Optik Koherens Tomografinin Retinopatinin Bir Fare Modeline Uygulanması
Summary
Burada, farelerde retinopatinin tanısını ve kantitatif ölçümünü kolaylaştırmak için optik koherens tomografi kullanan bir in vivo görüntüleme tekniğini tanımladık.
Abstract
Optik koherens tomografi (OKT) retinopati tanısında noninvaziv bir yöntem sunmaktadır. OCT makinesi, retina kalınlığının hesaplanabileceği retinal kesitsel görüntüleri yakalayabilir. OCT klinik pratikte yaygın olarak kullanılmasına rağmen, temel araştırmalardaki uygulaması, özellikle fareler gibi küçük hayvanlarda yaygın değildir. Göz kürelerinin küçük boyutu nedeniyle, farelerde fundus görüntüleme incelemeleri yapmak zordur. Bu nedenle, küçük hayvanlarda OCT görüntülemeyi yerleştirmek için özel bir retinal görüntüleme sistemi gereklidir. Bu makalede, OCT muayene prosedürleri için küçük hayvanlara özgü bir sistem ve görüntü analizi için ayrıntılı bir yöntem gösterilmektedir. Çok düşük yoğunluklu lipoprotein reseptörü (Vldlr) nakavt fareleri ve C57BL/6J farelerin retinal OCT incelemesinin sonuçları sunulmuştur. C57BL / 6J farelerinin OCT görüntüleri retina tabakalarını gösterirken, Vldlr nakavt farelerininki subretinal neovaskülarizasyon ve retina incelmesi gösterdi. Özetle, OCT muayenesi fare modellerinde retinopatinin noninvaziv tespitini ve ölçümünü kolaylaştırabilir.
Introduction
Optik koherens tomografi (OKT), 1,2,3,4,5,6,7,8 dokusu için, özellikle retinadaki noninvaziv inceleme için in vivo yüksek çözünürlüklü ve kesitsel görüntüleme sağlayabilen bir görüntüleme tekniğidir 9,10,11,12 . Ayrıca retina kalınlığı ve retina sinir lifi tabakası kalınlığı gibi bazı önemli biyobelirteçleri ölçmek için de kullanılabilir. OCT’nin prensibi, bir numuneden yansıyan ışığın tutarlılığından kesitsel doku bilgisini elde eden ve bir bilgisayar sistemi aracılığıyla grafik veya dijital bir forma dönüştüren optik tutarlılık reflektometrisidir7. OKT, retina hastalıkları olan hastaların tanısı, takibi ve yönetimi için gerekli bir araç olarak oftalmoloji kliniklerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca retina hastalıklarının patogenezi hakkında fikir verebilir.
Klinik uygulamalara ek olarak, OCT hayvan çalışmalarında da kullanılmıştır. Patoloji morfolojik karakterizasyonun altın standardı olmasına rağmen, OKT noninvaziv in vivo görüntüleme ve uzunlamasına takip avantajına sahiptir. Ayrıca, OKT’nin retinopati hayvan modellerinde histopatoloji ile iyi ilişkili olduğu gösterilmiştir 11,13,14,15,16,17,18,19,20. Fare, biyomedikal çalışmalarda en sık kullanılan hayvandır. Bununla birlikte, küçük göz küreleri farelerde OCT görüntüleme yapmak için teknik bir zorluk oluşturmaktadır.
İlk olarak farelerde retinal görüntüleme için kullanılan OCT21,22 ile karşılaştırıldığında, küçük hayvanlarda OCT artık donanım ve yazılım sistemlerine göre optimize edilmiştir. Örneğin, OCT, izleyici ile birlikte, sinyal-gürültü oranını önemli ölçüde azaltır; OCT yazılım sistemi yükseltmeleri, daha fazla retina katmanının otomatik olarak algılanmasını sağlar; ve entegre DLP beamer, hareket artefaktlarını azaltmaya yardımcı olur.
Çok düşük yoğunluklu lipoprotein reseptörü (Vldlr), endotel hücrelerinde bulunan bir transmembran proteinidir. Retinal vasküler endotel hücreleri, retinal pigment epitel hücreleri ve dış sınırlayıcı membran23,24 çevresinde eksprese edilir. Subretinal neovaskülarizasyon, Vldlr nakavt fareleri23’ün fenotipidir. Bu nedenle, Vldlr nakavt fareleri, subretinal neovaskülarizasyonun patogenezini ve potansiyel tedavisini araştırmak için kullanılır. Bu makalede, küçük hayvan modellerinde retinopati araştırması için bazı teknik referanslar sağlamayı umarak, Vldlr nakavt farelerinde retinal lezyonları tespit etmek için OCT görüntülemenin uygulanması gösterilmektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışmada, Vldlr nakavt farelerinde eksik posterior vitreus dekolmanı, subretinal neovaskülarizasyon ve retina kalınlığında incelme gösteren retinal değişiklikleri değerlendirmek için küçük hayvan retinal görüntüleme sistemi kullanılarak OCT görüntüleme uygulanmıştır. OKT, retinanın durumunu in vivo olarak incelemek için kullanılan noninvaziv bir görüntüleme yöntemidir. Çoğu OCT cihazı insan gözü muayenesi için tasarlanmıştır. Donanım ekipmanının boyutu, …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Proje Kaynağı: Guangdong Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı (2018A0303130306). Yazarlar, finansman ve materyaller için Oftalmik Araştırma Laboratuvarı, Shantou Üniversitesi Ortak Shantou Uluslararası Göz Merkezi ve Hong Kong Çin Üniversitesi’ne teşekkür eder.
Materials
| 100-Dpt contact lens | Volk Optical,Inc, Mentor, OH | Accessory belonging to the RETImap | |
| Double aspheric 60-Dpt glass lens | Volk Optical,Inc, Mentor, OH | Accessory belonging to the RETImap | |
| Electric heating blanket | POPOCOLA | CW-DRT-01 | 50 x 35 cm |
| Injection syringe (1 mL) | Kaile | 0.45 x 16RWLB | |
| Levofloxacin Hydrochloride Eye Gel | EBE PHARMACEUTICAL Co.LTD | 5 g: 0.015 g | |
| Medical sodium hyaluronate gel | Alcon | 16H01E | |
| Microliter syringes | Shanghai high pigeon industry and trade co., LTD | Q31/0113000236C001-2017 | 50 µL |
| Povidone iodine solution | Guangdong medihealth pharmaceutical Co.,LTD | 100 mL | |
| RETImap | ROLAND CONSULT | 19-99_50-2.1_1.2E | cSLO/ERG/VEP/FA/OCT/GFP |
| Small animal ear studs | OSMO POCKET OT110 | INS1005-1S | |
| Tropicamide Phenylephrine Eye Drops | Santen Pharmaceutical Co.,LTD | 5 mg/mL | |
| Xylazin | Sigma | X1251-5G | 5 g |
| Zoletil 50 | Virbac.S.A | 7FRPA | Tiletamine 125 mg + Zolazepam 125 mg |
References
- Frombach, J., et al. Serine protease-mediated cutaneous inflammation: characterization of an ex vivo skin model for the assessment of dexamethasone-loaded core multishell-nanocarriers. Pharmaceutics. 12 (9), 862 (2020).
- Osiac, E., Săftoiu, A., Gheonea, D. I., Mandrila, I., Angelescu, R. Optical coherence tomography and Doppler optical coherence tomography in the gastrointestinal tract. Journal of Gastroenterology. 17 (1), 15-20 (2011).
- Xiong, Y. Q., et al. Diagnostic accuracy of optical coherence tomography for bladder cancer: A systematic review and meta-analysis. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 27, 298-304 (2019).
- Andrews, P. M., et al. Optical coherence tomography of the aging kidney. & Clinical Transplantation. 14 (6), 617-622 (2016).
- Terashima, M., Kaneda, H., Suzuki, T. The role of optical coherence tomography in coronary intervention. The Korean Journal of Internal Medicine. 27 (1), 1-12 (2012).
- Avital, Y., Madar, A., Arnon, S., Koifman, E. Identification of coronary calcifications in optical coherence tomography imaging using deep learning. Scientific Reports. 11 (1), 11269 (2021).
- Huang, D., et al. Optical coherence tomography. Science. 254 (5035), 1178-1181 (1991).
- Tsai, T. H., et al. Optical coherence tomography in gastroenterology: a review and future outlook. Journal of Biomedical Optics. 22 (12), 1-17 (2017).
- Chen, J., et al. Relationship between optical intensity on optical coherence tomography and retinal ischemia in branch retinal vein occlusion. Scientific Reports. 8 (1), 9626 (2018).
- Chen, X., et al. Quantitative analysis of retinal layer optical intensities on three-dimensional optical coherence tomography. Investigative Opthalmology & Visual Science. 54 (10), 6846-6851 (2013).
- Cruz-Herranz, A., et al. Monitoring retinal changes with optical coherence tomography predicts neuronal loss in experimental autoimmune encephalomyelitis. Journal of Neuroinflammation. 16 (1), 203 (2019).
- Podoleanu, A. G. Optical coherence tomography. Journal of Microscopy. 247 (3), 209-219 (2012).
- Augustin, M., et al. Optical coherence tomography findings in the retinas of SOD1 knockout mice. Translational Vision Science & Technology. 9 (4), 15 (2020).
- Berger, A., et al. Spectral-domain optical coherence tomography of the rodent eye: highlighting layers of the outer retina using signal averaging and comparison with histology. PLoS One. 9 (5), 96494 (2014).
- Burns, M. E., et al. New developments in murine imaging for assessing photoreceptor degeneration in vivo. Advances in Experimental Medicine & Biology. 854, 269-275 (2016).
- Jagodzinska, J., et al. Optical coherence tomography: imaging mouse retinal ganglion cells in vivo. Journal of Visualized Experiments: Jove. (127), e55865 (2017).
- Kocaoglu, O. P., et al. Simultaneous fundus imaging and optical coherence tomography of the mouse retina. Investigative Opthalmology & Visual Science. 48 (3), 1283-1289 (2007).
- Tode, J., et al. Thermal stimulation of the retina reduces Bruch’s membrane thickness in age related macular degeneration mouse models. Translational Vision Science & Technology. 7 (3), 2 (2018).
- Wang, R., Jiang, C., Ma, J., Young, M. J. Monitoring morphological changes in the retina of rhodopsin-/- mice with spectral domain optical coherence tomography. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 53 (7), 3967-3972 (2012).
- Xie, Y., et al. A spectral-domain optical coherence tomographic analysis of Rdh5-/- mice retina. PLoS ONE. 15 (4), 0231220 (2020).
- Li, Q., et al. Noninvasive imaging by optical coherence tomography to monitor retinal degeneration in the mouse. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 42 (12), 2981-2989 (2001).
- Horio, N., et al. Progressive change of optical coherence tomography scans in retinal degeneration slow mice. Archives of Ophthalmology. 119 (9), 1329-1332 (2001).
- Hu, W., et al. Expression of VLDLR in the retina and evolution of subretinal neovascularization in the knockout mouse model’s retinal angiomatous proliferation. Investigative Opthalmology & Visual Science. 49 (1), 407-415 (2008).
- Wyne, K. Expression of the VLDL receptor in endothelial cells. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 16 (3), 407-415 (1996).
- Augustin, M., et al. In vivo characterization of spontaneous retinal neovascularization in the mouse eye by multifunctional optical coherence tomography. Investigative Opthalmology & Visual Science. 59 (5), 2054-2068 (2018).
- Fang, Y., et al. Fundus autofluorescence, spectral-domain optical coherence tomography, and histology correlations in a Stargardt disease mouse model. The FASEB Journal. 34 (3), 3693-3714 (2020).
