج في وحدة وعائية عصبية للشبكية.
Introduction
في شبكية العين نقص التروية ضخه (I / R) يميز العديد من الأمراض شبكية العين البشرية، بما في ذلك الزرق، واعتلال الشبكية السكري، وانسداد الأوعية الدموية في شبكية العين 1. في شبكية العين I / R، وانخفاض تدفق الدم (نقص التروية) في الأوعية الدموية في شبكية العين يخلق حالة من فرط الحساسية في شبكية العين إلى الأوكسجين والمواد المغذية الأخرى، مما عجل الأكسدة الشديدة والأضرار التهابات عند إعادة التداول في وقت لاحق (ضخه) 2. تظهر الشبكية العصبية عرضة بشكل خاص لهذه التغييرات، مع التنكس العصبي في شبكية العين يجري ربما الميزة الأكثر بروزا من الضرر الناجم عن R-I /. المقدمة هنا هو بروتوكول لنمذجة الشبكية إصابة I / R في الماوس. هذه التقنية تمكن الباحثون لدراسة الآليات المحتملة واستراتيجيات العلاج لأمراض الإنسان وحدة وعائية عصبية للشبكية.
رائدة في عام 1952 من قبل الجراحين تسعى إلى فهم عواقب العصبية من فقر الدم الجراحي 3، رودنتم إعادة تأسيس ر الشبكية I / R من ارتفاع ضغط العين (IOP) في عام 1991 لغرض توحيد النهاية الاعصاب بعد إهانة الدماغية 4. استخدام الري بالتنقيط من خزان المياه المالحة لرفع IOP فوق ضغط الدم الانقباضي، وأظهرت هذه الدراسات أن إقناء؛ إدخال القنية العين الضغط كان كافيا لوقف التداول في شبكية العين، وبالتالي بدء انحطاط الخلايا العصبية. بدأت المزيد من الجهود الأخيرة باستخدام الشبكية I / R من ارتفاع الضغط داخل المقلة لوضع الآليات الكامنة I / R الناجم عن تنكس عصبي في شبكية العين 12/05. وأفادت مجموعات متعددة تغيرات مرضية إضافية بما في ذلك التهاب 13،14، 15،16 نفاذية الأوعية الدموية، والشعرية انحطاط 14،17. أخذت معا، وقد أنشأت هذه الدراسات الشبكية إصابة I / R من IOP ارتفاع كنموذج للمرض وعائية عصبية في شبكية العين بشكل عام.
تميز آليات الإصابة I / R الضروري لدراسة زارة شؤون المحاربين القدامىمرض scular. الشبكية إصابة I / R من IOP مرتفعة هي واحدة من العديد من النماذج الإصابة التي يسببها نقص الأكسجة، بما في ذلك الإصابات I / R في الرئة 18، قلب 19، الدماغ 20، الكبد 21 والكلى 22، والأمعاء 23. وكانت هذه النماذج بالغ الأهمية في تعزيز فهمنا لمرض الأوعية الدموية والعلاجات السريرية لها. من خلال توسيع التحقيق في عمليات I / R لأنسجة العين، وشبكية العين / إصابة R من ارتفاع الضغط داخل المقلة يساعد على رسم صورة أكثر شمولا من هذه الشروط ذات الصلة.
المقابلة بشكل وثيق مع الحالات السريرية العصبية في شبكية العين، وشبكية العين / إصابة R من ارتفاع الضغط داخل المقلة يمثل أداة قيمة للباحثين المهتمين باستكشاف المرضية الدماغية. ويستهدف البروتوكول الموصوفة هنا، لين العريكة، ويمكن الوصول إليها. ويكمل جيدا قبل النهاية في انحطاط الخلايا العصبية، مثل الكمي من الخلايا العصبية للشبكية، وقياس سمك شبكية العين، وص الكهربيةتسجيل مفيدة من وظيفة الخلايا العصبية في شبكية العين. لقد أثبت هذا النموذج فائدتها في دفع عجلة التحقيق وعائية عصبية، وهذا يظهر وعد في كسب وضعية بروتوكول التأسيسية في بحوث الطب البصري.
Protocol
Representative Results
Discussion
وقد ثبت في شبكية العين I / إصابة R من ارتفاع الضغط داخل المقلة فائدتها في نمذجة تلف الخلايا واختلال وظيفي، ولا سيما التنكس العصبي، في القوارض وحدة الوعائية العصبية في شبكية العين. يوفر هذا الإجراء الأنسجة سيطرة قوية ويمكن الوصول إليه بسهولة من حيث التطور التقني. وقد لو…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل المنح البحثية من المعاهد الوطنية للصحة (EY022383 وEY022683، EJD) ومنحة الأساسية (P30EY001765)، التصوير والميكروسكوب الوحدة الأساسية.
Materials
| Heparin Sodium Injection, USP | Abraxis Pharmaceutical Products | 1000 USP/mL | |
| BSS Sterile Irrigating Solution | Alcon Laboratories, Inc. | 9007754-0212 | 500 mL |
| SC-2kg Digital Pocket Scale | American Weigh Scales, Inc. | SC-2kg | |
| Tropicamide Ophthalmic Solution USP 1% | Bausch + Lomb | 1% (10 mg/mL) | |
| Proparacaine Hydrochloride Ophthalmic Solution USP, 0.5% | Bausch + Lomb | 0.5% (5 mg/mL) | |
| INTRAMEDIC Polyethylene Tubing | Becton Dickinson and Company | 427400 | Inner diameter: 427400 |
| 30G1/2 PrecisionGlide Needles | Benton Dickinson and Company | 305106 | |
| BC 1mL TB Syringe, Slim Tip with Intradermal Bevel Needle, 26G x 3/8 | Benton Dickinson and Company | 309625 | |
| BD 60mL Syringe Luer-Lok Tip | Benton Dickinson and Company | 309653 | |
| Zeiss OPMI Visu 200/S8 Microscope | Carl Zeiss AG | 000000-1179-101 | |
| Sterile Syringe Filter | Corning Inc. | CLS431224 | 0.20 µm |
| Durasorb Underpads | Covidien | 1038 | 23 x 24 inches |
| Alcohol Prep | Covidien | 6818 | 2 Ply, Medium |
| Student Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| Hartman Hemostats | Fine Science Tools | 13002-10 | |
| Primary Set, Macrobore, Prepierced Y-Site, 80 Inch | Hospira | 12672-28 | |
| Phosphate Buffered Saline pH 7.4 (1X) | Invitrogen | 10010-049 | 500 mL |
| Distilled water | Invitrogen | 15230-204 | 500 mL |
| C57BL/6J Mice | The Jackson Laboratory | 664 | |
| AnaSed Injection: Xylazine Sterile Solution | LLOYD, Inc. | 20 mg/mL | |
| Lubricating Jelly, Water Soluble Bacteriostatic | MediChoice | 3-Gram Packet | |
| NAMIC Angiographic Pressure Monitoring Manifold | Navilyst Medical, Inc. | 70039355 | 5-Valve Manifold with Seven Female Ports |
| Goniosoft, Hypromellose 2.5% Ophthalmic Demulcent Solution: Hydroxypropyl Methylcellulose | OCuSOFT, Inc. | 2.5% (25 mg/mL) | |
| Ketaset CIII: Ketamine Hydrochloride | Pfizer, Inc. | 100 mg/mL | |
| Trans-Pal I.V. Stand | Pryor Products | 372 | Furnished with a home-constructed 60-cm stainless steel extension |
| Acepromazine: Acepromazine Maleate Injection, USP | Vet One | 10 mg/mL | |
| V-Top Surgery Table/Adjustable Hydraulic | VSSI | 100-4041-21 | |
| Tube Fitting Luer Male to Luer Male | Warner Instruments | 64-1579 |
Referências
- Osborne, N. N., et al. Retinal ischemia: mechanisms of damage and potential therapeutic strategies. Prog Retin Eye Res. 23 (1), 91-147 (2004).
- Bonne, C., Muller, A., Villain, M. Free radicals in retinal ischemia. Gen Pharmacol. 30 (3), 275-280 (1998).
- Smith, G. G., Baird, C. D. Survival time of retinal cells when deprived of their blood supply by increased intraocular pressure. Am J Ophthalmol. 35 (5:2), 133-136 (1952).
- Buchi, E. R., Suivaizdis, I., Fu, J. Pressure-induced retinal ischemia in rats: an experimental model for quantitative study. Ophthalmologica. 203 (3), 138-147 (1991).
- Block, F., Schwarz, M. The b-wave of the electroretinogram as an index of retinal ischemia. Gen Pharmacol. 30 (3), 281-287 (1998).
- Katai, N., Yoshimura, N. Apoptotic retinal neuronal death by ischemia-reperfusion is executed by two distinct caspase family proteases. Invest Ophthalmol Vis Sci. 40 (11), 2697-2705 (1999).
- Toriu, N., et al. Lomerizine, a Ca2+ channel blocker, reduces glutamate-induced neurotoxicity and ischemia/reperfusion damage in rat retina. Exp Eye Res. 70 (4), 475-484 (2000).
- Kawai, S. I., et al. Modeling of risk factors for the degeneration of retinal ganglion cells after ischemia/reperfusion in rats: effects of age, caloric restriction, diabetes, pigmentation, and glaucoma. FASEB J. 15 (7), 1285-1287 (2001).
- Chidlow, G., Schmidt, K. G., Wood, J. P., Melena, J., Osborne, N. N. Alpha-lipoic acid protects the retina against ischemia-reperfusion. Neuropharmacology. 43 (6), 1015-1025 (2002).
- Fei, F., et al. Upregulation of Homer1a Promoted Retinal Ganglion Cell Survival After Retinal Ischemia and Reperfusion via Interacting with Erk Pathway. Cell Mol Neurobiol. , (2015).
- Xu, Z., et al. Neuroprotective role of Nrf2 for retinal ganglion cells in ischemia-reperfusion. J Neurochem. 133 (2), 233-241 (2015).
- Kim, B. J., Braun, T. A., Wordinger, R. J., Clark, A. F. Progressive morphological changes and impaired retinal function associated with temporal regulation of gene expression after retinal ischemia/reperfusion injury in mice. Mol Neurodegener. 8 (21), (2013).
- Portillo, J. A., et al. CD40 mediates retinal inflammation and neurovascular degeneration. J Immunol. 181 (12), 8719-8726 (2008).
- Wei, Y., et al. Nrf2 has a protective role against neuronal and capillary degeneration in retinal ischemia-reperfusion injury. Free Radic Biol Med. 51 (1), 216-224 (2011).
- Abcouwer, S. F., et al. Effects of ischemic preconditioning and bevacizumab on apoptosis and vascular permeability following retinal ischemia-reperfusion injury. Invest Ophthalmol Vis Sci. 51 (11), 5920-5933 (2010).
- Abcouwer, S. F., et al. Minocycline prevents retinal inflammation and vascular permeability following ischemia-reperfusion injury. J Neuroinflammation. 10 (149), (2013).
- Zheng, L., Gong, B., Hatala, D. A., Kern, T. S. Retinal ischemia and reperfusion causes capillary degeneration: similarities to diabetes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 48 (1), 361-367 (2007).
- Weyker, P. D., Webb, C. A., Kiamanesh, D., Flynn, B. C. Lung ischemia reperfusion injury: a bench-to-bedside review. Semin Cardiothorac Vasc Anesth. 17 (1), 28-43 (2013).
- Raedschelders, K., Ansley, D. M., Chen, D. D. The cellular and molecular origin of reactive oxygen species generation during myocardial ischemia and reperfusion. Pharmacol Ther. 133 (2), 230-255 (2012).
- Di, Y., et al. MicroRNAs expression and function in cerebral ischemia reperfusion injury. J Mol Neurosci. 53 (2), 242-250 (2014).
- Saidi, R. F., Kenari, S. K. Liver ischemia/reperfusion injury: an overview. J Invest Surg. 27 (6), 366-379 (2014).
- Malek, M., Nematbakhsh, M. Renal ischemia/reperfusion injury; from pathophysiology to treatment. J Renal Inj Prev. 4 (2), 20-27 (2015).
- Mallick, I. H., Yang, W., Winslet, M. C., Seifalian, A. M. Ischemia-reperfusion injury of the intestine and protective strategies against injury. Dig Dis Sci. 49 (9), 1359-1377 (2004).
- Hesketh, E. E., et al. Renal ischaemia reperfusion injury: a mouse model of injury and regeneration. J Vis Exp. (88), (2014).
- Stefansson, E., Wilson, C. A., Schoen, T., Kuwabara, T. Experimental ischemia induces cell mitosis in the adult rat retina. Invest Ophthalmol Vis Sci. 29 (7), 1050-1055 (1988).
- Honjo, M., et al. Statin inhibits leukocyte-endothelial interaction and prevents neuronal death induced by ischemia-reperfusion injury in the rat retina. Arch Ophthalmol. 120 (12), 1707-1713 (2002).
- Otori, Y., et al. Expression of c-fos and c-jun mRNA following transient retinal ischemia: an approach using ligation of the retinal central artery in the rat. Surv Ophthalmol. 42, 96-104 (1997).
- Liu, J., et al. Epac2-deficiency leads to more severe retinal swelling, glial reactivity and oxidative stress in transient middle cerebral artery occlusion induced ischemic retinopathy. Sci China Life Sci. 58 (6), 521-530 (2015).
- Zhang, Y., Zhang, Z., Yan, H. Simvastatin inhibits ischemia/reperfusion injury-induced apoptosis of retinal cells via downregulation of the tumor necrosis factor-alpha/nuclear factor-kappaB pathway. Int J Mol Med. , (2015).
- Li, B., Pang, I. H., Barnes, G., McLaughlin, M., Holt, W. A new method and device to induce transient retinal ischemia in the rat. Curr Eye Res. 24 (6), 458-464 (2002).
