Summary

Caracterização de mecanismos moleculares de<em> Em vivo</em> RUV catarata induzida

Published: November 28, 2012
doi:

Summary

A catarata é a principal causa de cegueira no mundo. Radiação solar ultravioleta (UVR) é o principal fator de risco para o desenvolvimento de catarata. Um modelo animal de longe RUV-B catarata induzida foi desenvolvido. Neste artigo vamos descrever os métodos de investigação de formação de catarata: a exposição a raios ultravioletas, RT-PCR e imuno-histoquímica.

Abstract

A catarata é a principal causa de cegueira no mundo 1. A Organização Mundial de Saúde define catarata como uma turvação da lente do olho, o que impede a transferência da luz. A catarata é uma doença multi-factorial associada com diabetes, o tabagismo, radiação ultravioleta (RUV), o álcool, a radiação ionizante, esteróides e hipertensão. Há evidências experimentais 2-4 e epidemiológica forte que 5,6 UVR provoca catarata. Foi desenvolvido um modelo animal para a RUV B catarata induzida em ambos com 7 anestesiados e não anestesiados animais 8.

A única cura para a catarata é a cirurgia, mas este tratamento não é acessível a todos. Estimou-se que o atraso de aparecimento da catarata por 10 anos poderia reduzir a necessidade de cirurgia de catarata em 50% 9. Para atrasar a incidência de catarata, que é necessária para compreender os mecanismos de formação de catarata e encontrar estratégia de prevenção eficazgias. Entre os mecanismos para o desenvolvimento de cataratas, a apoptose desempenha um papel crucial na iniciação da catarata em humanos e animais 10. Nosso foco tem sido recentemente apoptose na lente como o mecanismo para o desenvolvimento de cataratas 8,11,12. Prevê-se que uma melhor compreensão do efeito da radiação UV sobre a via de apoptose proporcionará possibilidades para a descoberta de novos fármacos para prevenir a catarata.

Neste artigo, nós descrevemos como catarata pode ser induzida experimentalmente pela exposição in vivo a RUV-B. Além disso RT-PCR e imuno-histoquímica estão apresentados como ferramentas para o estudo dos mecanismos moleculares de catarata induzida por radiação UV-B.

Protocol

1. A exposição à radiação ultravioleta 15 min antes da exposição, anestesiar uma ratazana Sprague-Dawley do sexo feminino, com uma mistura de 90 mg / kg de Ketalar (cetamina), e 10 mg / kg de Rompun (xilazina) por injecção intraperitoneal. Colocar o animal em um limitador de rato e apertar as correias até a imobilização do rato sem provocar um aperto do tronco 13. Instilar Mydriacyl (tropicamida), 10 mg / ml, em ambos os olhos dos ratos para induzir midríase. <…

Representative Results

As várias fontes de variação nas medidas foram estimadas com uma análise de variância, e verificou-se que, considerando três medidas por animal da variância para as medições foi da ordem de 15% do que para os animais. Assim, tendo em vista a análise da lente inteira, não é possível aumentar a precisão. Testes ortogonal elucidado um contraste estatisticamente significativo para a caspase-3 de mensagem entre 120 intervalo de latência hr vs intervalos mais curtos de latência. <e…

Discussion

Este artigo descreve métodos que permitem estudar eventos moleculares que ocorrem durante a catarata induzida UVR-B.

Considerando, que a maioria das informações disponíveis para in vivo UVR catarata induzida foi derivada a partir de experiências sobre albino Sprague-Dawley 7, 16, 17, 18, ​​19, decidimos usar o rato Sprague-Dawley albinos, no presente estudo. Idade dos ratos foi de seis semanas de idade. O gênero foi escolhido para ser fêmea, porque, em co…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi financiado pelo Instituto Karolinska KID-financiamento Autoridade de Protecção, sueco Radiação, Instituto Karolinska Eye Research Foundation, Gun och Bertil Stohnes Stiftelse, Olho St. Erik Hospital Research Foundation, Ögonfonden, Konung Gustav V: s och Drottning Viktorias Frimurarstiftelse.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
Ketalar Pfizer 150086 50 mg/ml
Rompun Bayer 022545 20 mg/ml
Oculentum Simplex Apoteket, Sweden 336164 5 g
Mydriacyl Alcon 00352 10 mg/ml
Balanced salt solution Alcon 0007950055
3.5 ul β-mercaptoethanol
NucleoSpin RNA II total RNA isolation kit Macherey-Nagel GmbH&Co, Duren, Germany 740955.50
p53 DNA specific primers biomers.net GmbH Custom made
Taq DNA polymerase, dNTPack Roche 04 728 866 001
Agarose Sigma A5093
Ethidium bromide solution 0.5 mg/ml Sigma E1385
Nano-Drop ND-1000 spectrophotometer NanoDrop Products
1st Strand cDNA synthesis kit for RT-PCR (AMV) Roche Diagnostics GmbH 11 483 188 001
iCycler MyiQ Single Color Real Time PCR detection system Bio-Rad Laboratories
96-well plate Sarstedt 72.1979.202
TaqMan Gene Expression Master Mix Applied Biosystems 4369016
TaqMan Gene Expression Assay for caspase 3 Applied Biosystems Rn00563902_m1
TaqMan Gene Expression Assay for 18s Applied Biosystems Hs99999901_s1
MyiQ software Bio-Rad Laboratories
Cleaved caspase-3 (Asp175) Cell signaling technology 9661
Anti rabbit IgG Abcam Ab6798
Sucrose Sigma Aldrich 84097
Vectashield Vector Laboratories
Universal Microscope Axioplan 2 Imaging Carl Zeiss
Paraformaldehyde Sigma Aldrich 441244
TBE buffer 10x Promega V4251

References

  1. Brian, G., Taylor, H. R. Cataract blindness: challenge for the 21 st century. Bulletin of the World Health Organization. 79, 249-256 (2001).
  2. Jose, J. G., Pitts, D. G. Wavelength dependency of cataracts in albino mice following chronic exposure. Experimental Eye Research. 41, 545-563 (1985).
  3. Söderberg, P. G. Acute cataract in the rat after exposure to radiation in the 300 nm wavelength region. A study of the macro-, micro- and ultrastructure. Acta Ophthalmol. (Copenh). 66, 141-152 (1988).
  4. Meyer, L., Dong, X., Wegener, A., Söderberg, P. G. Dose dependent cataractogenesis and Maximum Tolerable Dose (MTD 2.3:16) for UVR – B induced cataract in C57BL/6J mice. Experimental Eye Research. 86, 282-289 (2008).
  5. McCarty, C., et al. Assessment of lifetime ocular exposure to UV-B: the Melbourne visual impairment project. Developments in Ophthalmology. 27, 9-13 (1997).
  6. Sasaki, H., et al. Localization of cortical cataract in subjects of diverse races and latitude. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44, 4210-4214 (2003).
  7. Söderberg, P. G. Experimental cataract induced by ultraviolet radiation. Acta Ophthalmol. (Copenh. 68, 1-77 (1990).
  8. Galichanin, K., Löfgren, S., Bergmanson, J., Söderberg, P. Evolution of damage in the lens after in vivo close to threshold exposure to UV-B radiation: cytomorphological study of apoptosis. Exp. Eye Res. 91, 369-377 (2010).
  9. McCarty, C. A., Taylor, H. R. A review of the epidemiologic evidence linking ultraviolet radiation and cataracts. Dev. Ophthalmol. 35, 21-31 (2002).
  10. Li, W. C., et al. Lens epithelial cell apoptosis appears to be a common cellular basis for non-congenital cataract development in humans and animals. Journal of Cell Biology. 130, 169-181 (1995).
  11. Michael, R., Vrensen, G., van Marle, J., Gan, L., Söderberg, P. G. Apoptosis in the rat lens after in vivo threshold dose ultraviolet irradiation. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 13, 2681-2687 (1998).
  12. Ayala, M. N., Strid, H., Jacobsson, U., Söderberg, P. G. p53 Expression and Apoptosis In The Lens After Ultraviolet Radiation Exposure. Investigative ophthalmology of visual science. 48, 4187-4191 (2007).
  13. Galichanin, K., Wang, J., Lofgren, S., Soderberg, P. A new universal rat restrainer for ophthalmic research. Acta Ophthalmol. 89 (1), (2011).
  14. Ayala, M. N., Michael, R., Söderberg, P. G. In vivo cataract after repeated exposure to ultraviolet radiation. Experimental Eye Research. 70, 451-456 (2000).
  15. Söderberg, P. G., et al. Toxicity of ultraviolet radiation exposure to the lens expressed by maximum tolerable dose (MTD). Developments in Ophthalmology. 35, 70-75 (2002).
  16. Michael, R. Development and repair of cataract induced by ultraviolet radiation. Ophthalmic Research. 32, 1-45 (2000).
  17. Löfgren, S. . Cataract from ultraviolet radiation. , (2001).
  18. Ayala, M. N. . Influence of exposure patterns and oxidation in UVR induced Cataract. , (2005).
  19. Dong, X. . Safety limit estimation for cataract induced by ultraviolet radiation. , (2005).
  20. Löfgren, S., Michael, R., Söderberg, P. G. Impact of age and sex in ultraviolet radiation cataract in the rat. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 44, 1629-1633 (2003).
  21. Ayala, M. N., Michael, R., Söderberg, P. G. Influence of exposure time for UV radiation-induced cataract. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 41, 3539-3543 (2000).
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Cite This Article
Galichanin, K., Talebizadeh, N., Söderberg, P. Characterization of Molecular Mechanisms of In vivo UVR Induced Cataract. J. Vis. Exp. (69), e4016, doi:10.3791/4016 (2012).

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