O modelo de roedor de nonarterítica óptica isquêmica anterior Neuropatia (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

Anterior não arterítica neuropatia óptica isquêmica (NAION) é uma lesão isquêmica focal da porção anterior do nervo óptico (ON) ^1. NAION é a causa mais comum de súbita nervo relacionada perda de visão óptica em indivíduos com idade superior a 50 ^2. O mecanismo acredita-se ser uma síndrome do compartimento que resulta em edema intraneural, e provoca a compressão dos capilares que abastecem os axónios no interior do nervo óptico ^3.

Uma vez que o NO é, na verdade, um aparelho do sistema nervoso central (SNC), o modelo de roedor NAION (rNAION) podem ser usadas para estudar os mecanismos e as respostas a derrames do SNC isolada da substância branca. O modelo rNAION podem portanto ser úteis no dissecando muitos problemas associados com o acidente vascular cerebral relacionado danos à substância branca. Ele pode ser usado para avaliar diferentes estratégias neuroprotectoras e agentes de acidente vascular cerebral em matéria branca.

Uma das características mais atraentes do modelo é que ele é, Um procedimento não invasivo indolor. A energia laser pode ser ajustado para produzir vários graus de dano isquémico. Outra característica é que ele se baseia em radicais superóxido induzida por laser para danificar o endotélio capilar, produzindo uma disfunção progressiva capilar. É esta disfunção progressiva e edema que acredita-se ser muito semelhante ao mecanismo que faz com que NAION. A pesquisa mostrou que ele não causa a coagulação do capilar directa, mas funciona através de pelo menos dois mecanismos: superóxido induzida por morte e de extracção de algum do capilar de células endoteliais ^4, e de NFkB (factor nuclear-cadeia kappa-luz-potenciador de células B activadas ) associado regulação inflamatória-se em permanecer endotélio, com o aumento do transporte de fluidos através das membranas celulares para o interstício ^5. O encerramento dos capilares nervo óptico e compressão causados ​​por resultado a acumulação de fluido intersticial em isquemia cabeça do nervo óptico. Um diagrama esquemático é mostrado naFigura 2. O modelo rNAION pode ser usado em ambas as espécies de ratos e camundongos ^6,7, e pode ser variada no nível da sua gravidade, a partir de uma lesão ligeira a uma destruição total, mas indolor do nervo óptico e da retina, tais como a oclusão da artéria central da retina (OACR).

Protocol

Este protocolo foi aprovado pela Universidade de Maryland Animal Care Institucional e Comitê de Utilização (IACUC; Baltimore, MD, EUA) 1. Experimental Set-up Faça um costume projetado lente de contato de um grau claro óptica circular 7 mm de diâmetro Plexiglas, de 3 mm de espessura. Corte as lentes circulares com uma imprensa de broca. Use uma broca padrão para fazer a curva interior, e, finalmente, polir as curvas internas e externas usando um polidor de lentes de contato …

Representative Results

A visualização da lente de contato habilitado central de retina (Figura 1). O ponto de laser focal ilumina o disco óptico na parte posterior da retina (Figura 2). A retina normal, induzida por un é mostrado fotografada pela lâmpada de fenda bio-microscópio (Figura 3A) e pela SD-OCT (Figura 3B e 3C). Durante a indução do laser, quando não está presente corante está presente na circulação, de luz laser n…

Discussion

Embora haja um certo número de modelos de lesão do nervo óptico (esmagamento do nervo óptico ^12, a transecção do nervo óptico ^13, e PION ^14), o modelo rNAION é humano, adaptável a ambos os ratos e ratinhos. Assemelha-se mais de perto a situação clínica humana de NAION. Esta condição inclui anterior progressiva edema do nervo óptico, uma síndrome do compartimento anterior do nervo óptico, isquemia focal axonal, isolado lesão axonal de células ganglionares da retina e pe…

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