RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Deokho Lee*1,2, Yukihiro Miwa*1,2,3, Heonuk Jeong1,2, Shin-ichi Ikeda1,2, Yusaku Katada1,2, Kazuo Tsubota1,2,4, Toshihide Kurihara1,2
1Laboratory of Photobiology,Keio University School of Medicine, 2Department of Ophthalmology,Keio University School of Medicine, 3Animal eye care,Tokyo Animal Eye Clinic, 4Tsubota Laboratory, Inc.
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
هنا، ونحن وصف نموذج الماوس من الإقفاري الشبكية عن طريق انسداد الشريان السباتي المشترك الثنائية العابرة باستخدام خياطة بسيطة ومشابك. يمكن أن يكون هذا النموذج مفيدًا لفهم الآليات المرضية لتروية الشبكية الناجمة عن تشوهات القلب والأوعية الدموية.
يمكن أن تؤدي أمراض الأوعية الدموية المتنوعة مثل اعتلال الشبكية السكري، وانسداد الأوردة الشبكية أو الشرايين ومتلازمة نقص التروية العينية إلى نقص التروية الشبكية. من أجل تحري الآليات المرضية لاقفارية الشبكية، يجب تطوير نماذج تجريبية ذات صلة. تشريحيا، والأوعية الرئيسية لتوريد الدم الشبكية هو الشريان العيني (OpA) و OpA ينبع من الشريان السباتي الداخلي من الشريان السباتي المشترك (CCA). وهكذا، يمكن أن يسبب اضطراب CCA فعلياً نقص التروية الشبكية. هنا، أنشأنا نموذج الماوس من الإقفاري الشبكية عن طريق انسداد الشريان السباتي المشترك الثنائي العابر (tBCCAO) لربط CCA اليمنى مع خياطة الحرير 6-0 وocclude CCA اليسار عابرة لمدة 2 ثانية عن طريق المشبك، وأظهرت أن tBCCAO يمكن أن تحفز هتكيمي الشبكية الحادة مما يؤدي إلى خلل الشبكية. الطريقة الحالية يقلل الاعتماد على الأدوات الجراحية فقط باستخدام الإبر الجراحية والمشبك، ويختصر الوقت انسداد للحد من الموت الحيواني غير متوقع، والذي غالبا ما ينظر في نماذج الماوس من انسداد الشريان الدماغي الأوسط، ويحافظ على قابلية التكاثر من النتائج التروية الشبكية الشائعة. ويمكن استخدام هذا النموذج للتحقيق في الفيزيولوجيا المرضية من اعتلال الشبكية الإقفي في الفئران ، ويمكن استخدامها كذلك في فحص المخدرات في الجسم الحي.
الشبكية هي نسيج عصبي للبصر. منذ هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الأوكسجين لوظيفة بصرية، ومن المعروف شبكية العين باعتبارها واحدة من أعلى الأوكسجين تطالب الأنسجة في الجسم1. الشبكية عرضة لأمراض الأوعية الدموية كما يتم تسليم الأكسجين من خلال الأوعية الدموية. أنواع مختلفة من أمراض الأوعية الدموية، مثل اعتلال الشبكية السكري والأوعية الدموية الشبكية (الأوردة أو الشرايين) انسداد، يمكن أن تحفز الإقفاريات الشبكية. للتحقيق في الآليات المرضية لاقفية الشبكية ، تعتبر النماذج التجريبية القابلة للتكاثر والملاءمة سريريًا من نقص التروية الشبكية ضرورية. انسداد الشريان الدماغي الوسطى (MCAO) عن طريق إدراج خيوط داخل الغدد هو الأسلوب الأكثر استخداما عموما لتطوير في نماذج القوارض في الجسم الحي من الإقفاريات الدماغية التجريبية2،3. نظرا لقرب الشريان العيني (OpA) إلى MCA، وتستخدم أيضا نماذج MCAO في وقت واحد لفهم الفيزيولوجيا المرضية من الإقفاري الشبكية4،5،6. للحث على نقص التروية الدماغية جنبا إلى جنب مع الإقفار الشبكية، وعادة ما يتم إدراج خيوط طويلة من خلال شق الشريان السباتي المشترك (CCA) أو الشريان السباتي الخارجي (ECA). هذه الطرق صعبة الأداء، تتطلب وقتا طويلا لإكمال الجراحة (أكثر من 60 دقيقة ماوس واحد)، وتؤدي إلى تباينات عالية في النتائج بعد الجراحة7. ولا يزال من المهم وضع نموذج أفضل لتحسين هذه الشواغل.
في هذه الدراسة، استخدمنا ببساطة قصيرة عابرة CCA الانسداد الثنائي (tBCCAO) مع الإبر ومشببك للحث على نقص التروية الشبكية في الفئران وتحليل النتائج النموذجية لإصابات الإقفاري في شبكية العين. في هذا الفيديو، سوف نقدم مظاهرة من الإجراء tBCCAO.
وقد تمت الموافقة على جميع الأساليب المذكورة هنا من قبل لجنة رعاية الحيوانات واستخدامها (IACUC) من جامعة كيو كلية الطب.
1. إعداد الأدوات الجراحية والحيوانات
2. عابرة الثنائية المشتركة انسداد الشريان السباتي (tBCCAO)
3- ملاحظات عامة (معدلات البقاء على قيد الحياة وتدلية الجفن)
4. سفك الدم الشبكية
5. لطخة غربية
6. كمية PCR (qPCR)
7. الكيمياء المناعية (IHC)
8. التصوير الكهربائي (ERG)
9- التصوير المقطعي للتماسك البصري (OCT)
بعد الدورة الدموية الجهازية من FITC-dextran لمدة 2 دقيقة، وفحص الأوعية الدموية الشبكية من شبكية العين اليسرى والأيمن في الفئران التي تعمل صوريا والفئران التي تديرها tBCCAO(الشكل التكميلي 1). كان فيتك-ديكستران مرئيًا تمامًا في شبكية العين في الفئران التي تعمل بالجهابات والشبكية اليسرى في الفئران التي تعمل بها tBCCAO ، في حين أنه كان قابلًا للكشف جزئيًا في شبكية العين اليمنى في الفئران التي تديرها tBCCAO.
بعد tBCCAO، تم فحص تدلي الجفن (الشكل 2). وأظهرت العيون اليمنى خفيفة (النتيجة 2؛ 75٪) والجفن الشديد (نقاط 3 و 4؛ 25٪) تدلى، في حين أن العينين اليسرى لم يكن لها تدلى (درجة 1؛ 93.75٪) باستثناء ماوس واحد (النتيجة 2؛ 6.25٪). على الرغم من أن التدلي الجفن الشديد مع إفرازات العين لم يلاحظ إلى حد كبير في الفئران التي تديرها tBCCAO ، يمكننا أن نرى فأرة واحدة لهذا النمط الظاهري (النتيجة 4 ؛ 6.25٪).
انخفاض حالة الأكسجين في الأنسجة يؤدي إلى تثبيت HIF-1α والحث على عدد من الجينات التي تستجيب لنقص الأكسجة مثل EPO، VEGF و BNIP319،20،21. أولا وقبل كل شيء، تم تقييم نقص الأكسجة البيولوجية الجزيئية باستخدام علامة نقص الأكسجة العامة HIF-1α عن طريق النشاف الغربي(الشكل 3). لوحظت زيادة في التعبير HIF-1α بشكل ملحوظ في شبكية العين اليمنى بعد 3 و 6 ساعات من tBCCAO. بعد ذلك، تم تقييم تعبيرات الجينات المتجاوبة مع نقص الأكسجة عن طريق qPCR(الشكل التكميلي 2). لم يكن هناك أي تغيير كبير في التعبيرات الجينية استجابة لنقص الأكسجة 6 ساعات بعد tBCCAO. بعد 12 ساعة من tBCCAO ، وجدنا التعبير Binp3 زيادة كبيرة وظهرت زيادة طفيفة في تعبير Epo في شبكية العين اليمنى. بعد 24 ساعة من tBCCAO ، يمكننا أيضًا العثور على زيادة طفيفة في تعبير Epo في شبكية العين الصحيحة على الرغم من أنه لم يكن مهمًا إحصائيًا. لم يتم تغيير تعبير Vegf من 6 إلى 24 ساعة في الفئران التي تديرها tBCCAO.
تم فحص gliosis الشبكية التفاعلية بعد 3 أيام tBCCAO (الشكل 4)، كما glia مثل الخلايا الفلكية وخلايا مولر قد ارتبطت ارتباطا وثيقا مع الإقفاري الشبكية22. وقد تم استخدام GFAP على نطاق واسع للكشف عن الخلايا الفلكية وخلايا مولر في شبكية العين23. وكان متوسط درجات مورفولوجيا لوضع العلامات GFAP في شبكية العين اليمنى أعلى بين كل من شبكية العين في الفئران التي تعمل بشكل صوري وشبكية العين اليسرى في الفئران التي تديرها tBCCAO. استناداً إلى توطين تعبير GFAP، يعتبر تغيير في مورفولوجيا في وضع العلامات GFAP يعكس تنشيط خلايا مولر.
تم استخدام ERG لفحص الخلل الشبكي بعد tBCCAO (الشكل 5). انخفضت السعات من ب موجة في العين اليمنى بشكل كبير 3 و 7 أيام بعد tBCCAO. ومع ذلك، لم تتغير إلى حد كبير السعات من موجة في العين اليمنى. عندما يتعلق الأمر بالعين اليسرى، لم نتمكن من رؤية أي تغييرات في السعات من a- وb-موجات(الشكل التكميلي 3).
قمنا به OCT لتحديد تغيير في سمك الشبكية بعد tBCCAO (الشكل 6). سمك الشبكية في العين اليمنى زيادة كبيرة 2 أسابيع بعد tBCCAO، في حين لم يكن هناك فرق في سمك الشبكية في العين اليسرى بين tBCCAO- والفئران التي تديرها صورية.

الشكل 1: التخطيطي للإجراء النموذجي والدورة الدموية في دائرة ويليس. وأظهر رسم توضيحي تخطيطي إجراء نموذج الماوس الإقفاري الناجم عن شبكية العين والدورة الدموية إلى الشبكية. CCA, ECA, ICA, PCA وOpa تمثل الشريان السباتي المشترك, الشريان السباتي الخارجي, الشريان السباتي الداخلي, الشريان الخلفي الاتصال والشريان العيني, على التوالي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: تدلي الجفن بعد tBCCAO. تم تقييم شدة تدلي الجفن من خلال تصنيف 4 نقاط استنادًا إلى الصور المرجعية: 1 = لا تدلى ، 2 = تدلى خفيف (~ 50٪ تدلى) ، 3 = تدلى شديد (أكثر من 50٪ تدلى) ، و 4 = تدلى شديد مع إفرازات العين. ولوحظ تدلي الجفن بعد tBCCAO وتم الحفاظ عليه أثناء الملاحظة التجريبية. النتائج (صور: ن = 10، tBCCAO: n = 16) تم رسمها كمؤامرة نقطة مبعثرة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: HIF-1α تثبيت بعد tBCCAO. مناعة تمثيلية وتحليلات كمية (مجموعات للساعة 3؛ صورية: ن = 3، tBCCAO: n = 6 ومجموعات للساعة 6؛ صورية و tBCCAO: n = 6) لHIF-1α و β-Actin أظهرت أن HIF-1α استقرت في شبكية العين اليمنى بعد 3 و 6 ساعات من tBCCAO. *P < 0.05. تم تحليل البيانات باستخدام اختبار الطالب t-test وقدمت على أنها متوسطة مع الانحراف القياسي ±. L و R الوقوف إلى شبكية العين اليمنى واليسرى، على التوالي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: gliosis التفاعلية بعد tBCCAO. وأظهرت أقسام القوس التمثيلية لشبكية العين (صور: n = 4, tBCCAO: n = 4) والتحليلات الكمية لوضع العلامات GFAP (أحمر) بواسطة سجل مورفولوجيا (0-3) أن وضع العلامات GFAP، المقيدة في الغالب في NFL + GCL، تم توسيعه إلى الطبقة الداخلية بأكملها، من GCL إلى ONL (الأسهم البيضاء) في شبكية العين اليمنى بعد tBCCAO. أشرطة المقياس، 50 ميكرومتر. DAPI (الأزرق) كان يستخدم لتلوين النواة في شبكية العين. اتحاد كرة القدم الأميركي، GCL، IPL، INL و ONL تمثل طبقة الألياف العصبية، وطبقة الخلية العقدية، طبقة شبكية داخلية، وطبقة نووية داخلية وطبقة نووية الخارجي، على التوالي. تم تحليل البيانات باستخدام اختبار Tللطالب وقدمت على أنها متوسطة مع نطاق بين الربعين ، والمئين 25 و 75. *P < 0.05. L و R الوقوف إلى شبكية العين اليمنى واليسرى، على التوالي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: الخلل البصري في العين اليمنى بعد tBCCAO. (أ)الطول الموجي التمثيلي لـ ERG المتكيفة مع الظلام أجريت بعد 3 و 7 أيام من tBCCAO. التحفيز كثافة (cd.s/m2):0.005. (ب)أظهرت التحليلات الكمية أن هناك انخفاضًا في السعات من b-wave في العين اليمنى (صور: n = 5, tBCCAO: n = 6) في حين لم تتغير السعات من موجة. *P < 0.05، **P < 0.01. تم تحليل البيانات باستخدام اختبار الطالب t-test وقدمت على أنها متوسطة مع الانحراف القياسي ±. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: تغيير في سمك الشبكية بعد tBCCAO. وأظهرت الصور النائب OCT في الشبكية الصورية و tBCCAO التي تديرها التحليلات الكمية أن هناك زيادة في سمك الشبكية في شبكية العين اليمنى (صور: ن = 4، tBCCAO: ن = 8). لم يكن هناك أي تغيير في سمك الشبكية في شبكية العين اليسرى (صور: ن = 4، tBCCAO: ن = 8). أشرطة مقياس 200 (العلوي) و 100 (أقل) μm، على التوالي. *P < 0.05. وتمثل القيم في المحور الأفقي للمخططات 0.2 و0.4 و0.6 مم بعيداً عن رأس العصب البصري (0) الذي تم اكتشافه بواسطة الخط الأخضر. تم تحليل البيانات باستخدام ANOVA في اتجاهين تليها اختبار Bonferroni بعد المخصص. وقُدّمت مخططات العنكبوت على أنها متوسطة مع ± الانحراف المعياري. اتحاد كرة القدم الأميركي، INL، ONL و ELM هي طبقة الألياف العصبية، الطبقة النووية الداخلية، الطبقة النووية الخارجية والغشاء الخارجي الحد، على التوالي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل التكميلي 1: ضخ الدم الشبكية بعد tBCCAO. ممثل شبكية العين جبل مسطح الصور (مع أعلى التكبير من كل صورة) بعد 2 دقيقة من تداول فيتC-دكستران والتحليلات الكمية أظهرت أن الضخ الكامل كان ملحوظ في كل من شبكية العين في الفئران التي تديرها الصورية والشبكية اليسرى في الفئران التي تديرها tBCCAO. ومع ذلك ، أظهرت شبكية العين اليمنى في الفئران التي تديرها tBCCAO ضخًا جزئيًا في الدم. تم تحليل البيانات باستخدام اختبار الطالب t-test وقدمت على أنها متوسطة مع الانحراف القياسي ±. L و R الوقوف إلى شبكية العين اليمنى واليسرى، على التوالي. أشرطة مقياس 800 و 400 μm، على التوالي. الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الرقم.
الشكل التكميلي 2: تعبيرات الجينات المتجاوبة مع نقص الأكسجة بعد tBCCAO. وأظهرت التحليلات الكمية زيادة عابرة في التعبير Bnip3 مرنا في الشبكية اليمنى مع أهمية إحصائية 12 ساعة بعد tBCCAO. أظهر تعبير Epo mRNA اتجاهًا متزايدًا في شبكية العين اليمنى لمدة 24 ساعة بعد tBCCAO ، على الرغم من أن قيمه لم تكن مختلفة بشكل كبير مقارنة بشبكية العين اليمنى التي تعمل صورًا. **P < 0.01. تم تحليل البيانات باستخدام اختبار الطالب t-test وقدمت على أنها متوسطة مع الانحراف القياسي ±. الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الرقم.
الشكل التكميلي 3: وظيفة بصرية في العين اليسرى بعد tBCCAO. وأظهرت التحليلات الكمية أنه لم يكن هناك أي تغيير في السعات من a- و b-موجات في العين اليسرى (صور: ن = 5، tBCCAO: n = 6). P > 0.05. تم تحليل البيانات باستخدام اختبار الطالب t-test وقدمت على أنها متوسطة مع الانحراف القياسي ±. الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الرقم.
الشكل التكميلي 4: معدلات البقاء على قيد الحياة بعد tBCCAO في C57BL6 و BALB. كابلان ماير منحنيات البقاء على قيد الحياة أظهرت أن جميع الفئران تقريبا توفي في غضون 3 أيام بعد tBCCAO في الفئران C57BL6. عندما يتعلق الأمر بالفئران BALB، أطول وقت لقط في tBCCAO يؤدي إلى الموت الحيواني المفاجئ والشادة (معدلات البقاء على قيد الحياة في اليوم 7، 20 ثانية: 10٪، 10 ثانية: 20٪، 2 ثانية: 81٪، و 0 ثانية: 95٪). الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الرقم.
الشكل التكميلي 5: تحقيق الاستقرار من HIF-1α بعد مركز التنسيق من جانب واحد. أظهر تحليل تمثيلي للمناعة والكمية (صور: n = 3، CCAO أحادي الجانب: n = 3) لـ HIF-1α و β hif-1α وhif-Actin أن HIF-1α لم تستقر في شبكية العين بعد 3 ساعات من CCAO أحادية الجانب. P > 0.05. تم تحليل البيانات باستخدام اختبار الطالب t -testوقدمت على أنها متوسطة مع انحراف ± قياسي. L و R الوقوف إلى شبكية العين اليمنى واليسرى، على التوالي. الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الرقم.
الشكل التكميلي 6: تدلي الجفن الشديد بعد tBCCAO مع وقت طويل لقط. 10 ثانية من tBCCAO تسبب تدلي الجفن الشديد، الذي تم تقييمه من قبل مقياس تصنيف 4 نقاط: 1 = لا تدلى، 2 = تدلى معتدل (~ 50٪)، 3 = تدلى شديد (أكثر من 50٪)، و 4 = تدلى شديد مع إفرازات العين، كما هو موضح في الشكل 2. الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الرقم.
ليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
هنا، ونحن وصف نموذج الماوس من الإقفاري الشبكية عن طريق انسداد الشريان السباتي المشترك الثنائية العابرة باستخدام خياطة بسيطة ومشابك. يمكن أن يكون هذا النموذج مفيدًا لفهم الآليات المرضية لتروية الشبكية الناجمة عن تشوهات القلب والأوعية الدموية.
وقد دعم هذا العمل من خلال المنح في المعونة للبحث العلمي (KAKENHI) (18K09424 إلى Toshihide Kurihara و20K18393 إلى يوكيهيرو ميوا) من وزارة التعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا (MEXT).
| Atipamezole هيدروكلوريد | Zenoaq | Antisedan | لمكافحة التخدير |
| الأنظمة الحيوية التطبيقية 7500 | الأنظمةالحيوية سريعة | التطبيق- | ل qPCR |
| بوتورفانول طرطرات | Meiji Seika Pharma | Vetorphale | للتخدير |
| محلل BZ-II | KEYENCE-لدمج | الصور | |
| BALB / cAJc1 | CLEA-Mouse | سلالة | |
| بيتا ؛ أكتين (8H10D10) ماوس mAb | CST | 3700 | لبقع غربية |
| المشبك ملقط | العالم | أدواتالدقة WPI 500451 | للجراحة |
| ملقط دومون # 5 | أدوات العلوم الدقيقة | 11251-10 | للجراحة |
| محلول DAPI | Dojindo | 340-07971 | لنظام IHC |
| Envisu SD-OCT | Leica | R4310 | لشهر أكتوبر |
| FITC-dextran: | Merk | FD2000S | لتروية دم الشبكية |
| المجهر الفلوري | KEYENCE | BZ-9000 | للكشف عن التألق |
| Gatifloxacin hydrate | Senju Pharmaceutical | Gachifuro | للعدوى المضادة للبكتيريا |
| GFAP الجسم المضاد أحادي النسيلة (2.2B10) | Thermo | 13-0300 | |
| للوحة التدفئة | IHCMarukan | RH-200 | للجراحة |
| HIF-1 & alpha ؛ (D1S7W) XP Rabbit mAb | CST | 36169 | للبقعة الغربية |
| ImageQuant LAS 4000 mini | GE Healthcare-For | chemiluminescence | |
| Midazolam | Sandoz K.K | SANDOZ | للتخدير |
| Microtome Tissue-Tek TEC 6 | Sakura-For | sectioning | |
| Medetomidine | Orion Corporation | Domitor | لإبرة التخدير |
| حامل | Handaya | HS-2307 | للجراحة |
| PuREC | MAYO | Corporation-For | ERG |
| Scissor | Fine Science | Tools 91460-11 | للجراحة |
| هيالورونات الصوديوم | Santen الصيدلانية | Hyalein | لتزييت العين |
| Tropicamide / Penylephrine hydrochloride | Santen Pharmaceutical | Mydrin-P | لداء mydriasis |
| 6-0 خياطة حريرية | Natsume | E12-60N2 | للجراحة |