שיטה זו מדמיינת את המבנה הטבעי של סיבי קולגן בגוף הזגוגית באמצעות מיקרוסקופ רפלקטיבי קונפוקלי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
שיטה זו מדמיינת את המבנה הטבעי של סיבי קולגן בגוף הזגוגית באמצעות מיקרוסקופ רפלקטיבי קונפוקלי.
הזגוגית היא ג'ל שקוף הממלא את החלל שבין העדשה לרשתית. המבנה שלו נתמך על ידי רשת של סיבי קולגן, מה שככל הנראה משפיע על תכונות ויסקו-אלסטיות ותורם למחלות רשתית. עם זאת, הארגון של רשת קולגן זו נותר לא מאופיין היטב מכיוון שהדמיית הזגוגית במצבה המקורי היא מאתגרת. טכניקות הדמיה רבות המיושמות על הזגוגית גורמות להתייבשות ועיוותים, ושיטות מבוססות צבע יכולות להכניס חפצים או תיוג לא ספציפי, מה שמקשה על חקר רשת הקולגן. בפרוטוקול זה, אנו מתארים: 1) שיטה לניתוח עיני חזיר לצורך הדמיה; 2) אסטרטגיה להרכבת העיניים על מיקרוסקופ הפוך; 3) הנחיות להדמיית רשת הקולגן הזגוגית במצבה המקורי באמצעות מיקרוסקופיה רפלקטיבית קונפוקלית; ו-4) הוראות לניתוח תמונה כמותי של מאפייני הרשת. אנו מדגישים מלכודות נפוצות ומדגישים נקודות טכניות מרכזיות. אנו מדווחים על יישום מיקרוסקופ רפלקטיבי קונפוקלי על הזגוגית. בהשוואה לאסטרטגיות הדמיה קודמות של הזגוגית, גישה זו משמרת את המבנה, הכיוון וההפצה המקוריים של סיבי קולגן בזגוגית ללא צבעים אקסוגניים או חפצי התייבשות. מיקרוסקופ רפלקטיבי קונפוקלי יכול לחקור את הבסיס המבני של קשיחות ג'ל הזגוגית בבריאות ובחולי.
הזגוגית היא המטריצה החוץ-תאית בין העדשה לרשתית בעין. מתיחה מהזגוגית על הרשתית ממלאת תפקיד מרכזי באובדן ראייה במחלות כמו היפרדות רשתית, חור מקולרי ומתיחה של הזגוגית 1,2,3,4. יכולתו של הזגוגית להעביר כוחות משיכה לרשתית נקבעת על ידי קשיחות הג'ל שלה, אשר בתורה תלויה בתכונות המרכיבים העיקריים שלה, קולגן וחומצה היאלורונית5. קשיחות הג'ל של הזגוגית מושפעת ככל הנראה מתכונות של רשת סיבי הקולגן, מכיוון שהקשיחות של ג'ל קולגן מלאכותי מונעת על ידי מאפייני רשת כגון צפיפות, יישור ורוחב סיבים6.
רשת סיבי הקולגן הזגוגית קשה להדמיה בגלל תכולת מים גבוהה וריכוז קולגן נמוך7, מה שמוביל לעיוות מלאכותי במהלך העיבוד למיקרוסקופיה או מיקרוסקופ אלקטרונים שידור. היסטולוגיה מסורתית ומיקרוסקופ אלקטרונים הולכה דורשים עיבוד כדי להקשיח את הזגוגית לחתך דק. ההתייבשות הנדרשת להטמעה היסטולוגית גורמת לסיבי זגוגית להצטבר לתצורת חלת דבש8, והיווצרות גבישי קרח במהלך ההקפאה מגדילה את גודל הנקבוביות במטריצה החוץ-תאית9. הטמעת פלסטיק8 והקפאה מהירה10 הוחלו על הזגוגית כדי למזער את החפץ, אם כי ככל הנראה נשאר חפץ שיורי כלשהו. מיקרוסקופ ניגודיות פאזה היא שיטה שאינה דורשת חתך והוחלה על הזגוגית, אך היא דורשת הסרת חתיכה קטנה של זגוגית מהעין, ובכך לאבד את המיקום והכיוון המקוריים של הרשת11. לאחרונה, נעשה שימוש במיקרוסקופ אור מקוטב כמותי כדי למפות את הכיוון הממוצע של סיבים על פני עין חזירית חתוכה ברוטו, אך לא ניתן היה לפתור סיבים בודדים12. בנוסף, גישות תיוג מבוססות צבע (למשל, טריפאן כחול, אדום פיקרוסיריוס, 5-(4,6-דיכלורוטריאזיניל) אמינופלואורסצאין) יכולות להכניס חפצים או תיוג לא ספציפי ולכן נמנעו כדי לשמר את רשת הקולגן המקומית.
אימצנו את שיטת הכנת הדגימה המשמשת את Filas et al. למחקר מיקרוסקופ אור מקוטב, כלומר, דיסקציה גסה בבלוק אגרוז12, וצילמנו את הדגימה באמצעות מיקרוסקופ החזר קונפוקלי, שלא יושם בעבר על הזגוגית. באמצעות שיטה זו, רכשנו תמונות של רשת סיבי הקולגן הזגוגית במצב לחות, כמעט פיזיולוגי. זה מציע מספר יתרונות על פני שיטות קודמות, כולל חפצים מופחתים בהשוואה לגישות מבוססות שבר בהקפאה או התייבשות10,13. פרוטוקול זה דורש מיקרוסקופ קונפוקלי הפוך עם מטרת טבילה של הגדלה של פי 30 לפחות, צמצם מספרי גדול מ-0.9 ומרחק עבודה גדול מ-200 מיקרומטר. אנו כוללים הדרכה מרכזית להכנת דגימה ורכישת תמונה כדי להקל על רזולוציה ברורה של סיבים. על ידי שמירה על מצב כמעט טבעי של מטריצת הקולגן הזגוגית, גישה זו מאפשרת לחוקרים לנתח כמותית את כיוון הסיבים, צפיפות ופרמטרים של פיזור מרחבי שסביר להניח שהם חיוניים להבנת נוקשות הזגוגית והשינויים הפתולוגיים שלה. טכניקה זו מתאימה במיוחד לחוקרים המתעניינים ברשת הקולגן הזגוגית, במבנה שלה ובפתוגנזה של מחלות זגוגית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת רקמות ודיסקציה
הערה: מחקר זה בוצע בהתאם להנחיות המוסדיות. במוסד שלנו, לא נדרש אישור מהוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים כדי לבצע ניסויים בעיני חזיר ex vivo .
2. מדגם הרכבה להדמיה
3. רכישת תמונות
4. ניתוח תמונה של רוחב הסיבים באמצעות CT-FIRE 14
5. ניתוח תמונה של צפיפות סיבים, עקמומיות, יישור, לקוניות, יחידת גידול היפאלית וממד פרקטלי באמצעות TWOMBLI16
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עין אחת מכל אחד משלושה חזירים בוגרים צעירים (נקבה בת 4 חודשים, זכר בן 5 חודשים ונקבה בת 6 חודשים) צולמה לאחר חתך העין במישור צירי דרך הלימבוס התחתון. שישה מיקומי הדמיה נרכשו במישור החתך X-Y, במרווחים של 4 מ"מ זה מזה. בכל מיקום הדמיה, התקבלה רשת רציפה של 4 x 4 של תמונות של 70 מיקרומטר x 70 מיקרומטר (איור 8). עבור כל חזיר, כל תמונה נותחה בנפרד עבור כמה פרמטרים (טבלה 1).
צפיפות הסיבים נמדדה בשתי שיטות: 1) אורך כולל של סיבים לאחר פילוח של מבנים ליניאר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שיטות הדמיה קודמות של זגוגית הראו צבירת סיבים מלאכותיים13, אובדן ארגון סיבים, כיוון ומיקום17, או הסתמכו על רזולוציה גבוהה בהרבה עם שדה ראייה קטן יותר, מה שהגביל את התובנות לגבי התפלגות הסיבים10. מיקרוסקופ החזר קונפוקלי של רקמה טרייה ex vivo, חתך גס מספק תמונות בקנה מידה מיקרוני של סיבי קולגן זגוגית תוך שמירה על ארגון, אוריינטציה ומיקום סיבים טבעיים. בידינו, גישות צביעה מבוססות צבע (למשל, כחול טריפאן, אדום פיקרוזיריוס...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל המחברים אינם מדווחים על ניגודי עניינים רלוונטיים.
מענק הליבה של המכונים הלאומיים לבריאות EY014800; מענק בלתי מוגבל ממחקר למניעת עיוורון, ניו יורק, ניו יורק, למחלקה לרפואת עיניים ומדעי הראייה, אוניברסיטת יוטה; NIH NEI K08 EY034549; קרן בית החולים הראשוני לילדים; קרן מטילדה זיגלר; אנו מודים לד"ר גיום ל. הוראו ואוסטין ג'ונסון על עיני החזיר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אגארוזה הראשון | VWR | 0710-500G | |
| סיליקון רב-תכליתי 1 סיליקון, שקוף | GE | 2795576 | |
| ספוג תאית (Weck-Cel Eye Spear) | ביבר -ויזיטק | 000865 | |
| פדסטל מותאם אישית עם 3 פינים | נה | נה | |
| מתאם מותאם להתקנת זכוכית כיסוי גדולה | נה | נה | |
| זכוכית כיסוי גדולה, 1.42" x 2.36" מס' 1 | טד פלה | 260460-100 | |
| לגו (פלטת בסיס קלאסית, 1 על 8 אריחים, 1 x 8 לבנים, 1 על 6 פלטות) | לגו | 11023, 3008, 3666, 4162 | |
| להבי מיקרוטום (פרופיל גבוה) | ליקה ביוסיסטמס | 14035838926 | |
| אובייקטיבית סיליקון 30x Olympus UPlanSApo | אולימפוס | UPLSAPO30XS | |
| מגש קוביות קרח גדול מסיליקון (Samuelworld) | אמזון | 713243280060 | |
| מגבוני רקמה (Kimwipes) | קימברלי קלארק | 34120 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.