الكمية قاع العين تألق ذاتي لتقييم أمراض الشبكية
Summary
The retinal pigment epithelium (RPE) supports the sensory retina through recycling visual cycle byproducts, which accumulate as lipofuscin. These products are autofluorescent and can be qualitatively imaged in vivo. Here, we describe a method to quantitatively image RPE lipofuscin using confocal scanning laser ophthalmoscopy.
Abstract
The retinal pigment epithelium (RPE) is juxtaposed to the overlying sensory retina, and supports the function of the visual system. Among the tasks performed by the RPE are phagocytosis and processing of outer photoreceptor segments through lysosome-derived organelles. These degradation products, stored and referred to as lipofuscin granules, are composed partially of bisretinoids, which have broad fluorescence absorption and emission spectra that can be detected clinically as fundus autofluorescence with confocal scanning laser ophthalmoscopy (cSLO). Lipofuscin accumulation is associated with increasing age, but is also found in various patterns in both acquired and inherited degenerative diseases of the retina. Thus, studying its pattern of accumulation and correlating such patterns with changes in the overlying sensory retina are essential to understanding the pathophysiology and progression of retinal disease. Here, we describe a technique employed by our lab and others that uses cSLO in order to quantify the level of RPE lipofuscin in both healthy and diseased eyes.
Introduction
الظهارة الصبغية الشبكية (RPE) تدعم وظيفة شبكية العين الحسية من خلال العديد من العمليات 1. ، الضمور البقعي المرتبط بالعمر (AMD) هو أهم سبب للعمى غير قابل للعلاج في الدول الصناعية ويتميز بالتغيرات التي تطرأ على RPE، بما في ذلك فقدان الصباغ، وفقدان الوظيفة وضمور. في أيه إم دي وفي الشيخوخة الطبيعية، وRPE يتراكم الفلورسنت، والعضيات المستمدة يحلول تحتوي على شظايا مبصرة المبتلعة، ويشار إلى حبيبات يبوفوسين. وقد ظن تراكم يبوفوسين RPE للإشارة الأكسدة اختلال وظيفي 1، ولكن أظهرت الدراسات الحديثة أن التشكل RPE لا تزال طبيعية في عيون الذين تتراوح أعمارهم بين مع مستويات عالية يبوفوسين 2. علامات ومع ذلك، أنماط غير طبيعية من توزيع يبوفوسين، في خسارة معينة من يبوفوسين، موثقة لأيه إم دي وأيه إم دي تقدم، سواء تشريحيا وسريريا 3،4
بروسس المعيبةالغناء من يبوفوسين RPE كما ثبت أن يحدث في بعض الإنحطاط في شبكية العين الموروثة. المرضى الذين يعانون من مرض ستارغاردت (STGD) تتراكم يبوفوسين في RPE في سن مبكرة، في نهاية المطاف تطوير فقدان رؤية مماثلة لتلك التي شوهدت في AMD 5. وتشير هذه النتائج إلى أن تراكم يبوفوسين نفسها قد تكون سامة ودفع RPE ضعف 6،7. ومع ذلك، فإن دراسة التصوير مفصلة من الموضوعات مع STGD مع مرور الوقت لم يؤكد أن تراكم يبوفوسين التنسيق أدى إلى فقدان RPE اللاحقة 8. وبالتالي، على الرغم من تشوهات يبوفوسين هي علامات لالإنحطاط في شبكية العين، وهو دور لسمية مباشرة لليبوفوسين لا تزال غير مثبتة.
وRPE هو معظم طبقة الخلايا الخلفي للشبكية، ولكن يولد غالبية إشارة الفلورسنت من قاع العين. جيل والكشف عن تألق ذاتي (AF) المستمدة من RPE يمكن القيام بها باستخدام متحد البؤر المسح بالليزر تنظير العين (cSLO)، والذي يسمح لالسادسsualization من التوزيع المكاني للAF قاع. بعض الإنحطاط الشبكية تظهر أنماط متميزة من قاع AF، وAF المساعدات التصوير في تشخيص ورصد هذه الظروف. على الرغم من أن معيار التصوير AF مهم سريريا، أصبح AF الكمي (ق) وسيلة هامة لمعرفة مدى صحة RPE. نحن وآخرون قد وضعت نهج موحد التي يمكن أن تحدد بشكل موثوق مستويات ق في مواقع شبكية محددة 9. ق لها تطبيقات محتملة في تشخيص ورصد الأوضاع في شبكية العين، وربما أيضا أداة في التشخيص وخطر التقسيم الطبقي. وبالإضافة إلى ذلك، كما تم وصفه القدرات التشخيصية للق لبعض اضطرابات الشبكية 10-12. هنا، ونحن نقدم تفاصيل تدريجي لأداء أسلوبنا يرافقه مظاهرة البصرية لتطبيقها في تقييم صحة العينين والمريضة.
Protocol
Representative Results
Discussion
غير طبيعي توزيع يبوفوسين RPE، سواء زيادة أو نقصان، هو علامة الحساسة من مرض شبكية العين ويترافق عادة مع فقدان وظيفة شبكية العين الحسية. هنا، نحن تصف تطبيق ق لتقييم يبوفوسين RPE. إدراج إشارة الفلورسنت الداخلية لتصحيح متغير قوة الليزر وكشف عن حساسية 9 جنبا إلى جنب مع ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونود أن نشكر المتعاونين لدينا، فرانسوا Delori، توماس بورك، وتوبياس Duncker.
دعم البحوث: المعاهد الوطنية للصحة / نيى R01 EY015520 (RTS، JPG)، والأموال غير المقيدة من البحوث للوقاية من العمى (RTB).
Materials
| Spectralis HRA + OCT | Heidelberg Engineering | n/a | |
| 0.5% tropicamide ophthalmic solution | n/a | n/a | Any brand can be used |
| 2.5% phenylephrine ophthalmic solution | n/a | n/a | Any brand can be used |
| Internal fluorescent reference | Heidelberg Engineering | n/a | |
| IGOR Pro software | WaveMetrics | n/a |
References
- Strauss, O. The retinal pigment epithelium in visual function. Physiological reviews. 85, 845-881 (2005).
- Ach, T., et al. Quantitative autofluorescence and cell density maps of the human retinal pigment epithelium. Investigative ophthalmology & visual science. 55, 4832-4841 (2014).
- Ach, T., et al. Lipofuscin redistribution and loss accompanied by cytoskeletal stress in retinal pigment epithelium of eyes with age-related macular degeneration. Investigative ophthalmology & visual science. 56, 3242-3252 (2015).
- Schmitz-Valckenberg, S., Jorzik, J., Unnebrink, K., Holz, F. G., Group, F. A. M. S. Analysis of digital scanning laser ophthalmoscopy fundus autofluorescence images of geographic atrophy in advanced age-related macular degeneration. Graefe’s archive for clinical and experimental ophthalmology = Albrecht von Graefes Archiv fur klinische und experimentelle Ophthalmologie. 240, 73-78 (2002).
- Weng, J., et al. Insights into the function of Rim protein in photoreceptors and etiology of Stargardt’s disease from the phenotype in abcr knockout mice. Cell. 98, 13-23 (1999).
- Holz, F. G., et al. Inhibition of lysosomal degradative functions in RPE cells by a retinoid component of lipofuscin. Investigative ophthalmology & visual science. 40, 737-743 (1999).
- Sparrow, J. R., Nakanishi, K., Parish, C. A. The lipofuscin fluorophore A2E mediates blue light-induced damage to retinal pigmented epithelial cells. Investigative ophthalmology & visual science. 41, 1981-1989 (2000).
- Smith, R. T., et al. Lipofuscin and autofluorescence metrics in progressive STGD. Investigative ophthalmology & visual science. 50, 3907-3914 (2009).
- Delori, F., et al. Quantitative measurements of autofluorescence with the scanning laser ophthalmoscope. Investigative ophthalmology & visual science. 52, 9379-9390 (2011).
- Burke, T. R., et al. Quantitative fundus autofluorescence in recessive Stargardt disease. Investigative ophthalmology & visual science. 55, 2841-2852 (2014).
- Duncker, T., et al. Quantitative fundus autofluorescence and optical coherence tomography in best vitelliform macular dystrophy. Investigative ophthalmology & visual science. 55, 1471-1482 (2014).
- Duncker, T., et al. Quantitative fundus autofluorescence distinguishes ABCA4-associated and non-ABCA4-associated bull’s-eye maculopathy. Ophthalmology. 122, 345-355 (2015).
- Greenberg, J. P., et al. Quantitative fundus autofluorescence in healthy eyes. Investigative ophthalmology & visual science. 54, 5684-5693 (2013).
- Delori, F. C., Goger, D. G., Dorey, C. K. Age-related accumulation and spatial distribution of lipofuscin in RPE of normal subjects. Investigative ophthalmology & visual science. 42, 1855-1866 (2001).
- Sparrow, J. R., et al. Quantitative fundus autofluorescence in mice: correlation with HPLC quantitation of RPE lipofuscin and measurement of retina outer nuclear layer thickness. Investigative ophthalmology & visual science. 54, 2812-2820 (2013).
- Delori, F. C., Webb, R. H., Sliney, D. H. Maximum permissible exposures for ocular safety (ANSI 2000), with emphasis on ophthalmic devices. Journal of the Optical Society of America. A, Optics, image science, and vision. 24, 1250-1265 (2007).
