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Research Article
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Erratum Notice
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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
Ce protocole fournit un guide complet de la dissection et l’analyse de l’utilisation de repères profond oculaires, s-opsine immunohistochimie, Retistruct et du code personnalisé avec précision et fiabilité orienter la rétine de souris isolées dans l’espace anatomique.
Avec précision et fiabilité identifier l’orientation spatiale de la rétine de souris isolé est important pour de nombreuses études en neuroscience visuelle, y compris l’analyse de la densité et les gradients de la taille des types de cellules rétiniennes, l’accordage de sens de direction-sélectif cellules ganglionnaires et l’examen des profils topographiques dégénérescence dans certaines maladies de la rétine. Cependant, il existe de nombreuses méthodes de dissection oculaires différents rapportés dans la littérature qui sont utilisés pour identifier et étiqueter rétinienne orientation dans la rétine de souris. Alors que la méthode d’orientation utilisée dans ces études est souvent négligée, orientation comment rétinienne pas considérée est déterminée peut causer écarts dans la littérature et de la confusion lorsque vous essayez de comparer les données entre les études. Des monuments oculaires superficielles comme cornéens brûlures sont couramment utilisées, mais ont récemment été démontrés être moins fiables que les monuments plus profondes comme les muscles rectus, la fissure choroïde ou le gradient de s-opsine. Ici, nous fournissons un guide complet pour l’utilisation des points de repère profond oculaires de disséquer avec précision et de documenter l’orientation spatiale d’une rétine de souris isolé. Nous avons aussi comparé l’efficacité des deux anticorps s-opsine et inclus un protocole pour immunohistochemistry s-opsine. Parce que l’orientation de la rétine selon le gradient de s-opsine nécessite une reconstruction rétinienne avec le logiciel Retistruct et rotation avec un code personnalisé, nous avons présenté les mesures importantes nécessaires pour utiliser ces deux programmes. Dans l’ensemble, le but du présent protocole est de livrer un ensemble fiable et reproductible des méthodes pour l’orientation rétinienne précise qui s’adapte aux protocoles plus expérimentales. Des grands objectifs de ce travail consiste à normaliser les méthodes d’orientation rétinienne pour de futures études.
Un aspect important et parfois négligé des neurosciences rétinienne est l’orientation correcte et l’analyse de la rétine tout montage isolée, que ce soit l’orientation de la rétine dans une chambre d’enregistrement électrophysiologie ou sur une lame histologique. Cela est particulièrement important pour les études concernant la rétine de souris, qui est actuellement le modèle plus répandu pour les enquêtes du système visuel chez les mammifères. Des découvertes récentes révèlent que la rétine de souris n’est pas uniforme dans l’espace, mais a des gradients de densité et la taille des types de cellules rétiniennes fonctionnellement distinctes, telles que cellules ganglionnaires melanopsin et les cellules ganglionnaires OFF-alpha transitoires opsines des cônes1,2 ,3,4,5. En conséquence, la méthode utilisée pour déterminer l’orientation de la rétine peut influencer les résultats expérimentaux impliquant les cellules type ou opsine distributions2,3,6, direction réglage de direction sélective ganglion cellules7,8,9et les modèles topographiques de dégénérescence rétinienne10,11,12,13,14 . En fait, le pas considérée orientation comment rétinienne est rapportée peut causer divergences dans la littérature et de la confusion lorsque vous essayez de comparer les données entre les études. Il est donc essentiel que les chercheurs déclarent la méthode pour déterminer l’orientation de la rétine afin que les résultats de ces études peuvent être correctement interprétés.
Orientation rétinienne est couramment identifiée en marquant la cornée dorsale, ventrale, nasale ou temporelle avant énucléation oculaire1,3,12,15,16,17 ,18,19 ou par coupure ou coloration repères oeil profond anatomiques tels que les muscles extraoculaires6,7, la choroïde fissure20,21, ou le s-opsine dégradé2,3. Les muscles rectus peuvent servir à identifier le nasal dorsal, ventral, et la rétine temporale en faisant une coupe profonde relaxation qui divise l’attachement de l’autre le rectus supérieur, rectus inférieur, rectus médial ou muscle latéral droit, respectivement. Cependant, pour la plupart des expériences, à l’aide d’un muscle droit est suffisant pour orienter la rétine22. La fissure choroïde, qui est un vestige du développement de le œil, peut être considérée comme une légère ligne horizontale à l’arrière de le œil. Chaque extrémité de cette ligne se termine à la nasale ou le pôle temporal du globe23. Enfin, expression s-opsine est distribuée asymétrique à la rétine ventrale chez les souris, et s-opsine anticorps peuvent être utilisés pour révéler la rétine ventrale dans immunohistochemical expériences1.
Travaux récents de Stabio, et al. 22 a démontré que des monuments oculaires superficielles comme cornéens brûlures sont une méthode moins fiable pour orienter la rétine dans l’espace anatomique, probablement en raison de l’erreur humaine et la variabilité dans la fabrication de la brûlure cornéenne lorsque vous utilisez le temporel et médial canthi comme points de référence. En revanche, monuments profondes, comme le muscle droit supérieur, fissure choroïde et le gradient de s-opsine, ont démontré d’être des repères plus fiables et précises pour orienter la rétine22. Cependant, l’identification de ces repères anatomiques nécessite des étapes de la dissection unique qui ne sont pas décrites en détail dans la littérature. Ainsi, l’objectif du présent protocole est de fournir un tutoriel complet sur la façon d’utiliser le muscle droit supérieur, fissure choroïde et gradient de s-opsine d’identifier avec précision l’orientation spatiale de la rétine de souris. En outre, nous avons inclus une comparaison de l’efficacité des deux anticorps s-opsine, mais aussi un protocole pour immunohistochemistry s-opsine.
Un défi supplémentaire aux études s’appuyant sur l’orientation précise rétinienne est la grosse pièce relève pour aplatir les rétines wholemount sur un plat, chambre d’enregistrement ou une diapositive. Cela peut introduire des défis pour l’analyse de ce qui est naturellement une structure tridimensionnelle lorsqu’il est imagé comme une structure plane à deux dimensions. Un programme appelé Retistruct24 peut servir pour renvoyer un plat wholemount de la rétine à sa structure tridimensionnelle avant que les données recueillies auprès d’elle sont analysées. Ainsi, une section du présent protocole est dédiée à mettre en évidence les étapes qui sont nécessaires pour utiliser le logiciel Retistruct pour reconstruire la rétine de souris s-opsine immunomarquage. Nous avons également inclus une section du protocole pour l’utilisation de notre script personnalisé de MATLAB, qui a été développé à la rétine de souris de précisément faire pivoter et orienter colorées avec s-opsine.
Toutes les méthodes décrites ici ont été approuvés par l’animalier institutionnel et utilisation Comité (IACUC) de l’Université d’Akron.
1. en utilisant le point de repère Muscle Rectus supérieur pour identifier l’Orientation rétinienne
Remarque : Le muscle droit supérieur est un point de repère pour la dorsale de la rétine (tableau 1). Si l’expérience ne nécessite pas le marquage de la rétine dorsale, ignorez l’étape 1 et passez à l’étape 2.
2. en utilisant le point de repère Fissure choroïde pour identifier l’Orientation rétinienne
Remarque : La fissure choroïde est présente sur la sclérotique à l’arrière de le œil et s’étend du pôle temporal au pôle nasal (Figures 2 b et 2C; Tableau 1).
3. étiquetage du Gradient de S-opsine dans la rétine de souris
NOTE : L’expression de photopigment s-opsine est asymétrique distribuée à la rétine ventrale1, ce qui en fait un excellent marqueur de la partie ventrale de la rétine. Cette méthode n’est utile que pour les fixes et les tissus immunostained (tableau 1). Les étapes suivantes peuvent être appliquées à la rétine qui ont été disséqués en utilisant une des méthodes ci-dessus.
4. utilisation reconstruit rétines immunomarquage avec S-opsine pour identifier l’Orientation rétinienne
Une coupe relève qui traverse le muscle droit supérieur avec précision et fiabilité identifie la rétine dorsale (Figure 1). La fissure choroïde avec précision et fiabilité identifie la rétine nasale et temporelle avec des coupes de relaxation profondes le long de la fissure choroïde temporelle et nasale (Figure 2). Dans cet exemple, une coupe relève également a été déposée dans la rétine dorsale afin d’identifier l’axe de la dorsale/ventrales de la rétine (Figure 2D, flèche verticale). Les étapes de ces processus sont indiqués à des fins de réplication par dissecteurs futures. Une combinaison d’immunohistochimie s-opsine (Figure 3 a et 3D), reconstruction avec le logiciel Retistruct (3 b, 3E) et une rotation précise avec un code personnalisé de MATLAB (3C, 3F) permettant la identification des moitiés ventrales et dorsales de la rétine, mais aussi les pôles nasales et temporelles si elle ne sait pas si la rétine est d’un œil droit ou gauche (Figure 3). Nous avons également comparé les deux anticorps primaires s-opsine couramment utilisés pour l’efficacité dans l’étiquetage des cônes s-opsine (Figure 4A-D) : les deux la chèvre anti-s-opsine anticorps primaire et l’anticorps primaire de lapin anti-s-opsine efficacement l’étiquette cônes s-opsine (Figure 4E) dans la même souris.
Soulager coupures ont été identifiés sur les rétines immunomarquage reconstruit s-opsine et leurs emplacements ont été comparés à l’orientation déterminée par le gradient de s-opsine. En utilisant notre personnalisé MATLAB code rétines (voir Matériaux supplémentaires), ont été tournés avec précision afin que la concentration la plus élevée de s-opsine coloration est située sur le ventre, plaçant ainsi le vrai dorsale à 90 ° (pour rectus supérieur), véritable nasale à 0 ° (pour les voies nasales fissure choroïde) et vrai temporelle à 180 ° (pour fissure choroïde temporelle). La valeur de chaque individu relève coupée l’angle a été déterminée à l’aide de l’outil angle dans ImageJ après que rétines ont redressé selon le gradient de s-opsine. Un angle moyen a été calculé pour chaque relève coupé type et la valeur moyenne de chaque type de coupe relève a été ensuite tracée sur un terrain polaire (Figure 6). En moyenne, coupes de muscle rectus supérieur identifiés le pôle dorsal à 96,3 ± 4,3 ° (n = 11) (Figure 6). La fissure choroïde nasale identifié le pôle nasal à 6,7 ± 5,8 ° et la fissure choroïde temporelle du pôle temporal à 172,0 ± 4,4 ° (n = 9 ; La figure 6).

Figure 1 : à l’aide du muscle droit supérieur afin d’identifier précisément la rétine dorsale d’un bon oeil. (A) un exemple d’une brûlure cornéenne dorsale près de la frontière cornée sclère faite avec un feutre cautérisation (flèche blanche). Le muscle droit supérieur est également visible dans ce point de vue (flèche blanche). (B) un exemple d’un ensemble monté rétine avec un soulagement coupe faite dans la rétine dorsale en coupant le muscle droit supérieur. Flèche représente le profond soulagement coupe opérée dans la rétine dorsale en coupant le muscle droit supérieur. La rétine est colorée avec l’anticorps primaire chèvre anti-s-opsine (voir Table des matières) et anticorps secondaire âne anti-chèvre Alexa 594 (voir Table des matières; excitation : 590 nm ; émission : 620 nm) (cyan). Rétine a été photographié avec un microscope à épifluorescence avec un filtre de Texas Red (595 nm). (C) une rétine reconstruit en Retistruct et tourné avec un code MATLAB personnalisé (voir la Documentation supplémentaire) avec le rectus supérieur muscle soulager coupé visible (flèche blanche). D: dorsale, V: ventrale, T: temporelle, N: nasale. Barreaux de l’échelle = 1 mm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : à l’aide de la fissure choroïde afin d’identifier précisément les pôles nasales et temporale de la rétine d’un œil droit. (A) un exemple d’une brûlure cornéenne dorsale près de la frontière cornée sclère faite avec un feutre cautérisation. (B) la choroïde fissure visible à l’arrière de le œil sur la sclère (flèche blanche). La brûlure cornéenne dorsale est également visible dans ce point de vue, situé à environ 90° de la fissure choroïde temporelle. (C) la choroïde fissure visible à l’arrière de le œil sur la sclère, voyageant du nerf optique jusqu'à la frontière cornée sclère. (D) une rétine tachée de chèvre anti-s-opsine (voir Table des matières) et anticorps secondaire âne anti-chèvre Alexa 594 (voir Table des matières; excitation : 590 nm ; émission : 620 nm) (cyan) avec des coupes de fissure choroïde (horizontal les flèches) et la relaxation dorsale coupe (flèche verticale). Rétine a été photographié avec un microscope à épifluorescence avec un filtre de Texas Red (595 nm). E une rétine reconstruit en Retistruct et tourné avec un code personnalisé de MATLAB (voir matériaux supplémentaires) avec la coupe de relaxation dorsale et les coupes nasale et temporelle fissure choroïde visibles (flèches blanches). D: dorsale, V: ventrale, T: temporelle, N: nasale. Barreaux de l’échelle = 1 mm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : en utilisant le gradient de s-opsine d’identifier tous les quatre pôles de la rétine. (A) un exemple d’une rétine dissection d’un œil droit qui a été immunomarquées à étiqueter s-opsine et photographié avec un microscope à épifluorescence avec un filtre de Texas Red (595 nm). Les réductions de cette rétine sont arbitraires puisque l’orientation topographique est déterminée par le gradient de s-opsine. (B) les résultats de la reconstruction de la rétine chez les A avec Retistruct. Notez que le gradient de s-opsine n’est pas aligné correctement parce que la rétine n’a pas été exécutée par le code MATLAB personnalisé (voir Matériaux supplémentaires). (C) les résultats de la rotation de la rétine dans A avec le code personnalisé. La rétine a été tournée afin que la concentration la plus élevée de s-opsine coloration se trouve en bas et identifiée comme la rétine ventrale. Parce que la rétine est un œil droit, le pôle temporal est situé à 90° dans le sens inverse du pôle dorsal et le pôle nasal est situé à 90° vers la droite du pôle dorsal. (D) un exemple d’une rétine dissection d’un œil gauche qui a été immunomarquées à étiqueter s-opsine et photographié avec un filtre de Texas Red (595 nm). Les réductions de cette rétine sont arbitraires puisque l’orientation topographique est déterminée par le gradient de s-opsine. (E) les résultats de reconstituer numériquement la rétine en ré avec Retistruct. Notez que le gradient de s-opsine n’est pas aligné correctement parce que la rétine n’a pas subi une rotation par le code personnalisé. (F) les résultats de la rotation de la rétine en ré avec le code personnalisé. La rétine a été tournée afin que la concentration la plus élevée de s-opsine coloration se trouve en bas et identifiée comme la rétine ventrale. Parce que la rétine est un œil gauche, le pôle nasal est situé à 90° dans le sens inverse du pôle dorsal et le pôle temporal est situé à 90° vers la droite du pôle dorsal. D: dorsale, V: ventrale, T: temporelle, N: nasale. Barreaux de l’échelle = 1 mm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Comparaison de deux anticorps primaires s-opsine dans l’étiquetage des cônes s-opsine. (A) A rétine colorées avec l’anticorps primaire de chèvre anti-s-opsine (voir Table des matières). (B) autre la rétine de souris même colorées avec l’anticorps primaire de lapin anti-s-opsine (voir Table des matières). (C), une région représentative (0,1 x 0,1 mm2) de la rétine colorées avec l’anticorps primaire de chèvre anti-s-opsine. Image prise sur un microscope à épifluorescence à un grossissement de 40 X. (D), une région représentative (0,1 x 0,1 mm2) de la rétine tachée de lapin anti-s-opsine (voir Table des matières), une alternative de l’anticorps primaire. Image a été prise sur un microscope à épifluorescence à un grossissement de 40 X. (E) les deux anticorps étiqueter le même nombre de segments externes s-cône car il n’y a pas de différence significative du nombre d’immunopositifs s-cônes qui sont souillés de chèvre anti-s-opsine et de lapin anti-s-opsine à tout de la rétine testé excentricités (n = 2 ; Analyse de la variance avec test de Bonferroni post hoc ; p > 0,05). Barreaux de l’échelle = 1 mm (A-B) ; 25 µm (C-D). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5 : un guide visuel pour utiliser le logiciel de Retistruct pour reconstruire les rétines immunomarquage avec s-opsine. Rétine (A), A ouvert en Retistruct dont le contour est visible et une « larme » ajouté. Points de la « déchirure » sont indiquées par des flèches blanches superposées. Toutes les découpes de cette rétine sont arbitraires, car aucun point de repère particulier ne servait à marquer l’orientation rétinienne au cours de la dissection. Les touches importantes sont encadrés en rouge. (B) une rétine avec tous les « larmes » ajouté et la rétine dorsale identifié avec « D » sur le bord de la rétine. Notez que le bouton de « Reconstruire la rétine » est maintenant visible. Les touches importantes sont encadrés en rouge. (C) le processus de reconstruction de la rétine. L’intrigue polaire de la rétine reconstituée s’affiche sur la droite, montrant que le soulager des coupes cyan (flèches bleues superposées afin de préciser les endroits coupés). (D) le résultat final de l’exécution de la rétine par l’intermédiaire de Retistruct. La rétine wholemount original reste sur la gauche et la rétine reconstituée apparaît sur la droite. Les coupes relève sont visibles en cyan (flèches blanches superposées afin de préciser les endroits coupés). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6 : la fissure de muscle et de la choroïde rectus supérieur peut être utilisée pour orienter avec précision la rétine de souris. Un tracé polaire des angles obtenus de chaque muscle droit supérieur soulager coupures ou fissure choroïde coupe dans la rétine qui ont été reconstruits avec Retistruct. Soulager coupures ont été identifiés sur les rétines immunomarquage reconstruit s-opsine et leurs emplacements ont été comparés à l’emplacement du dégradé s-opsine. En utilisant le code MATLAB personnalisé à tourner avec précision les rétines, afin que la concentration la plus élevée de s-opsine coloration est situé sur le ventre, la vraie dorsale (90° pour rectus supérieur), vrai nasal (0° pour fissure choroïde nasale) et vrai temporelle (180° pour la choroïde temporelle fissure) ont été déterminés pour chaque rétine. La valeur de chaque relaxation individuelle, angle de coupe a été déterminée dans ImageJ et un angle moyen a été calculée pour chaque relève coupé type. Coupes de muscle rectus supérieur identifiés le pôle dorsal à 96,3 ± 4,3 ° (n = 11). La fissure choroïde nasale identifié le pôle nasal à 6,7 ± 5,8 ° et la fissure choroïde temporelle du pôle temporal à 172,0 ± 4,5 ° (n = 9). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
| Landmark profonde | Localisation de la brûlure cornéenne | Pôle de rétine identifié | Application à titre expérimental |
| Rectus supérieur | Dorsale | Dorsale | Webcam live ou fixe |
| Fissure choroïde nasale | Dorsale | Nasal | Webcam live ou fixe |
| Fissure choroïde temporelle | Dorsale | Temporelle | Webcam live ou fixe |
| S-opsine Gradient | Aucun | Dorsale, ventrale, nasale, temporelle | Fixe |
Tableau 1 : Repères profondes, le pôle de la rétine, ils s’identifient, et qu’ils peuvent être utilisés pour l’application de tissus vivants ou fixe.
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce protocole fournit un guide complet de la dissection et l’analyse de l’utilisation de repères profond oculaires, s-opsine immunohistochimie, Retistruct et du code personnalisé avec précision et fiabilité orienter la rétine de souris isolées dans l’espace anatomique.
Nous tenons à remercier un jour Bretagne, Jessica Onyak pour leur assistance technique et le Dr Liu de bien vouloir nous laisser utiliser son microscope à épifluorescence. Remerciements de soutien : R15EY026255 NIH-01 et la Fondation de Kirchgessner Karl.
| 0,1 m de solution saline tamponnée au phosphate | Sigma-Aldrich  ; | P5244 | |
| Microscope épifluorescent Axioplan2 | Zeiss | N/A | |
| Vernis à ongles transparent | N/A | N/A | |
| Corning LSE Agitateur orbital à basse vitesse | Sigma-Aldrich | CLS6780FP | |
| Costar TC-Treated 24-well Microscope | à dissectionSigma-Aldrich | CLS3524 | |
| Olympus | SZ51 | ||
| Âne anti-Chèvre Alexa 594 | Life Technologies  ; | A11058 | |
| Âne anti-Lapin Alexa 594 | Life Technologies  ; | A21207 | |
| Donkey Normal Serum | Millipore | 566460 | Utilisation à 5,2 % (52 &mu ; L avec 86 &mu ; L de 20 % Triton X-100 et 863 &mu ; L de 0,1 M PBS pour 1 mL de solution de blocage) |
| Fisherbrand Superfrost Plus Lames de microscope | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| Chèvre anti-s-opsin | Santa Cruz Biotechnologies  ; | sc-14363 | Non disponible commercialement à partir de 2017 |
| Graefe Curved Forceps | Fine Science Tools | 11052-10 | |
| ImageJ ou FIJI | National Institute of Health | N/A | Logiciel disponible gratuitement |
| Low Temperature Cautery Ophthalmic Fine Tip Cauterizer | Bovie Medical Corporation | AA00 | |
| MATLAB | MathWorks | N/A | Au moins la version 2007b ou plus récent |
| Lunettes Micro Cover  ; | VWR International | 48393-241 | |
| Plateaux Micro Slide | VWR International | 82020-913 | |
| Moira Pince Ultra Fine | Science Tools  ; | 11370-40 | |
| Membrane nitrocellulosique | Millipore | HAWP04700 | |
| Paraformaldéhyde | Microscopie électronique Sciences | 15714-S | Utilisation à 4 % (25 &mu ; L et 875 &mu ; L de 0,1 M PBS pour 1 mL de fixateur) |
| Aiguille PrecisionGlide 20G (0,90 mm x 25 mm)  ; | BD PrecisionGlide | 305175 | |
| Pyrex Verre Boîte de Pétri | Sigma-Aldrich | CLS3160152 | |
| R | The R Project for Statistical Computing | N/A | Logiciel disponible gratuitement ; version 3.4.3 ou ultérieure |
| Rabbit anti-s-opsin | Millipore | ABN1660 | |
| Retiga R3 Caméra microscope | Qimaging | 01-RET-R3-R-CLR-14-C | |
| Retistruct | N/A | N/A | Logiciel disponible gratuitement  ; compatible avec Windows 7 ou Windows 10 |
| Shandon Aqua-Mount Support de montage de diapositives | Fisher Scientific | 14-390-5 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | Utilisation 1,7 % (86 &mu ; L de 20 % Triton-X avec 52 &mu ; L de sérum normal d’âne et 863 &mu ; L de 0,1 M PBS pour 1 mL de solution de blocage) |
| Ciseaux de dissection à ressort Vannas  ; | Fine Science Tools | 15000-03 | |
| 5MP Microscope USB Appareil photo numérique | AmScope | MU500 | À utiliser avec le microscope de dissection Olympus |