Name: 使用电生理评估功能，在啮齿动物的视网膜和远程肢体缺血预适应的保护作用 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 34 s
Description: 了解如何使用视网膜电图评估暗适应大鼠的视觉功能，并探索远程肢体缺血预适应对光诱导视网膜损伤的神经保护作用。该方法为视网膜保护研究提供了重要的电生理学工具。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

作者感谢Sharon Spana女士在啮齿类动物监测、操作与实验方面提供的协助。博士生研究经费由悉尼大学和澳大利亚卓越视觉研究中心提供支持。

本实验方案遵循悉尼大学的动物护理指南。
1. 制作电极
<ol>
	<li>用一段短（5 cm）直径为 1-2 mm 的铂丝制作正极（将接触角膜的一极），将其弯成直径几毫米的环状。将此环连接至一根常规导线，导线长度需足以连接到放大器的输入端（见图 4）。</li>
	<li>用直径为 1-2 mm 的 Ag/AgCl 小球制作负极（将插入动物口腔的一极），同样连接至一根常规导线（见图 4）。</li>
	<li>作为参考电极（将插入动物臀部的一极），使用一根洁净的皮下注射针头（23 G），同样连接至适当长度的导线（见图 4）。</li>
	<li>理想情况下，应使用仪器制造商提供的三芯导线电缆，将三个电极（正极 → 角膜，负极 → 口腔，参考电极 → 臀部）连接至放大器。</li>
</ol>
2. 光刺激与视网膜电图装置的连接和校准
<ol>
	<li>建立（或寻找）一个可完全遮光的小型记录实验室，并配备红色台灯或红色头灯中的一种或两种。</li>
	<li>使用照度计确认在实验设置过程中到达大鼠眼睛的红光照度不超过 1 lux。 
	注意：可使用中性密度滤光片降低光源亮度，且光源必须专门发射红光。若光源发射较短波长（可见光范围）的光，将影响大鼠眼睛的暗适应。</li>
	<li>彻底封堵所有进入记录实验室的杂散光线（通常需要使用不透明胶带耐心处理），并准备足够大的中性密度滤光片（可购买成片材料），以便覆盖实验室内任何计算机屏幕，降低其亮度。 
	注意：杂散光和屏幕发出的光足以干扰大鼠眼睛的暗适应过程。</li>
	<li>将放大器连接至数据采集硬件。将正极、负极和参考电极连接至放大器。确保计算机和LED全视野刺激器电源单元可靠接地。 
	注意：一些实验室设有专用接地点，连接至建筑物接地系统；水管也可作为有效的替代接地方式。</li>
	<li>使用科研级辐射计对LED光源进行校准。将辐射计传感器固定在实验过程中动物眼睛所处的位置。</li>
	<li>编程控制全视野LED系统，运行全视野视网膜电图（ERG）刺激方案，逐步增加闪光能量、闪光持续时间、闪光重复频率以及闪光间的时间间隔（称为刺激间间隔，ISI）。示例全视野刺激方案见表1。 
	注意：全视野ERG刺激从重复的弱闪光逐步过渡到强闪光。双闪光程序紧随全视野刺激方案之后，可用于分离视杆细胞和视锥细胞反应。</li>
</ol>
3. 视网膜电图实验前一天
<ol>
	<li>记录前将Sprague-Dawley大鼠暗适应12小时。在消除杂散光后，于记录实验室中进行暗适应较为方便。</li>
</ol>
4. 视网膜电图实验当天
<ol>
	<li>在记录过程中，需对动物进行温和加热。我们使用一种轻质金属平台，使动物的头部能够准确地置于Ganzfeld装置入口的合适位置。该平台内置管道，可通过循环水浴中预热至40 °C的水来维持温度。 
	注意：经验表明，这种方法可使动物的核心体温保持在37 °C。</li>
	<li>在暗光条件下称量大鼠体重，记录体重数值，并配制相应剂量的氯胺酮（60 mg/kg）和赛拉嗪（5 mg/kg）。轻柔固定大鼠，进行腹腔注射麻醉。</li>
	<li>记录注射时间。待动物失去意识后（通常在5分钟内），轻捏其一只足垫以检查麻醉深度，观察是否存在反射反应。建议在该反射消失或明显减弱后再继续操作。</li>
	<li>在角膜表面滴加一滴阿托品和一滴丙氧麻药（proxmethacaine）。</li>
	<li>剪取一段10 cm长的黑色缝线，打一个简单的结形成环状，将环套入眼球赤道部并轻轻收紧；其作用是将眼球轻微前拉，施加最小压力，从而保持角膜不被眼睑遮挡。</li>
	<li>在角膜表面滴加卡波姆眼药水。确保卡波姆保留在角膜表面，避免溢出至眼睑或面部。</li>
	<li>在加热平台上铺上吸水垫料。</li>
	<li>将大鼠置于垫料上，头部置于Ganzfeld装置开口的推荐位置。</li>
	<li>将体温探头插入直肠内，并用胶带将探头导线固定于尾巴上以保持位置稳定。</li>
	<li>将参考电极（23 G针头）皮下插入后肢，并连接至放大器。</li>
	<li>将负极（Ag/AgCl小球电极）稳妥置于口腔内。为防止电极滑出，应将连接导线固定于稳定物体上。</li>
	<li>将正极置于角膜中央上方。使用显微操作器调节，确保电极轻柔接触角膜表面。</li>
	<li>检查动物体温是否维持在37.0–37.5 °C之间。</li>
	<li>当动物体位和电极均正确放置后，用不透光材料将整个装置（Ganzfeld和动物）覆盖（以保持暗适应状态）。我们使用一块柔软的黑色布料。</li>
	<li>在采集软件中设置采样频率为2 KHz，采集时间为100–1000 msec，预采集采样时间为5 msec。设置带通滤波器为1–1,000 Hz，并确保采样触发后采集闪光刺激后约250 msec的时间段。</li>
	<li>检查记录基线。基线应无外界干扰噪声，但可显示一定的放大器噪声和呼吸振荡。</li>
	<li>若基线显示存在外界噪声，应开始排查问题。大多数问题与电极移位或接地不良有关。可使用法拉第笼确保记录不受外界噪声干扰。</li>
	<li>进行一次测试闪光刺激，强度为0.4 log scot cd·s·m-2。应出现类似图2A的ERG波形。在本实验室中，0.4 log scot cd·s·m-2闪光刺激的典型反应为（a波：-474 ± 39 µV，b波：1,512 ± 160 µV，n = 11）。</li>
	<li>让动物在暗环境中重新适应10分钟。可利用这段时间再次检查基线稳定性。</li>
	<li>确认信号稳定后，开始正式记录。</li>
	<li>记录结束后，检查体温是否维持稳定，移除电极。再次在角膜上涂抹卡波姆聚合物。将动物置于加热垫上恢复，直至其完全恢复活动能力后，再送回动物饲养设施。</li>
</ol>
5. 远程缺血
<ol>
	<li>在清醒或麻醉状态下的啮齿类动物中进行远程缺血处理。</li>
	<li>若动物处于麻醉状态，将其置于加热平台上（上方），并将血压计袖带套在后肢上部，避开膝关节。</li>
	<li>若动物习惯于操作处理，可在无麻醉情况下进行该操作；此过程需要两人配合。一人轻柔固定动物，另一人安装血压计袖带并操作血压计。</li>
	<li>对于清醒动物，使用一块约15 cm × 30–50 cm的毛巾轻轻包裹动物，留出一条后肢。将动物仰卧放置于操作者左前臂上，头部置于固定者手臂与躯干之间，然后按上述方法放置袖带。</li>
	<li>排空袖带气体，并确保气压阀门已关闭。对麻醉动物将袖带充气至160 mmHg，对清醒动物充气至180 mmHg。此压力高于收缩压（通常分别为140 mmHg和160 mmHg）。</li>
	<li>根据需要，使用手持气泵维持上述压力。</li>
	<li>在预定的缺血时间后（我们采用两个5分钟缺血期，中间间隔5分钟再灌注），通过松开气压阀门释放袖带压力。</li>
	<li>使用足垫皮肤温度探头确认远程缺血效果。皮肤温度通常在5分钟内从32–30 °C下降，并在再灌注时恢复。</li>
</ol>
6. 光损伤
<ol>
	<li>在进行光损伤实验前，确保大鼠已过夜暗适应。</li>
	<li>在肢体缺血后的适当时间（本实验中无延迟），将每只动物单独放入一个聚甲基丙烯酸甲酯（plexiglass）箱中，箱内底部放置盛有水和食物的容器。 
	注意：光诱导损伤仅可在白化动物中进行。</li>
	<li>在固定时间（通常为上午9点）开启预先校准的1,000 lux白色光源，并持续维持24小时。</li>
</ol>
7. 视网膜电图数据提取与分析
<ol>
	<li>获取ERG的平均波形。如有需要，通过减法校正非零基线。</li>
	<li>测量a波的振幅（在中至高强度刺激下呈现），即基线与第一个（&#60;30毫秒潜伏期）波谷之间的电压差（图1）。</li>
	<li>测量b波振幅，即a波波峰与随后正向波峰之间的电压差，通常出现在80–100毫秒的潜伏期（图1）。</li>
	<li>通过傅里叶变换将数据滤波至60–235 Hz（过渡带为90 Hz）以分离振荡电位7。如有需要，可将分离出的振荡电位信号从未经滤波的波形中减去，以确认a波波谷的特征。</li>
	<li>a波和b波峰值的隐含时间（潜伏期）也可作为有用的测量指标（图1）。使用双闪刺激分离视杆细胞反应，将锥细胞反应（闪光2）从混合反应（闪光1）中减去，从而获得视杆细胞反应（图2）。</li>
	<li>对个体在不同光强下的a波和b波振幅进行归一化处理（治疗后/治疗前基线），或对治疗组的平均值进行归一化。光强-反应曲线用于绘制各组振幅及其误差随闪光能量的变化关系。</li>
</ol>

<ol><li>Arden, G. B., Heckenlively, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aArden%2C+GB+%22Principles+and+practice+of+clinical+electrophysiology+of+vision%22">Principles and practice of clinical electrophysiology of vision</a>. , MIT Press. 139-183 (2006).</li>
<li>Bui, B. V., Fortune, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ganglion+cell+contributions+to+the+rat+full-field+electroretinogram%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physiology-London%22%5BJournal%5D)">Ganglion cell contributions to the rat full-field electroretinogram.</a> Journal of Physiology-London. 555 (1), 153-173 (2004).</li>
<li>Fortune, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+ganglion+cell+functional+loss+in+rats+with+experimental+glaucoma%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Selective ganglion cell functional loss in rats with experimental glaucoma.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 45 (6), 1854-1862 (2004).</li>
<li>Alarcon-Martinez, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short+and+long+term+axotomy-induced+ERG+changes+in+albino+and+pigmented+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Vision%22%5BJournal%5D)">Short and long term axotomy-induced ERG changes in albino and pigmented rats.</a> Molecular Vision. 15 (254-255), 2373-2383 (2009).</li>
<li>Lyubarsky, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionally+rodless+mice%3A+transgenic+models+for+the+investigation+of+cone+function+in+retinal+disease+and+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">Functionally rodless mice: transgenic models for the investigation of cone function in retinal disease and therapy.</a> Vision Research. 42 (4), 401-415 (2002).</li>
<li>Bush, R. A., Sieving, P. A. A PROXIMAL RETINAL COMPONENT IN THE PRIMATE PHOTOPIC ERG A-WAVE. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 35 (2), 635-645 (1994).</li>
<li>Liu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+the+electroretinographic+oscillatory+potentials+in+normal+and+ROP+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Development of the electroretinographic oscillatory potentials in normal and ROP rats.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 47 (12), 5447-5452 (2006).</li>
<li>Casson, R. J., Wood, J. P. M., Melena, J., Chidlow, G., Osborne, N. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+ischemic+preconditioning+on+light-induced+photoreceptor+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">The effect of ischemic preconditioning on light-induced photoreceptor injury.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 44 (3), 1348-1354 (2003).</li>
<li>Lawson, E. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerobic+Exercise+Protects+Retinal+Function+and+Structure+from+Light-Induced+Retinal+Degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Aerobic Exercise Protects Retinal Function and Structure from Light-Induced Retinal Degeneration.</a> Journal of Neuroscience. 34 (7), 2406-2412 (2014).</li>
<li>Grimm, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HIF-1-induced+erythropoietin+in+the+hypoxic+retina+protects+against+light-induced+retinal+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">HIF-1-induced erythropoietin in the hypoxic retina protects against light-induced retinal degeneration.</a> Nature Medicine. 8 (7), 718-724 (2002).</li>
<li>Weymouth, A. E., Vingrys, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rodent+electroretinography%3A+Methods+for+extraction+and+interpretation+of+rod+and+cone+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Retinal+and+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Rodent electroretinography: Methods for extraction and interpretation of rod and cone responses.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 27 (1), 1-44 (2008).</li>
<li>Bayer, A. U., Cook, P., Brodie, S. E., Maag, K. P., Mittag, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+different+recording+parameters+to+establish+a+standard+for+flash+electroretinography+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">Evaluation of different recording parameters to establish a standard for flash electroretinography in rodents.</a> Vision Research. 41 (17), 2173-2185 (2001).</li>
<li>Pugh, E. N., Lamb, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AMPLIFICATION+AND+KINETICS+OF+THE+ACTIVATION+STEPS+IN+PHOTOTRANSDUCTION%5BTitle%5D)+AND+%22Biochimica+Et+Biophysica+Acta%22%5BJournal%5D)">AMPLIFICATION AND KINETICS OF THE ACTIVATION STEPS IN PHOTOTRANSDUCTION.</a> Biochimica Et Biophysica Acta. 1141 (2-3), 111-149 (1993).</li>
<li>Breton, M. E., Schueller, A. W., Lamb, T. D., Pugh, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ANALYSIS+OF+ERG+A-WAVE+AMPLIFICATION+AND+KINETICS+IN+TERMS+OF+THE+G-PROTEIN+CASCADE+OF+PHOTOTRANSDUCTION%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">ANALYSIS OF ERG A-WAVE AMPLIFICATION AND KINETICS IN TERMS OF THE G-PROTEIN CASCADE OF PHOTOTRANSDUCTION.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 35 (1), 295-309 (1994).</li>
<li>Mizota, A., Adachi-Usami, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+body+temperature+on+electroretinogram+of+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Effect of body temperature on electroretinogram of mice.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 43 (12), 3754-3757 (2002).</li>
<li>Szabo-Salfay, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+electroretinogram+and+visual+evoked+potential+of+freely+moving+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">The electroretinogram and visual evoked potential of freely moving rats.</a> Brain Research Bulletin. 56 (1), 7-14 (2001).</li>
<li>Charng, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conscious+Wireless+Electroretinogram+and+Visual+Evoked+Potentials+in+Rats%5BTitle%5D)+AND+%22Plos+One%22%5BJournal%5D)">Conscious Wireless Electroretinogram and Visual Evoked Potentials in Rats.</a> Plos One. 8 (9), (2013).</li>
<li>Galambos, R., Juhasz, G., Kekesi, A. K., Nyitrai, G., Szilagyi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NATURAL+SLEEP+MODIFIES+THE+RAT+ELECTRORETINOGRAM%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">NATURAL SLEEP MODIFIES THE RAT ELECTRORETINOGRAM.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (11), 5153-5157 (1994).</li>
<li>Galambos, R., Szabo-Salfay, O., Szatmar, E., Szilagyi, N., Juhasz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+modifies+retinal+ganglion+cell+responses+in+the+normal+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Sleep modifies retinal ganglion cell responses in the normal rat.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (4), 2083-2088 (2001).</li>
<li>Guarino, I., Loizzo, S., Lopez, L., Fadda, A., Loizzo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+chronic+implant+to+record+electroretinogram%2C+visual+evoked+potentials+and+oscillatory+potentials+in+awake%2C+freely+moving+rats+for+pharmacological+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Neural+Plasticity%22%5BJournal%5D)">A chronic implant to record electroretinogram, visual evoked potentials and oscillatory potentials in awake, freely moving rats for pharmacological studies.</a> Neural Plasticity. 11 (3-4), 241-250 (2004).</li>
<li>Huang, J. C., Salt, T. E., Voaden, M. J., Marshall, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NON-COMPETITIVE+NMDA-RECEPTOR+ANTAGONISTS+AND+ANOXIC+DEGENERATION+OF+THE+ERG+B-WAVE+IN-VITRO%5BTitle%5D)+AND+%22Eye+%28London%29%22%5BJournal%5D)">NON-COMPETITIVE NMDA-RECEPTOR ANTAGONISTS AND ANOXIC DEGENERATION OF THE ERG B-WAVE IN-VITRO.</a> Eye (London). 5 (4), 476-480 (1991).</li>
<li>Sasovetz, D. KETAMINE HYDROCHLORIDE - EFFECTIVE GENERAL ANESTHETIC FOR USE IN ELECTRORETINOGRAPHY. Annals of Ophthalmology. 10 (11), 1510-1514 (1978).</li>
<li>Mojumder, D. K., Wensel, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Topical+Mydriatics+Affect+Light-Evoked+Retinal+Responses+in+Anesthetized+Mice%29%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Topical Mydriatics Affect Light-Evoked Retinal Responses in Anesthetized Mice).</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 51 (1), 567-576 (2010).</li>
<li>Fraunfel, F. t, Burns, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ACUTE+REVERSIBLE+LENS+OPACITY+-+CAUSED+BY+DRUGS%2C+COLD%2C+ANOXIA%2C+ASPHYXIA%2C+STRESS%2C+DEATH+AND+DEHYDRATION%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">ACUTE REVERSIBLE LENS OPACITY - CAUSED BY DRUGS, COLD, ANOXIA, ASPHYXIA, STRESS, DEATH AND DEHYDRATION.</a> Experimental Eye Research. 10 (1), 19(1970).</li>
<li>Calderone, L., Grimes, P., Shalev, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ACUTE+REVERSIBLE+CATARACT+INDUCED+BY+XYLAZINE+AND+BY+KETAMINE-XYLAZINE+ANESTHESIA+IN+RATS+AND+MICE%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">ACUTE REVERSIBLE CATARACT INDUCED BY XYLAZINE AND BY KETAMINE-XYLAZINE ANESTHESIA IN RATS AND MICE.</a> Experimental Eye Research. 42 (4), 331-337 (1986).</li>
<li>Behn, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dark+adaptation+is+faster+in+pigmented+than+albino+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Documenta+Ophthalmologica%22%5BJournal%5D)">Dark adaptation is faster in pigmented than albino rats.</a> Documenta Ophthalmologica. 106 (2), 153-159 (2003).</li>
<li>Sugawara, T., Sieving, P. A., Bush, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+relationship+of+the+scotopic+and+photopic+ERG+to+photoreceptor+cell+loss+in+light+damaged+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Quantitative relationship of the scotopic and photopic ERG to photoreceptor cell loss in light damaged rats.</a> Experimental Eye Research. 70 (5), 693-705 (2000).</li>
<li>Machida, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((P23H+rhodopsin+transgenic+rat%3A+Correlation+of+retinal+function+with+histopathology%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">P23H rhodopsin transgenic rat: Correlation of retinal function with histopathology.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 41 (10), 3200-3209 (2000).</li>
<li>Brandli, A., Stone, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remote+Ischemia+Influences+the+Responsiveness+of+the+Retina%5BTitle%5D)+AND+%22Observations+in+the+Rat.+Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Remote Ischemia Influences the Responsiveness of the Retina.</a> Observations in the Rat. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 55 (4), 2088-2096 (2014).</li>
<li>Maccarone, R., Di Marco, S., Bisti, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saffron+supplement+maintains+morphology+and+function+after+exposure+to+damaging+light+in+mammalian+retina%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Saffron supplement maintains morphology and function after exposure to damaging light in mammalian retina.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 49 (3), 1254-1261 (2008).</li>
<li>Hood, D. C., Birch, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+abnormal+rod+photoreceptor+activity+with+the+a-wave+of+the+electroretinogram%3A+Applications+and+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Documenta+Ophthalmologica%22%5BJournal%5D)">Assessing abnormal rod photoreceptor activity with the a-wave of the electroretinogram: Applications and methods.</a> Documenta Ophthalmologica. 92 (4), 253-267 (1996).</li>
<li>Robson, J. G., Frishman, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+rod-driven+a-wave+of+the+dark-adapted+mammalian+electroretinogram%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Retinal+and+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">The rod-driven a-wave of the dark-adapted mammalian electroretinogram.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 39, 1-22 (2014).</li>
<li>Hood, D. C., Birch, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+COMPUTATIONAL+MODEL+OF+THE+AMPLITUDE+AND+IMPLICIT+TIME+OF+THE+B-WAVE+OF+THE+HUMAN+ERG%5BTitle%5D)+AND+%22Visual+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A COMPUTATIONAL MODEL OF THE AMPLITUDE AND IMPLICIT TIME OF THE B-WAVE OF THE HUMAN ERG.</a> Visual Neuroscience. 8 (2), 107-126 (1992).</li>
<li>Wachtmeister, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oscillatory+potentials+in+the+retina%3A+what+do+they+reveal%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Retinal+and+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Oscillatory potentials in the retina: what do they reveal.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 17 (4), 485-521 (1998).</li>
</ol>

Jonathan Stone 是 CSCM Pty Ltd 的负责人

上述暗适应闪光视网膜电图（ERG）方法是评估大鼠视网膜功能的可靠方法。光损伤导致a波和b波均下降。远隔缺血预处理减轻了光损伤引起的a波和b波降低。视网膜功能的这种保护作用提示，远隔缺血预处理已诱导产生神经保护效应，类似于其他形式的保护性预处理，如缺氧、缺血和运动8-10。所记录的ERG信号由三组因素决定：记录装置、光刺激参数以及动物的状态。
记录装置设置
当电极放置位置不正确或接地不完全时，视网膜电图（ERG）的波幅会降低11。正确接地附近的电气设备非常重要，有助于减少记录中的噪声；如果仍有明显噪声，应使用法拉第笼。正极应牢固地置于角膜中央，并在开始全视野ERG方案前及完成后检查其位置是否正确。该电极必须仅与角膜接触；若接触眼睑甚至胡须，均可能导致信号波幅下降。本方案中使用一根松散的棉线以防止眼睑接触正极。一些研究人员已开发出内置正极的接触镜片，以确保可靠的接触并防止眼睑触碰电极12。
光刺激设置
<p cla...

视网膜电图（ERG）是视网膜在光刺激下产生并从眼球角膜表面记录到的电位。如果严格控制记录条件，ERG 可以以多种方式用于评估视网膜功能。本文介绍了如何记录“闪光 ERG”，即在全视野（Ganzfeld）背景下，视网膜受到短暂强闪光刺激时所产生的电位。Ganzfeld 能够均匀分散光线，使闪光大致均匀地到达整个视网膜。如果在记录前使视网膜处于暗适应状态，并在动物准备记录过程中持续保持暗适应，则所获得的 ERG 由视杆细胞和视锥细胞感光细胞共同产生。
暗适应闪光ERG具有特征性的波形，该波形可通过两种方式进行分析。首先，ERG波形的早期和晚期成分被区分开来，并与视网膜神经元激活的顺序相对应。最早出现的成分是一个潜伏期较短的负向电位，即a波（图1）。随后出现一个正向电位，称为b波。b波的上升支呈现振荡，这些振荡被认为是一个独立的成分（振荡电位，OPs）。一般认为，a波由光感受器产生，b波由内核层细胞产生，而OPs则由无长突细胞产生1。
根据刺激强度的不同，可以记录到对极微弱闪光产生的反应，这种反应被称为暗视阈值反应。目前认为暗视阈值反应起源于视网膜神经节细胞2-4。其次，闪光视网膜电图可通过光适应状态，或通过下文所述的双闪光方案，分离出由视杆细胞和视锥细胞介导的成分。在明视条件下，由于大鼠的视锥细胞数量较少，其a波无法被检测到，但振荡电位（OPs）和b波清晰可辨5。在视网膜中视锥细胞比例较高的灵长类动物中，视杆细胞通路和视锥细胞通路均可产生可检测的a波6。
通常从闪光ERG中提取的两个有用指标是a波和b波的振幅，其测量方法如图1所示，典型的闪光反应见图2。当感光细胞数量减少时（例如因暴露于有害的强光下），ERG的所有组分均会降低。神经保护干预措施（如远程缺血预处理（RIP））可通过a波和b波振幅的保留得以验证（图3）。总之，ERG分析可实现健康视网膜、光损伤视网膜与神经保护视网膜之间的比较。

<table><tbody><tr><td>PC 计算机</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Powerlab，四通道数据采集硬件</td><td>AD Instruments</td><td>PL 35044</td><td>ERG 信号采集</td></tr><tr><td>动物生物放大器</td><td>AD Instruments</td><td>FE 136</td><td>ERG 信号放大器</td></tr><tr><td>Lab chart</td><td>AD Instruments</td><td></td><td>信号采集软件</td></tr><tr><td>全视野刺激仪（Ganzfield）</td><td>Photometric solutions</td><td>FS-250A</td><td>光刺激设备</td></tr><tr><td>Ganzfield 操作系统</td><td>Photometric solutions</td><td></td><td></td></tr><tr><td>研究用辐射计</td><td>International light technologies</td><td>ILT-1700</td><td>校准光强序列</td></tr><tr><td>照度计</td><td></td><td>LX-1010B</td><td>检测红光照明强度</td></tr><tr><td>Excel</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr><tr><td>导线</td><td>AD Instruments</td><td></td><td>连接正极、负极和接地电极至放大器</td></tr><tr><td>鳄鱼夹导线</td><td>AD Instruments</td><td></td><td>将 Ganzfield 和采集硬件接地至计算机</td></tr><tr><td>95% 铂丝</td><td>A&amp;E metals</td><td></td><td>正极电极</td></tr><tr><td>口腔电极 Ag/AgCl 颗粒</td><td>SDR</td><td>E205</td><td>负极电极</td></tr><tr><td>26 G 针头</td><td>BD</td><td></td><td>接地电极</td></tr><tr><td>水泵</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>水浴锅</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>管路</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>带柔性探头的恒温毯系统</td><td>Harvard Apparatus</td><td>507222F</td><td></td></tr><tr><td>阿托品 1% w/v</td><td>Bausch &amp; Lomb</td><td></td><td>局部散瞳剂</td></tr><tr><td>丙美卡因 0.5% w/v</td><td>Bausch &amp; Lomb</td><td></td><td>局部麻醉剂</td></tr><tr><td>Visco tears 眼药水</td><td>Novartis</td><td></td><td>卡波姆聚合物</td></tr><tr><td>缝合线</td><td></td><td></td><td>牵拉眼睑</td></tr><tr><td>镊子</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>可重复使用粘合剂</td><td>Blu tac</td><td></td><td>固定红光头灯及电极</td></tr><tr><td>吸水垫料</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ketamil - 氯胺酮 100 mg/ml - 50 ml</td><td>Troy Laboratories Pty Ltd</td><td></td><td>分离麻醉剂</td></tr><tr><td>Xylium - 赛拉嗪 100 mg/ml - 50 ml</td><td>Troy Laboratories Pty Ltd</td><td></td><td>肌肉松弛剂</td></tr><tr><td>电子天平</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

利用视网膜电图评估啮齿类动物视网膜功能及远端肢体缺血预处理的保护作用

Using the Electroretinogram to Assess Function in the Rodent Retina and the Protective Effects of Remote Limb Ischemic Preconditioning

视网膜电图（ERG）是所有视网膜活动的总和。ERG通常从角膜记录，角膜起到天线的作用，收集并汇总来自视网膜的信号。ERG对全视网膜范围的功能变化非常敏感，但在检测局限于视网膜小区域的损伤时效果较差。本文描述了如何记录“闪光”ERG，即当视网膜暴露于短暂闪光时所产生的电位。我们介绍了记录过程中麻醉、散瞳和角膜管理的方法；如何保持视网膜处于暗适应状态；电极材料及其放置方式；刺激能量的范围与校准；记录参数及数据提取方法。我们还描述了一种在单个肢体上诱导缺血的方法，以及如何利用ERG评估这种远离视网膜的缺血在光损伤后对视网膜功能的影响。文中介绍了一种双闪光方案，可分离出暗适应ERG中由视锥细胞驱动的成分，从而实现视杆细胞与视锥细胞成分的分离。由于ERG可通过微创技术记录，因此已被广泛应用于视网膜生理学、药理学和毒理学研究中。我们在此提供一个应用实例，即利用ERG评估光损伤视网膜的功能状态，比较在有或无神经保护干预（远端缺血预处理）条件下的差异。

该方案可用于活体测量啮齿类动物视网膜的视觉功能。in vivo条件下，a波反映光感受器功能，b波反映内层视网膜功能，如图1所示。
以视杆细胞为主的ERG信号随着光刺激强度的增加而增强，如图2A所示。a波在约0.4 log scot cd.s.m-2时开始显现，其波幅随刺激增强而增大，直至在2.5 log scot cd.s.m-2时达到饱和（未显示）。双闪光范式已被用于将混合的ERG信号分离为视锥细胞和视杆细胞的独立反应，如图2B所示。
该ERG记录技术可用于评估神经保护干预措施。光损伤前一周完成的基线记录如图3A所示。光损伤导致a波和b波振幅均下降，如图3B所示。远端缺血预处理可减轻ERG振幅的丢失，如图3C所示。远端缺血技术的效果依赖于在“膝”上方正确应用止血带...

视网膜电图（ERG）是视网膜在光刺激下产生的电位反应。本文描述了如何在暗适应大鼠中利用ERG评估视网膜功能，以及如何应用ERG来评价一种神经保护干预措施——本例中为远程缺血预处理。

视网膜电图（ERG）是所有视网膜活动的总和。ERG 通常从角膜记录，角膜起到天线的作用，收集并汇总来自……的信号

本实验的总体目标是通过视网膜电图（ERG）检测正常光照损伤以及远端缺血预处理后光照损伤大鼠的视觉功能，从而证明远端肢体缺血对视网膜的保护作用。该目标的实现首先需要将大鼠在暗环境中适应12小时；第二步是使用LED光刺激和数字放大器记录暗适应状态下的基线ERG。接下来，通过将大鼠暴露于强连续光线下，使其视网膜受到应激刺激。最后一步是比较经光损伤的大鼠与经远端肢体缺血预处理的大鼠的ERG记录，并测量A波中观察到的光感受器反应以及B波中观察到的视网膜内层反应。最终，利用暗适应ERG来评估暗视视觉功能。因此，该方法可为基于远程缺血的神经保护提供见解，也可应用于其他类型的视网膜损伤和疾病药物测试，以及视觉缺陷动物的筛选。开始该操作时，先将大鼠在暗环境中适应12小时，然后通过注射氯胺酮-赛拉嗪混合液进行麻醉。动物失去意识后，轻轻捏其足部以检查麻醉深度，确保无反射反应。随后，向角膜滴加一滴阿托品和一滴丙氧甲烷。剪取一段10厘米长的黑色缝合线。然后用缝线做一个环，将环滑过眼球赤道部，稍加收紧，以使眼球略微前移，并保持角膜远离眼睑，确保角膜清晰。随后，向角膜滴加卡米洛眼药水。将大鼠置于加热平台上方的吸水垫料上，头部放入全视野刺激器的开口中。然后将内部温度探针插入直肠，以确保体温维持在37摄氏度，并用胶带将探针导线固定在大鼠尾部以固定探针位置。接着，将参考电极皮下插入后肢。将负极电极牢固地放置在口腔内，以防止电极从口中滑出。将连接导线固定在稳定表面上。然后使用显微操作器将正极电极置于角膜中心上方，并确保电极轻柔接触角膜。电极就位后，用不透光材料覆盖整个装置，包括全视野刺激器和动物，以维持暗适应状态。在采集软件中，将采样率设置为 2 千赫兹，预采集采样时间为 5 毫秒，采集时间设置为 100 至 1000 毫秒。然后将带通滤波器设置为 1 至 1000 赫兹，并确保在闪光后触发采样持续 100 毫秒。现在，检查记录基线。基线应无外界干扰噪声，但需显示放大器噪声和呼吸振荡。然后运行一次测试闪光。这是对测试闪光刺激产生的典型ERG波形。操作完成后，让动物在暗处重新适应10分钟，然后重新检查基线以确认信号稳定。随后，开始记录。记录结束后，检查动物体温的稳定性。移除电极，然后在角膜上重新涂抹羧甲基纤维素聚合物。之后，将动物置于加热垫上恢复，直至其完全恢复活动能力并活跃后，再送回动物饲养区。该图显示了暗适应ERG中a波和b波的测量结果。此处所示的波形是从暗适应眼睛的角膜记录的，记录时间为图中标记为T零时刻给予的强闪光刺激。a波的振幅从基线测量至第一个波谷。B波的振幅从A波的波谷到随后的正向波峰进行测量。潜伏期则从刺激伪迹到波形上感兴趣的位置（如A波的波谷）进行测量。原始的以B波为主的ERG信号随光刺激强度的增加而增强。在约 0.4 log scotopic 烛光·秒/平方米时，可观察到明显的波形，双闪光范式已被用于将混合的视网膜电图（ERG）信号分离为视锥细胞和视杆细胞反应。掌握之后，该技术可在 30 分钟内完成。

using-electroretinogram-to-assess-function-rodent-retina-protective

Research

科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

使用电生理评估功能，在啮齿动物的视网膜和远程肢体缺血预适应的保护作用

本视频展示了制备大鼠模型以研究视网膜健康和视觉通路完整性的方法。将视觉诱发电位和视网膜电图的参考电极与活动电极连接至大鼠，随后调整平台使大鼠位于全视野刺激碗前方，以实现视网膜均匀照明，并关闭法拉第笼以避免外界干扰。...

使用电生理装置制备大鼠模型以评估视觉通路完整性

来源：Brandli, A. 远隔肢体缺血预处理：一种在啮齿类动物中的神经保护技术。J. Vis. Exp.

大鼠模型中用于神经保护的非侵入性肢体缺血预处理

啮齿类动物的视网膜长期以来被视为观察大脑的一个易于接近的窗口。在本技术论文中，我们提供了一种利用小鼠氧诱导性视网膜病变模型来研究缺血性损伤后中枢神经系统内血管再生失败机制的实验方案。该系统还可用于探索促进视网膜和中枢神经系统内功能性血管再生的策略。...

利用小鼠视网膜评估中枢神经系统中的血管再生

远程缺血预处理（RIP）是一种使组织耐受损伤性应激的保护方法。我们已建立了一种通过充气血压计袖带5-10分钟对后肢实施远程缺血的方法。在啮齿类动物视网膜变性模型中，已证实RIP具有神经保护作用。...

远程缺血预处理：一种在啮齿类动物中的神经保护技术

离体视网膜电图（ex vivo ERG）可用于直接记录动物或人离体完整视网膜中视网膜细胞的电活动。本文展示了如何改造常用的活体视网膜电图（in vivo ERG）系统，以用于离体视网膜电图（ex vivo...

同时 离体 通过双视网膜功能测试 体内 视网膜电图系统

本方案描述了在麻醉大鼠中同时记录视网膜电图和视觉诱发电位的方法。...

在麻醉大鼠中同步记录视网膜电图和视觉诱发电位

我们展示了在清醒大鼠中进行手术植入和记录程序，以测量来自眼睛（视网膜电图）和大脑（视觉诱发电位）的视觉电生理信号，该方法更接近人类情况，因为记录过程无需麻醉，避免了麻醉带来的干扰。...

清醒大鼠无线视网膜电图和视觉诱发电位的植入与记录

本文介绍了一种利用直流视网膜电图（DC-ERG）技术记录小鼠视网膜色素上皮（RPE）光诱发电反应的方法，该技术由 Marmorstein、Peachey...

直接耦合视网膜电图（DC-ERG）记录小鼠视网膜色素上皮光诱发的电反应

本文介绍了一种通过暂时性双侧颈总动脉结扎并结合夹闭法建立的小鼠视网膜缺血模型。该模型有助于理解由心血管异常引发的视网膜缺血的病理机制。...

一种通过短暂双侧颈总动脉阻塞诱导的缺血性视网膜损伤小鼠模型

对现有的多电极阵列或膜片钳设备进行改造可实现 离体 使视网膜电图更广泛可及。改进的记录与维持方法 离体...

优化实验装置与条件 离体 用于研究大小眼视网膜功能的视网膜电图

本方案通过前房插管并升高眼内压以诱导小鼠眼视网膜缺血，随后恢复正常眼内压以启动再灌注，从而建立视网膜缺血-再灌注损伤模型。...

小鼠眼球模型中视网膜缺血-再灌注损伤的诱导

了解如何使用视网膜电图评估暗适应大鼠的视觉功能，并探索远程肢体缺血预适应对光诱导视网膜损伤的神经保护作用。该方法为视网膜保护研究提供了重要的电生理学工具。

利用视网膜电图评估啮齿类动物视网膜功能及远端肢体缺血预处理的保护作用

探索更多视频