Punktering-indusert Iris Neovascularization som en musemodell av Rubeosis Iridis
Summary
Iris neovascularization, en vanlig komplikasjon av iskemiske retinal sykdom, kan føre til sight-truende neovascular glaukom. Her beskriver vi en murine protokoll for inducing eksperimentelle iris neovascularization som kan brukes for noninvasive evaluering av angiogenese-modulerende stoffer.
Abstract
Vi beskriver en modell av punktering-indusert iris neovascularization som en generell modell for noninvasive evaluering av angiogenese. Modellen er også relevant for målretting neovascular grønn stær, en sight-truende komplikasjon av diabetisk retinopati. Denne metoden er basert på induksjon av iris vaskulær svar av en rekke selvtettende uveal punkteringer på BALB/c mus og utnytter postpartum modning av musen okulær blodkar. Musen pups gjennomgå uveal punkteringer fra postnatal dag 12,5, når pups naturlig åpner øynene, før postnatal dag 24,5. På grunn av gjennomsiktigheten av hornhinnen kan iris blodkar analyseres lett gjennom tiden noninvasive i vivo metoder. Videre kan halvgjennomsiktig iris BALB/c mus være flatmounted for detaljert immunohistologic analyse med minimal uspesifisert bakgrunn flekker. I denne modellen angiogenese er hovedsakelig drevet av den inflammatoriske og plasminogen aktivere systemer. Punktering-indusert modellen er først til å indusere iris neovascularization i små gnagere, og har fordelen at direkte noninvasive i vivo analyse av angiogenic prosessen. Videre kan modellen kombineres med angiogenic modulerende stoffer, som fremhever sitt potensial i studiet av angiogenese med en i vivo perspektiv.
Introduction
Iris, sammen med den ciliary kroppen og akkord, består av uvea, som er den mest vascularized vev i øyet. Iris blodkar er avgjørende i å opprettholde homeostase i fremre kammer av øyet. Som følge av rikelig anastomotisk forbindelser mellom arteries og årer gi iris blodkar næring og tilførsel av oksygen ikke bare til iris selv, men til hele anterior segment av øyet1.
Dannelsen av nye blodkar eller angiogenese fra pre eksisterende, er grunnleggende i fysiologiske prosesser, som utvikling og sårtilheling2. Angiogenese er fint regulert av en rekke kanoniske faktorer, som vaskulær endotelial vekstfaktor (VEGF) og plasminogen aktivator inhibitor (PAI), samt flere inflammatorisk faktorer, og en ubalanse i disse faktorene kan føre til patologisk angiogenese3.
I øyet er neovascularization årsaken til sight-truende sykdommer, som proliferativ diabetisk retinopati (PDR) og neovascular glaukom (NVG). I disse øyet sykdommer, fokal neovascularization ligger vanligvis i netthinnen vev, men ubalansen i provoserende og angiogenic faktorer i begge bakre og fremre okulær kamrene i øyet har blitt assosiert med rubeosis iridis, den kliniske termen for iris patologisk neoangiogenesis4. Disse patologi angir evnen til voksen iris gjennomgå angiogenese. I mus, okulær blodkar er umodne etter fødselen og fortsetter modning postpartum. Denne eiendommelighet utvikling er utnyttet i musemodell av oksygen-indusert retinopati, en modell som nærmere etterligner retinopati prematurity5klinisk tilstand. I tillegg angiogenese og betennelser spille en avgjørende rolle i sårheling mekanismer6, og sårtilheling selv har vært forbundet med angiogenese modeller7.
I denne studien beskriver vi en modell av punktering-indusert iris neovascularization. Uveal punkteringer utføres nær den ytre grensen for limbus, som induserer iris neovascularization ved å utløse sårheling systemet. På grunn av gjennomsiktigheten av hornhinnen iris blodkar kan være analysert lett i vivo noninvasive metoder. Punctured øynene fremviser en økning av vaskulær seng i iris, som har vært forbundet med en økning av plasminogen aktivering og provoserende markører8. Presentert modellen har stort potensial som et nytt verktøy å studere angiogenese og screening angiogenic forbindelser, og tillater direkte i vivo visualisering angiogenic prosesser.
Protocol
Representative Results
Discussion
I stede protokollen vises en ny metode for induksjon av iris vaskulær svar fra uveal punktering. Punktering utløser sår helbredelse mekanismer og fremmer vaskulær svar i iris10,11. Dette er i tråd med okulær patologi, som PDR og NVG, der forsterket angiogenic svar fra netthinnen i den bakre delen av øyet kulminere i klinisk tilstand rubeosis iridis, en økt endometrial blodkar i iris12 ,13.
<p…Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne takker Linnea Tankred og Diana Rydholm for dyr.
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 |
Referências
- 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).
