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माउस और प्रोटिओमिक विश्लेषण के लिए शीशे रेटिना की अंतड़ी निकालना

1,2, 3, 1,2

1Omics Laboratory, University of Iowa, 2Ophthalmology and Visual Sciences, University of Iowa, 3Harkness Eye Institute, Columbia University College of Physicians and Surgeons

 

Video Article Chapters

Cite this Article: माउस और प्रोटिओमिक विश्लेषण के लिए शीशे रेटिना की अंतड़ी निकालना

Skeie, J. M., Tsang, S. H., Mahajan, V. B. Evisceration of Mouse Vitreous and Retina for Proteomic Analyses. J. Vis. Exp. (50), e2795, doi:10.3791/2795 (2011).

Abstract: माउस और प्रोटिओमिक विश्लेषण के लिए शीशे रेटिना की अंतड़ी निकालना

जबकि माउस रेटिना विरासत में मिला रेटिनल रोग के लिए एक महत्वपूर्ण आनुवंशिक मॉडल के रूप में उभरा है, माउस कांच का पता लगाया जाना रहता है. कांच का एक अत्यधिक जलीय कोशिकी मैट्रिक्स रेटिना जहां के रूप में के रूप में अच्छी तरह से intraocular extraocular प्रोटीन बीमारी के दौरान जमा overlying है शीशे और रेटिना के बीच 1-3 असामान्य बातचीत रेटिना टुकड़ी, proliferative मधुमेह रेटिनोपैथी, uveitis के, और proliferative vitreoretinopathy जैसे कई रोगों आबाद. 1 4 सापेक्षिक माउस शीशे की मात्रा काफी मानव शीशे (चित्रा 1) से छोटा है, माउस लेंस के बाद से अपनी आंख के लगभग 75% occupies 5 यह माउस शीशे के जैव रासायनिक अध्ययन किया गया है चुनौतीपूर्ण. इस वीडियो लेख में, हम काटना और रेटिना, जो ट्रांसजेनिक माउस मॉडल का उपयोग vitreoretinal रोगों के विकास में और अधिक स्पष्ट रूप से इस बाह्य मैट्रिक्स की भूमिका को परिभाषित करने की अनुमति देगा से माउस शीशे अलग तकनीक मौजूद है.

Protocol: माउस और प्रोटिओमिक विश्लेषण के लिए शीशे रेटिना की अंतड़ी निकालना

1. पूर्वकाल खंड विच्छेदन.

  1. किनारी के लिए पीछे scleral ऊतक 0.22 forcep और दुनिया (नज़र गेंद) स्थिर के साथ समझा है.
  2. एक microsurgical ब्लेड किनारी से किनारी कॉर्निया में एक रेखीय चीरा बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है.
  3. एक 0.12 Colibri forcep तो चीरा कॉर्निया समझ करने के लिए प्रयोग किया जाता है.
  4. पूर्वकाल कक्ष द्रव तो एक Weck Cel शल्य चिकित्सा भाला के साथ लीन है.

2. लेंस अंतड़ी निकालना.

  1. एक 0.12 Colibri कॉर्निया लोभी forcep के लिए दुनिया को स्थिर करने के लिए प्रयोग किया जाता है.
  2. एक ठीक घुमावदार सुई धारक (या घुमावदार ड्रेसिंग संदंश) दुनिया के पीछे पहलू की ओर लेंस के पीछे डाला जाता है. सुई धारक आंशिक रूप से बंद कर दिया है और आगे खींच लिया. दबाव श्वेतपटल, जो लेंस corneal चीरा के माध्यम से आगे जबकि आँख दीवार बरकरार जा धक्का की बाहरी सतह पर संदंश का उपयोग करने के लिए लागू किया जाता है. कांच का एक पारदर्शी जेल के रूप में प्रकट होता है और आंशिक रूप से लेंस के लिए पक्षपाती है.
  3. ऊतक लेंस - कांच का तो एक फ़िल्टर्ड centrifugation protease अवरोध करनेवाला (Roche) कॉकटेल पीबीएस में भंग के 20 microliters युक्त ट्यूब में रखा गया है.

3. रेटिना अंतड़ी निकालना.

  1. 0.12 Colibri चीरा कॉर्निया लोभी संदंश के साथ दुनिया को स्थिर करने के लिए जारी रखें.
  2. एक ठीक घुमावदार सुई धारक (या घुमावदार ड्रेसिंग संदंश) जहाँ तक संभव हो के रूप में दुनिया के लिए पीछे के रूप में रखा गया है, ऑप्टिक तंत्रिका के पास. सुई धारक आंशिक रूप से बंद कर दिया है और आगे खींच लिया. दबाव श्वेतपटल, जो corneal चीरा के माध्यम से रेटिना आगे धक्का की बाहरी सतह पर संदंश का उपयोग करने के लिए लागू किया जाता है. कांच का एक पारदर्शी रेटिना को अनुयायी जेल के रूप में प्रकट होता है. रेटिना एक पीला, vascularized ऊतक के रूप में कल्पना की है. Pigmented ऊतक के किसी भी स्ट्रिप्स संदंश के साथ खुली दूर हो सकते हैं.
  3. ऊतक रेटिना - शीशे तब फ़िल्टर अपकेंद्रित्र लेंस शीशे ऊतक युक्त ट्यूब में रखा गया है.

4. Centrifugation छनित.

  1. फ़िल्टर अपकेंद्रित्र ट्यूब एक benchtop अपकेंद्रित्र में रखा गया है. 12 मिनट के लिए 14,000 x जी पर स्पिन.
  2. निचले सदन, जो शीशे का है से eluant Aspirate. रेटिना के ऊपरी सदन में रहता है. इन नमूनों प्रोटीन के अध्ययन के लिए उपयोग किया जा सकता है.

5. प्रतिनिधि परिणाम

शीशे के नमूने एसडीएस PAGE (चित्रा 2) द्वारा विश्लेषण किया गया. नमूने एक enzymatic गतिविधि परख (चित्रा 3) के लिए भी इस्तेमाल किया गया.

चित्रा 1
चित्रा 1 माउस आंख आरेख. मानव और चूहे आँख के क्रॉस अनुभागीय योजनाबद्ध रिश्तेदार छोटे माउस अपने बड़े लेंस कारण आंखों में शीशे की मात्रा से पता चलता है.

चित्रा 2
चित्रा 2. एक आयामी एसडीएस PAGE माउस शीशे और रेटिना के. शीशे माउस के प्रोटीन प्रोफाइल, 13.6 मिलीग्राम / एमएल (1 लेन), और रेटिना, 11.35 मिलीग्राम / एमएल (2 लेन). जेल वैद्युतकणसंचलन 45 मिनट के लिए 150 केवी पर प्रदर्शन किया था, फ्लेमिंगो फ्लोरोसेंट जेल दाग के साथ दाग और VersaDoc इमेजिंग प्रणाली (BioRad, हरक्यूलिस, सीए) का उपयोग करते हुए कल्पना.

चित्रा 3
चित्रा 3. Superoxide dismutase (वतन) माउस और मानव शीशे में एंजाइम गतिविधि. कुल वतन गतिविधि के मापन (वतन गतिविधि वर्णमिति aasay किट, AB65354 # Abcam, इंक, कैम्ब्रिज, एमए) शीशे और DBA और सूरजमुखी मनुष्य चूहों से अंतड़ी निकालना द्वारा एकत्र रेटिना पर प्रदर्शन किया गया था. यह मानव कांच कोर और मानव पोस्टमार्टम मानव दाता आँखों से एकत्र रिश्तेदार गतिविधि निर्धारित करने के लिए रेटिना में वतन गतिविधि की तुलना में किया गया था. Undiluted कांच कोर के नमूने मैन्युअल रूप से एक 23 गेज सुई, 11 और रेटिना आँख फूल और ऊतक जटिल / RPE रंजित से दूर काटने के द्वारा एकत्र किया गया था का उपयोग कर से aspirated थे. हालांकि परख वतन isoforms के बीच भेद नहीं करता, कांच वतन गतिविधि SOD3 प्रतिबिंबित की संभावना है, क्योंकि यह केवल बाह्य isoform 12 रेटिना वतन गतिविधि के लिए सभी तीन वतन isoforms प्रतिबिंबित की संभावना है. Intracellular SOD1, mitochondrial SOD2, और कोशिकी SOD3. बेहद संवेदनशील इस वतन परख सहित enzymatic assays, 12, प्रोटीन के पार संदूषण की संभावना संभव है और आगे के अध्ययन के की आवश्यकता है. त्रुटि सलाखों SEM का प्रतिनिधित्व करते हैं.

Discussion: माउस और प्रोटिओमिक विश्लेषण के लिए शीशे रेटिना की अंतड़ी निकालना

ट्रांसजेनिक चूहों में रेटिना और vitreoretinal रोग की जांच के लिए एक महत्वपूर्ण मॉडल हैं. माउस 6-10 कांच का शरीर, तथापि, मानव माउस आंख में बड़े लेंस की वजह से शीशे का की तुलना में आँख के एक काफी छोटे अनुपात शामिल हैं 5. इससे यह मुश्किल और अलग करने के लिए और माउस कांच का शुद्ध. प्रोटीन proliferative मधुमेह रेटिनोपैथी, आयु से संबंधित धब्बेदार अध: पतन, uveitis के, और रेटिना टुकड़ी जैसे रोगों के दौरान शीशे के साथ जुड़े परिवर्तन को समझना तंत्र में अंतर्दृष्टि दे देंगे जिसके द्वारा वे प्रगति. यह कल्पना की प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल प्राप्त करने के लिए और माउस कांच का शरीर को शुद्ध करने का साधन प्रदान करता है, जबकि enzymatic और प्रोटिओमिक विश्लेषण के लिए प्रोटीन उपज को अधिकतम.

Disclosures: माउस और प्रोटिओमिक विश्लेषण के लिए शीशे रेटिना की अंतड़ी निकालना

जानवरों पर प्रयोग ऑप्थाल्मिक और विजन रिसर्च में पशु के उपयोग के लिए नेत्र विज्ञान बयान में अनुसंधान और विजन के लिए एसोसिएशन के अनुसार में प्रदर्शन किया गया.

Acknowledgements: माउस और प्रोटिओमिक विश्लेषण के लिए शीशे रेटिना की अंतड़ी निकालना

अनुदान दृष्टि और अंधापन रोकने के अनुसंधान के लिए लड़ो द्वारा प्रदान की गई थी.

Materials: माउस और प्रोटिओमिक विश्लेषण के लिए शीशे रेटिना की अंतड़ी निकालना

Name Company Catalog Number Comments
15°, BD Beaver Microsurgical Blade BD Biosciences 374881
PBS, pH 7.4 Invitrogen 70011-044
0.22 Fine-Castroviejo Suturing Forceps Storz Ophthalmics E1805
0.12 Colibri forceps Storz Ophthalmics 2/132
Microcon Centrifugal FilterUltracel YM-100 or YM-50 EMD Millipore 42412, 42415
SOD Activity Colorimetric Assay Kit Abcam Ab65354
Weck-Cel surgical spears Medtronic Inc. 0008680
Protease inhibitor cocktail Roche Group 11 836 170 001
Flamingo fluorescent gel stain Bio-Rad 161-04910

References: माउस और प्रोटिओमिक विश्लेषण के लिए शीशे रेटिना की अंतड़ी निकालना

  1. Bishop, P. N. Structural macromolecules and supramolecular organisation of the vitreous gel. Prog. Retin. Eye Res. 19, 323-344, doi:S1350-9462(99)00016-6 [pii] (2000).
  2. Gao, B. B., Chen, X., Timothy, N., Aiello, L. P. & Feener, E. P. Characterization of the vitreous proteome in diabetes without diabetic retinopathy and diabetes with proliferative diabetic retinopathy. J. Proteome Res. 7, 2516-2525, doi:10.1021/pr800112g (2008).
  3. Izuta, H. et al. Extracellular SOD and VEGF are increased in vitreous bodies from proliferative diabetic retinopathy patients. Mol. Vis. 15, 2663-2672 (2009).
  4. Sebag, J. Molecular biology of pharmacologic vitreolysis. Trans. Am. Ophthalmol. Soc. 103, 473-494 (2005).
  5. Smith, R. S. in Systematic evaluation of the mouse eye: Anatomy, pathology, and biomethods eds R.S. Smith, S.W.M. John, P.M. Nishina, & J.P. Sundberg) 161-195 (CRC Press, 2002).
  6. Ihanamaki, T., Metsaranta, M., Rintala, M., Vuorio, E. & Sandberg-Lall, M. Ocular abnormalities in transgenic mice harboring mutations in the type II collagen gene. Eur. J. Ophthalmol. 6, 427-435 (1996).
  7. Kaarniranta, K. et al. A mouse model for Stickler's syndrome: ocular phenotype of mice carrying a targeted heterozygous inactivation of type II (pro)collagen gene (Col2a1). Exp. Eye Res. 83, 297-303, doi:10.1016/j.exer.2005.11.027 (2006).
  8. Marneros, A. G. & Olsen, B. R. Age-dependent iris abnormalities in collagen XVIII/endostatin deficient mice with similarities to human pigment dispersion syndrome. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44, 2367-2372 (2003).
  9. Martin, A. C. et al. Pathogenesis of persistent hyperplastic primary vitreous in mice lacking the arf tumor suppressor gene. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 45, 3387-3396, doi:10.1167/iovs.04-0349 (2004).
  10. Song, B. J., Tsang, S. H. & Lin, C. S. Genetic models of retinal degeneration and targets for gene therapy. Gene. Ther. Mol. Biol. 11B, 229-262 (2007).
  11. Skeie, J.M. and Mahajan, V.B. Dissection of Human Vitreous Body Elements for Proteomic Analysis http://www.jove.com/details.stp?id=2455 doi: 10.3791/2455. J Vis Exp. 47 (2011).
  12. Ciechanowski, K. et al. Impaired synthesis is not the reason for decreased activity of extracellular superoxide dismutase in patients with diabetes. Arch Med Res 36, 148-153, doi:S0188-4409(04)00121-3 [pii]10.1016/j.arcmed.2004.11.002 (2005).

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8 Comments

very nice! very useful!
What is the average protein concentration of vitreous from one eye?

1

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Posted by: KevinApril 11, 2011, 1:54 AM

The average concentration per eye is 1.5 mg/mL.

2

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Posted by: Vinit M.April 20, 2011, 6:05 PM

could I use this method of isolation lens and retina to culture for 1 week in media? Will there be any adverse effects I.e. bacterial contamination?

3

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Posted by: Barbara SummersJuly 8, 2011, 9:29 AM

You can use this method for the dissection. Bacterial contamination is always an issue with primary cultures. Use sterile instruments under a hood and cleanse the surfaces of the eye as much as possible with a solution of betadine or alcohol before cutting the cornea. First culture medium should contain antibiotics and fungizone to prevent contamination. I usually discontinue the use of fungizone after first passage but continue the use of the antibiotics with primary cultures.

3.1

Reply

Posted by: Vinit M.July 8, 2011, 9:36 AM

To sterilize the ocular surface before dissection, you can apply a few drops of betadine (ophthalmic) to the cornea and then rinse with sterile PBS x6. Let us know how it works :-)

3.2

Reply

Posted by: Vinit M.July 12, 2011, 11:42 AM

Can you first isolate the lens, and then go back and isolate the retina or do you have to do them both at one time?
I have tried using a #11 belly blade disposable scalpel and I find it hard to tell if I have successfully made a good cut across the cornea because the eye is black. I do use an enlarging lens with a light to work under but I still find it difficult to tell if I have cut the cornea. Sometimes, if the cut totally across the cornea, i squeeze they eye and end upd squishing the lens- it never comes out. Will the opthalmic blace make th e difference in being successful

4

Reply

Posted by: Barbara S.December 1, 2011, 1:14 PM

Can you first isolate the lens, and then go back and isolate the retina or do you have to do them both at one time?
I have tried using a #11 belly blade disposable scalpel and I find it hard to tell if I have successfully made a good cut across the cornea because the eye is black. I do use an enlarging lens with a light to work under but I still find it difficult to tell if I have cut the cornea. Sometimes, if the cut totally across the cornea, i squeeze they eye and end upd squishing the lens- it never comes out. Will the opthalmic blace make th e difference in being successful
Can you first isolate the lens and then go back and isolate the retina or do you have to do both at one time?
Also, I have tried cutting the cornea using a disposable #11 belly blade but most of the time I am unsuccessful- hard to make a good cut. Will using the blade you recommend make a big difference?

5

Reply

Posted by: Barbara S.December 1, 2011, 1:19 PM

1.There are two maxims for microsurgery: adequate illumination and adequate magnification. To complete the procedure, you really need to see the tissue well under a good binocular dissecting microscope to allow for stereo. A bright and sometimes eccentric (rather than coaxial) light from a goose neck source can sometimes highlight the tissues better.

2. I would probably recommend a flat #11 blade. It will be easier to apply the very sharp tip to the tissue compared to a curved blade.

3. When making the incision you should see a small amount of anterior chamber fluid efflux from the wound. This indicates that you have penetrated the full thickness of the cornea.

4. Make the incision from one end of the limbus to the other. This should give an adequate wound size to allow the full lens to pass. To avoid crushing the lens, make sure that your forceps are far back enough to get behind the lens, and don’t close them completely before pulling anteriorly. The lens and retina can be isolated separately, but sometimes they stick together.

5.1

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Posted by: Vinit M.December 4, 2011, 12:10 PM

Hello
Could we harvest some hyalocytes by using this method( vitroues evisceration) and culture those? I need to find a way of generating hyalocyte cell line from mouse eye.
Thanks

6

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Posted by: MamedMarch 15, 2012, 9:58 AM

I think this is possible but challenging. Our filter was selected to separate any cells (from the retina) from the vitreous. In your case, you don't want to filter the vitreous and remove cells. I would consider eviscerating the lens with the vitreous, which often sticks to the lens. Then skip the filtration step and plate the lens and vitreous. The vitreous should solubilize in culture medium after a short time, and then you can remove the lens from the dish. Hopefully any hyalocytes would grow on the dish. Good luck and let us know how it works!

7

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Posted by: Vinit M.March 22, 2012, 10:07 PM

Hi,
Vitreous evisceration from mouse is a tough task and your video article has made it look very simple.

You are using a cut-off centrifugation column to separate vitreous from lens and retina. If you are using 100kD column then one would only able to get protein in vitreous that are below 100kD. But if my protein of interest is above 100kD, what is the best way of separating vitreous from lens ?

Any advise ?

Thanks

8

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Posted by: Imran M.February 6, 2013, 3:10 PM

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