Göz İçi Basıncı Yükselmesi ile Retina İskemi-Reperfüzyon Hasarı Fare Modeli
Summary
Bu makalede, farelerde yüksek göz tansiyonu retinal iskemi-reperfüzyon hasarı uyarılması için bir yöntem tarif eder. yüksek göz içi basıncı ile retinal iskemi-reperfüzyon hasarı, retina nörovasküler biriminin, insan hastalıkları için, potansiyel hücresel mekanizmaları ve tedavi incelemelerine sağlayan retinada tehlikeye oksijen ve besin teslimat karakterize olan insan patolojilerinin model vermektedir.
Abstract
Retina İskemi-reperfüzyon (I / R), glokom, diyabetik retinopati ve retinal vasküler oklüzyon da dahil olmak üzere çok sayıda oküler hastalık, hücre hasarına katkıda bulunan patofizyolojik süreç. I / R hasarının kemirgen modelleri, özellikle retina nörovasküler ünitesinde nörodejeneratif hasar bakımından, insan İ / R hasarı için mekanizmalar ve tedavi stratejileri hakkında önemli bilgiler sağlıyor. göz içi basıncı (GİB) yüksekliği ile farelerde retina İ / R hasarını uyarılması için bir protokol burada sunulmuştur. Bu protokolde, oküler ön kamara yükseltilmiş bir tuzlu rezervuar damla aktığı bir iğne ile kanüle edilir. sistolik kan basıncının üzerinde GİB'in yükseltmek için bu damla kullanarak, bir uygulayıcı geçici iç retina kan akımını (iskemi) durur. dolaşım kanül uzaklaştırılmasıyla (reperfüzyon) eski haline getirildiğinde, ağır hücresel hasar retina nörodejenerasyonunda sonuçta ortaya çıkan, ortaya çıkar. Son damızlıkler, bu modelin daha fazla unsurları olarak enflamasyon, vasküler geçirgenlik ve kapiler dejenerasyon göstermektedir. Böyle retinal arter ligasyonu, retina I / tarafından R yaralanması gibi alternatif retina İ / R metodolojileri ile karşılaştırıldığında GİB'in nöronal patogenezi ve tedavisi incelemek için değerli bir araç olarak kendini sunan, anatomik özgüllük, deneysel tractability ve teknik erişilebilirlik avantajlar sunmaktadır yükselmiş retina nörovasküler birimi.
Introduction
Retina İskemi-reperfüzyon (I / R), glokom, diyabetik retinopati ve retinal vasküler oklüzyonlar 1 de dahil olmak üzere pek çok insan retinal hastalıkları, karakterize etmektedir. Dolaşım sonradan iade edildiğinde retina I / R, retina damar sisteminde azalmış kan akımı (iskemi) retina oksijen ve diğer besin karşı aşırı duyarlılığı, şiddetli oksidatif tetikleyici ve inflamatuar hasar durumunu oluşturur (reperfüzyon) 2. nöral retina retina nörodejenerasyon belki / R'a bağlı hasarın en belirgin özelliği olmak üzere, bu değişikliklere karşı özellikle savunmasız görünüyor. Fare retina İ / R hasarını modelleme için bir protokol burada sunulmuştur. Bu teknik retina nörovasküler birimin insan hastalıkları için potansiyel mekanizmaları ve tedavi stratejilerinin incelemek için araştırmacılar sağlar.
Cerrahi anemi 3 nörodejeneratif sonuçlarını anlamak isteyen cerrahlar tarafından 1952 yılında öncülük rodent Retina I / yüksek göz içi basıncının (GİB) tarafından R iskemik hakaret 4 sonra nörodejeneratif uç noktaları standartlaştırılması amacıyla 1991 yılında yeniden kuruldu. sistolik kan basıncının üstünde göz içi basıncını yükseltmek için tuzlu rezervuar damla kullanarak, bu çalışmalar basınçlı göz kanülasyon retina dolaşımını durdurma ve böylece nöronal dejenerasyona başlatmak için yeterli olduğunu göstermiştir. GİB yükselmesi retina I / R kullanarak Daha yeni çalışmalar I / R-kaynaklı retina nörodejenerasyon 5-12 yatan mekanizmaları ayrıntılı başladı. Çoklu gruplar inflamasyon 13,14, damar geçirgenliği 15,16 ve kılcal dejenerasyonu 14,17 dahil olmak üzere ek patolojik değişiklikler bildirilmiştir. Birlikte ele alındığında, bu çalışmalar daha genel olarak retina nörovasküler hastalığı için bir model olarak, yüksek IOP retinal I / R hasarına kurduk.
I / R yaralanma mekanizmasını karakterize va çalışma için gerekli olanscular hastalığı. Yükseltilmiş GİB'ndan Retina I / R hasarına, I / R akciğer 18 yaralanma, kalp 19, beyin 20, karaciğer 21, böbrek 22 ve bağırsakta 23 de dahil olmak üzere pek çok hipoksi kaynaklı yaralanma modellerinde, biridir. Bu modeller vasküler hastalık anlayışımızı ve klinik çareler geliştirilmesinde olağanüstü olmuştur. oküler dokularda, retina I / GİB yükselmesi ile R sakatlığı I / R süreçlerinin soruşturma uzatarak bu ilgili koşulların daha kapsamlı bir resmini yardımcı olur.
retinada klinik nörodejeneratif koşullar, retina I / GİB yükselmesi ile R yaralanması ile yakından gelen iskemik patogenezi keşfetmek ilgilenen araştırmacılar için değerli bir araç sunuyor. Burada tarif edilen protokol, uysal, ve erişilebilir hedeflenmektedir. Böyle retina nöronlarının ölçümü, retina kalınlığı ölçümü ve elektrofizyolojik r olarak nöronal dejenerasyonu uç noktalar ile de tamamlanmaktadırretinal sinir işlevinin ayıt. Bu model nörovasküler soruşturma ilerleyen yararını kanıtlamış ve görsel tıp araştırmalarında temel bir kuralı olarak statüsünü kazanma olacağını göstermektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Retina I / GİB yükselmesi ile R yaralanması kemirgen retina nörovasküler ünitesinde hücresel hasarı ve disfonksiyonu, özellikle nörodejenerasyonu, modelleme kendi programını kanıtlamıştır. Bu prosedür sağlam bir kontrol doku sağlar ve teknik gelişmişliği açısından kolayca erişilebilir. Bu ve basınç ve iskemi süresini artırarak yaralanma şiddetini 24 artırabilir diğer I / R yaralanmasına modellerinde görülmüştür. Bu nedenle, bazı uygulayıcılar burada 4,6-10,12</su…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
(; EJD EY022383 ve EY022683) ve Core hibe (P30EY001765), Görüntüleme ve Mikroskopi Çekirdek Modülü Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri araştırma hibeleri tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Heparin Sodium Injection, USP | Abraxis Pharmaceutical Products | 1000 USP/mL | |
| BSS Sterile Irrigating Solution | Alcon Laboratories, Inc. | 9007754-0212 | 500 mL |
| SC-2kg Digital Pocket Scale | American Weigh Scales, Inc. | SC-2kg | |
| Tropicamide Ophthalmic Solution USP 1% | Bausch + Lomb | 1% (10 mg/mL) | |
| Proparacaine Hydrochloride Ophthalmic Solution USP, 0.5% | Bausch + Lomb | 0.5% (5 mg/mL) | |
| INTRAMEDIC Polyethylene Tubing | Becton Dickinson and Company | 427400 | Inner diameter: 427400 |
| 30G1/2 PrecisionGlide Needles | Benton Dickinson and Company | 305106 | |
| BC 1mL TB Syringe, Slim Tip with Intradermal Bevel Needle, 26G x 3/8 | Benton Dickinson and Company | 309625 | |
| BD 60mL Syringe Luer-Lok Tip | Benton Dickinson and Company | 309653 | |
| Zeiss OPMI Visu 200/S8 Microscope | Carl Zeiss AG | 000000-1179-101 | |
| Sterile Syringe Filter | Corning Inc. | CLS431224 | 0.20 µm |
| Durasorb Underpads | Covidien | 1038 | 23 x 24 inches |
| Alcohol Prep | Covidien | 6818 | 2 Ply, Medium |
| Student Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| Hartman Hemostats | Fine Science Tools | 13002-10 | |
| Primary Set, Macrobore, Prepierced Y-Site, 80 Inch | Hospira | 12672-28 | |
| Phosphate Buffered Saline pH 7.4 (1X) | Invitrogen | 10010-049 | 500 mL |
| Distilled water | Invitrogen | 15230-204 | 500 mL |
| C57BL/6J Mice | The Jackson Laboratory | 664 | |
| AnaSed Injection: Xylazine Sterile Solution | LLOYD, Inc. | 20 mg/mL | |
| Lubricating Jelly, Water Soluble Bacteriostatic | MediChoice | 3-Gram Packet | |
| NAMIC Angiographic Pressure Monitoring Manifold | Navilyst Medical, Inc. | 70039355 | 5-Valve Manifold with Seven Female Ports |
| Goniosoft, Hypromellose 2.5% Ophthalmic Demulcent Solution: Hydroxypropyl Methylcellulose | OCuSOFT, Inc. | 2.5% (25 mg/mL) | |
| Ketaset CIII: Ketamine Hydrochloride | Pfizer, Inc. | 100 mg/mL | |
| Trans-Pal I.V. Stand | Pryor Products | 372 | Furnished with a home-constructed 60-cm stainless steel extension |
| Acepromazine: Acepromazine Maleate Injection, USP | Vet One | 10 mg/mL | |
| V-Top Surgery Table/Adjustable Hydraulic | VSSI | 100-4041-21 | |
| Tube Fitting Luer Male to Luer Male | Warner Instruments | 64-1579 |
References
- Osborne, N. N., et al. Retinal ischemia: mechanisms of damage and potential therapeutic strategies. Prog Retin Eye Res. 23 (1), 91-147 (2004).
- Bonne, C., Muller, A., Villain, M. Free radicals in retinal ischemia. Gen Pharmacol. 30 (3), 275-280 (1998).
- Smith, G. G., Baird, C. D. Survival time of retinal cells when deprived of their blood supply by increased intraocular pressure. Am J Ophthalmol. 35 (5:2), 133-136 (1952).
- Buchi, E. R., Suivaizdis, I., Fu, J. Pressure-induced retinal ischemia in rats: an experimental model for quantitative study. Ophthalmologica. 203 (3), 138-147 (1991).
- Block, F., Schwarz, M. The b-wave of the electroretinogram as an index of retinal ischemia. Gen Pharmacol. 30 (3), 281-287 (1998).
- Katai, N., Yoshimura, N. Apoptotic retinal neuronal death by ischemia-reperfusion is executed by two distinct caspase family proteases. Invest Ophthalmol Vis Sci. 40 (11), 2697-2705 (1999).
- Toriu, N., et al. Lomerizine, a Ca2+ channel blocker, reduces glutamate-induced neurotoxicity and ischemia/reperfusion damage in rat retina. Exp Eye Res. 70 (4), 475-484 (2000).
- Kawai, S. I., et al. Modeling of risk factors for the degeneration of retinal ganglion cells after ischemia/reperfusion in rats: effects of age, caloric restriction, diabetes, pigmentation, and glaucoma. FASEB J. 15 (7), 1285-1287 (2001).
- Chidlow, G., Schmidt, K. G., Wood, J. P., Melena, J., Osborne, N. N. Alpha-lipoic acid protects the retina against ischemia-reperfusion. Neuropharmacology. 43 (6), 1015-1025 (2002).
- Fei, F., et al. Upregulation of Homer1a Promoted Retinal Ganglion Cell Survival After Retinal Ischemia and Reperfusion via Interacting with Erk Pathway. Cell Mol Neurobiol. , (2015).
- Xu, Z., et al. Neuroprotective role of Nrf2 for retinal ganglion cells in ischemia-reperfusion. J Neurochem. 133 (2), 233-241 (2015).
- Kim, B. J., Braun, T. A., Wordinger, R. J., Clark, A. F. Progressive morphological changes and impaired retinal function associated with temporal regulation of gene expression after retinal ischemia/reperfusion injury in mice. Mol Neurodegener. 8 (21), (2013).
- Portillo, J. A., et al. CD40 mediates retinal inflammation and neurovascular degeneration. J Immunol. 181 (12), 8719-8726 (2008).
- Wei, Y., et al. Nrf2 has a protective role against neuronal and capillary degeneration in retinal ischemia-reperfusion injury. Free Radic Biol Med. 51 (1), 216-224 (2011).
- Abcouwer, S. F., et al. Effects of ischemic preconditioning and bevacizumab on apoptosis and vascular permeability following retinal ischemia-reperfusion injury. Invest Ophthalmol Vis Sci. 51 (11), 5920-5933 (2010).
- Abcouwer, S. F., et al. Minocycline prevents retinal inflammation and vascular permeability following ischemia-reperfusion injury. J Neuroinflammation. 10 (149), (2013).
- Zheng, L., Gong, B., Hatala, D. A., Kern, T. S. Retinal ischemia and reperfusion causes capillary degeneration: similarities to diabetes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 48 (1), 361-367 (2007).
- Weyker, P. D., Webb, C. A., Kiamanesh, D., Flynn, B. C. Lung ischemia reperfusion injury: a bench-to-bedside review. Semin Cardiothorac Vasc Anesth. 17 (1), 28-43 (2013).
- Raedschelders, K., Ansley, D. M., Chen, D. D. The cellular and molecular origin of reactive oxygen species generation during myocardial ischemia and reperfusion. Pharmacol Ther. 133 (2), 230-255 (2012).
- Di, Y., et al. MicroRNAs expression and function in cerebral ischemia reperfusion injury. J Mol Neurosci. 53 (2), 242-250 (2014).
- Saidi, R. F., Kenari, S. K. Liver ischemia/reperfusion injury: an overview. J Invest Surg. 27 (6), 366-379 (2014).
- Malek, M., Nematbakhsh, M. Renal ischemia/reperfusion injury; from pathophysiology to treatment. J Renal Inj Prev. 4 (2), 20-27 (2015).
- Mallick, I. H., Yang, W., Winslet, M. C., Seifalian, A. M. Ischemia-reperfusion injury of the intestine and protective strategies against injury. Dig Dis Sci. 49 (9), 1359-1377 (2004).
- Hesketh, E. E., et al. Renal ischaemia reperfusion injury: a mouse model of injury and regeneration. J Vis Exp. (88), (2014).
- Stefansson, E., Wilson, C. A., Schoen, T., Kuwabara, T. Experimental ischemia induces cell mitosis in the adult rat retina. Invest Ophthalmol Vis Sci. 29 (7), 1050-1055 (1988).
- Honjo, M., et al. Statin inhibits leukocyte-endothelial interaction and prevents neuronal death induced by ischemia-reperfusion injury in the rat retina. Arch Ophthalmol. 120 (12), 1707-1713 (2002).
- Otori, Y., et al. Expression of c-fos and c-jun mRNA following transient retinal ischemia: an approach using ligation of the retinal central artery in the rat. Surv Ophthalmol. 42, 96-104 (1997).
- Liu, J., et al. Epac2-deficiency leads to more severe retinal swelling, glial reactivity and oxidative stress in transient middle cerebral artery occlusion induced ischemic retinopathy. Sci China Life Sci. 58 (6), 521-530 (2015).
- Zhang, Y., Zhang, Z., Yan, H. Simvastatin inhibits ischemia/reperfusion injury-induced apoptosis of retinal cells via downregulation of the tumor necrosis factor-alpha/nuclear factor-kappaB pathway. Int J Mol Med. , (2015).
- Li, B., Pang, I. H., Barnes, G., McLaughlin, M., Holt, W. A new method and device to induce transient retinal ischemia in the rat. Curr Eye Res. 24 (6), 458-464 (2002).
