Summary

Section du nerf optique: un modèle de l'apoptose neuronale des adultes dans le système nerveux central

Published: May 12, 2011
doi:

Summary

Section du nerf optique est un modèle largement utilisé de lésion du SNC adulte. Quatre-vingt dix pour cent des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR) dont les axones sont complètement sectionné (axotomie) meurent dans les 14 jours après axotomie. Ce modèle est facilement prêter à des manipulations expérimentales et hautement reproductibles.

Abstract

Les cellules ganglionnaires rétiniennes (CGR) sont des neurones du système nerveux central que l'information de sortie visuelle de la rétine au cerveau, via le nerf optique. Le nerf optique peut être consulté dans l'orbite de l'oeil et complètement sectionné (axotomisés), couper les axones de toute la population RGC. Section du nerf optique est un modèle reproductible de la mort cellulaire par apoptose neuronale dans le SNC adulte 1-4. Ce modèle est particulièrement intéressant car la chambre vitrée de l'œil agit comme une capsule pour l'administration de médicaments à la rétine, ce qui permet des manipulations expérimentales par des injections intraoculaires. La diffusion de produits chimiques dans le corps vitré assure qu'ils se fondent sur l'ensemble de la population RGC. En outre, RGC peut être sélectivement transfectées par l'application de courtes ARN interférents (ARNsi), des plasmides ou des vecteurs viraux, de l'extrémité coupée des vecteurs du nerf optique ou 5-7 injecter dans leur cible, le colliculus supérieur 8. Cela permet aux chercheurs d'étudiermécanismes apoptotiques dans la population neuronale souhaitée sans effets confondants sur les neurones ou des cellules gliales autres spectateurs environnant. Un autre avantage est la facilité et la précision avec laquelle la survie des cellules peut être quantifié après une blessure. La rétine est un plat, tissu couches et CGR sont localisés dans la couche la plus profonde, la couche des cellules ganglionnaires. La survie des RGC peut être suivie dans le temps par l'application d'un traceur fluorescent (3% Fluorogold) à l'extrémité coupée du nerf optique au moment de l'axotomie, ou par injection du traceur dans le colliculus supérieur (cible RGC) une semaine avant l' axotomie. Le traceur est transporté par voie rétrograde, l'étiquetage de toute la population RGC. Parce que la couche des cellules ganglionnaires est une monocouche (une cellule d'épaisseur), la densité du CJR peuvent être quantifiés dans le tissu plat monté, sans la nécessité d'stéréologie. Section du nerf optique conduit à la mort par apoptose de 90% des CGR blessés dans les 14 jours postaxotomy 9-11. Apoptose RGC a une caractéristique temps-cours whereby mort cellulaire est retardé 3-4 postaxotomy jours, après quoi les cellules dégénèrent rapidement. Ceci permet d'obtenir une fenêtre de temps pour les manipulations expérimentales dirigés contre les voies de l'apoptose.

Protocol

1. Technique chirurgicale Les expériences doivent être effectuées en utilisant une technique aseptique et en suivant les protocoles d'utilisation d'animaux de votre institution spécifique. Instruments et matériel (solutions, des substances d'essai, traceurs, aiguilles, etc) entrant en contact avec des tissus vivants doivent être stériles pour prévenir l'infection et les effets néfastes sur le bien-être animal et les impacts négatifs potentiels sur l'étude. <p class="j…

Discussion

Il existe de nombreuses variantes de cette intervention chirurgicale et plusieurs des étapes de ce protocole ne sont pas nécessaires. Il est seulement nécessaire de rétracter les muscles qui recouvrent le nerf optique, afin d'avoir accès au nerf. Toutefois, cela se traduit par un espace très limité de travail autour du nerf rendant les phases critiques finales de transection plus difficile. Dans certaines situations, il est souhaitable de transfecter les cellules de la souche du nerf optique et l'espace d…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

PDK est soutenu par une subvention de fonctionnement des IRSC (MOP 86523)

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
Stereotaxic Frame   Stoelting, Kopf, WPI    
Rat Gas Mask   Stoelting, Kopf, WPI    
Anesthesia System   VetEquip 901806  
Isoflurane (PrAErrane)   Baxter Corp DIN 02225875  
Surgical Microscope   WPI, Zeiss, Leica    
Fluorogold -(Hydroxystilbamidine bis(methanesulfonate)   Sigma 39286  
Gelfoam   Pharmacia & Upjohn    
Tears Naturale P.M.   Alcon    
Proviodine   Medline MDS093945H  
Vannas spring scissors   Fine Science Tools 15000-00  
Fine tip Dumont forceps   Fine Science Tools 11252-00  
Micro surgical hook   Fine Science Tools 10062-12  
Eye dressing serrated forceps   Fine Science Tools 11152-10  
Dumont #7b sharp curved serrated forceps   Fine Science Tools 11270-20  
Cauterizer   Fine Science Tools 18010-00  

References

  1. Bahr, M. Live or let die – retinal ganglion cell death and survival during development and in the lesioned adult CNS. Trends Neurosci. 23, 483-4890 (2000).
  2. Isenmann, S., Kretz, A., Cellerino, A. Molecular determinants of retinal ganglion cell development, survival, and regeneration. Prog Retin Eye Res. 22, 483-543 (2003).
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Cite This Article
Magharious, M. M., D’Onofrio, P. M., Koeberle, P. D. Optic Nerve Transection: A Model of Adult Neuron Apoptosis in the Central Nervous System. J. Vis. Exp. (51), e2241, doi:10.3791/2241 (2011).

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