Entwicklung von Myopie in einem Mausmodell durch linseninduzierte Defokussierung

Zusammenfassung

Quelle: Jiang, X., et al. Induktion und Evaluierung eines Mausmodells der experimentellen Myopie. J. Vis. Exp. (2019)

Dieses Video zeigt ein Verfahren zur Induktion von Kurzsichtigkeit bei einer Maus durch die Installation eines benutzerdefinierten Linsenrahmens. Der Rahmen wird mit Zahnkleber am freiliegenden Schädel befestigt und konkave Linsen werden eingesetzt, um den Brennpunkt hinter die Netzhaut zu verschieben. Diese Anordnung stimuliert die Dehnung des Augapfels, was zu Kurzsichtigkeit führt.

Protokoll

Alle Verfahren, an denen Tiermodelle beteiligt sind, wurden vom örtlichen institutionellen Tierpflegeausschuss und dem Tierprüfungsausschuss von JoVE überprüft.

1. Zusammenbau der Brille für Mäuse

1. Bereiten Sie die Teile vor, die für den Zusammenbau der Brille benötigt werden (Abbildung 1a). Bereiten Sie für jede Maus Folgendes vor: einen am Kopf montierten Nylonstab, einen höheren und einen niedrigeren Titanrahmen, zwei Linsen mit entsprechender Leistung entsprechend dem Zweck des Experiments, eine Schraube der Größe M1,4 mit einer Länge von 10 mm, eine Mutter für eine Schraube der Größe M1,4, eine Unterlegscheibe für eine Schraube der Größe M1,4 mit einer Dicke von 0,3 mm, und zwei künstliche Fingernagelspitzen. HINWEIS: Es gibt zwei Arten von Rahmen mit unterschiedlichen Höhen. Für eine Maus werden ein höherer und ein niedrigerer Rahmen als Set verwendet. Höhere Rahmen sollten über die unteren gestellt werden, um die Sehfelder symmetrisch zu gestalten. Fassungen und Gläser werden von der Forschungsgruppe der Autoren speziell entworfen und hergestellt. Diese sind erhältlich, indem Sie sich an die entsprechenden Autoren dieses Artikels wenden. Andere Teile sind im Werkzeughandel erhältlich.
2. Montieren Sie den Rahmen für das rechte und das linke Auge separat.
   1. Ordnen Sie die Fingernagelspitze nach außen an, um die beste Schutzwirkung zu erzielen. Stellen Sie den Winkel zwischen der Fingernagelspitze und dem Rahmen auf etwa 130° ein, um eine Maskierung des Sichtfelds der Maus zu vermeiden (Abbildung 1b). Kleben Sie die künstlichen Fingernagelspitzen mit Cyanacrylatkleber auf den Rahmen.
      HINWEIS: Fingernagelspitzen können helfen, das Objektiv vor Kratzern durch die Maus zu schützen. Die Richtung der Fingernagelspitzen muss entgegengesetzt sein, da der höhere Rahmen und der untere Rahmen für das rechte Auge bzw. das linke Auge verwendet werden.
   2. Warten Sie mindestens 12 h, bis der Kleber vollständig getrocknet ist, und stellen Sie dann mit einem Nagelknipser die Form der Fingernagelspitzen durch Schneiden und Trimmen auf ca. 1 cm × 1 cm ein.
   3. Kleben Sie die Scheibe mit Cyanacrylatkleber auf den Rahmen. Setzen Sie das Glas mit der Hand auf den Rahmen und halten Sie den Rahmen waagerecht. Injizieren Sie den Cyanacrylat-Kleber vom Rand der Linse und lassen Sie den Klebstoff durch Oberflächenspannung verteilen.
      HINWEIS: Der Kleber erodiert die Linse und beeinflusst ihre Transparenz, also achte darauf, dass der Kleber nur den peripheren Teil der Linse berührt. Verwenden Sie 0 Dioptrien (D) Planlinse als Kontroll- und Minuslinse, um Myopie zu induzieren. Die Wirkung unterschiedlicher Potenzen von Minuslinsen (–10 dpt bis –50 dpt) wurde an anderer Stelle beschrieben4. Um die Myopie-Induktion zu maximieren, wird eine -30 D-Linse zur Induktion von Myopie empfohlen. FDM kann auch mit demselben Gerät induziert werden, indem einfach die Linse in die Kappe des 1,5-ml-Mikroröhrchens als Diffusor eingetauscht wird.
3. Ziehen Sie die Schraube in den Nylonstab zusammen mit der Unterlegscheibe von der flachen Seite des Stabes fest. Bereiten Sie die Brille bzw. die Stäbchen vor dem Experiment vor und lagern Sie sie für die weitere Verwendung ein (Abbildung 1c).
   HINWEIS: Das Protokoll kann hier pausiert werden.

2. Fixierung des Rahmens auf dem Schädel der Maus.

1. Tragen Sie einen Tropfen 0,1% gereinigten Natriumhyaluronat-Augentropfen auf, um Trockenheit auf jedem Auge zu verhindern.
   HINWEIS: Augentropfen auf der Augenoberfläche beeinflussen die Werte der Brechungs- und Achslängenmessungen. Verwenden Sie die Augentropfen nach der Anästhesie erst, wenn alle Messungen durchgeführt wurden.
2. Lege das Kinn der betäubten Maus auf eine Schräge aus Ton oder irgendetwas, das als Kissen verwendet werden kann, um die vordere Ebene des Schädels horizontal zu machen.
3. Sterilisieren Sie das Haar und die Kopfhaut zwischen Ohren und Augen mit einem Wattestäbchen mit 70% Ethanol.
4. Schneiden Sie die Haut zwischen Ohren und Augen mit einer chirurgischen Schere und Pinzette etwa 0,8 sq.cm lang ein, um den Schädel freizulegen. Verwenden Sie Zahnätzflüssigkeit und ein Wattestäbchen, um das Periost zu entfernen. Sterilisieren Sie die chirurgische Schere und Pinzette vor der Operation jeder Maus mit 70% Ethanol.
   HINWEIS: Das Schneiden der Haare und das Tragen steriler Handschuhe kann erforderlich sein. Prüfen Sie vor diesem Verfahren die Bestimmungen des zuständigen Tierschutzausschusses. In den meisten Fällen gehört die Zahnätzflüssigkeit zu den Aufsätzen im selbsthärtenden Zahnadhäsivsystem. Wenn die Zahnätzflüssigkeit nicht verfügbar ist, verwenden Sie stattdessen 70%iges Ethanol.
5. Montieren Sie einen Satz Rahmen ohne Linse, um den Stick in der richtigen Position zu fixieren. Setzen Sie die Rahmen auf den Mauskopf. Passen Sie die Position der Rahmen vorsichtig an, um sicherzustellen, dass sich beide Augen in der Mitte des leeren Rahmens befinden.
6. Verwenden Sie ein selbsthärtendes Zahnadhäsivsystem, um den Stick auf dem Mauskopf zu befestigen. Achten Sie darauf, dass die Flüssigkeit des Haftsystems nicht in das Mausauge fließt.
   HINWEIS: Die Methode zur Verwendung des selbsthärtenden Zahnadhäsivsystems ist von Produkt zu Produkt unterschiedlich. Lesen Sie die Anleitung sorgfältig durch.
   VORSICHT: Einige der Reagenzien im Zahnadhäsionssystem können giftig sein.
7. Warten Sie ca. 5 min und nehmen Sie den Rahmen und die Mutter vorsichtig ab, ohne die Position des Sticks zu verändern (Abbildung 2a).
8. Injizieren Sie 0,75 mg/kg Atipamezolhydrochlorid intraperitoneal, um der Maus zu helfen, sich schneller von der Narkose zu erholen. Setzen Sie die Maus in einen einzelnen Käfig, bis sie vollständig wiederhergestellt ist. Lassen Sie die Maus nicht unbeaufsichtigt, bis sie wieder genügend Bewusstsein erlangt hat, um das Brustbein aufrecht zu erhalten. Das Protokoll kann hier pausiert werden.

3. Beginn der Myopie-Induktion und die anschließende Erhaltung

1. Warten Sie mindestens 24 Stunden nach der Operation, damit sich die Maus vollständig von der Narkose erholen kann. Fassen Sie den Stock und setzen Sie die Fassungen mit Gläsern auf. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Anregung (Abbildung 2b).
   HINWEIS: Um die Beschwerden während der Genesung von der Narkose zu minimieren und genügend Zeit für die Gerinnung des Zahnadhäsivsystems zu haben, wird dringend empfohlen, den Rahmen aufzusetzen, nachdem sich die Mäuse vollständig von der Narkose erholt haben. Der Harzzement des Adhäsivsystems bedeckt den Schnitt der Kopfhaut vollständig. Daher ist keine spezifische postoperative Behandlung erforderlich, um Infektionen zu verhindern und postoperative Schmerzen zu lindern. Gleich nach dem ersten Aufsetzen des Rahmens sind sich Mäuse der Existenz des Objektivs zu sehr bewusst und zerkratzen es oft. Das eklige Verhalten ist nach einigen Stunden wieder normal. Die Mäuse mit Linsen können mit der gleichen Dichte wie die normalen Mäuse gehalten werden.
2. Entfernen Sie den Rahmen und reinigen Sie die Gläser und Fingernagelspitzen mindestens zweimal pro Woche mit Wattestäbchen, um die Transparenz der Linse zu erhalten.
   HINWEIS: Es ist nicht notwendig, die Maus unter Narkose zu setzen, um den Rahmen zu entfernen und aufzusetzen. Wenn man den Mäusen Halt gibt, auf denen sie sitzen können, anstatt sie bei der Arbeit mit ihnen hängen zu lassen, könnte dies den Stress verringern.
   1. Wenn eine Zwischenmessung notwendig ist, setzen Sie die Maus unter Narkose und messen Sie die Maus wie zuvor beschrieben. Die Induktion kann fortgesetzt werden, nachdem sich die Maus von der Narkose erholt hat.
3. Reinigen Sie den Käfig mindestens zweimal pro Woche.
   HINWEIS: Dies hilft, die Klarheit der Gläser zu erhalten. Es kann auch hilfreich sein, ein Netz zwischen die Maus und den Käfigboden zu legen, um die Essensreste zu filtern.
4. Überwachen Sie das Körpergewicht und das grobe Verhalten. Vergleichen Sie sie mit gleichaltrigen, unberührten Mäusen während des gesamten Versuchsprozesses.
   ANMERKUNG: Abgesehen von einigen Kratzverhaltensweisen gibt es keine signifikante Veränderung, einschließlich des Körpergewichts, zwischen Versuchsmäusen und unbehandelten Mäusen.

Ergebnisse

Abbildung 1: Das Design der auf dem Schädel montierten Brille. (a) Alle Teile, die für den Zusammenbau der Mausbrille benötigt werden. (b) Ein Beispiel für die Position des Rahmen...

Materialien