הצהרה אתית
כל הפרוטוקולים הניסיוניים נבדקו ואושרו על ידי ועדת הטיפול והשימוש הניסויי בבעלי חיים של המכללה הרפואית הקלינית פוזונג באוניברסיטת פוג'יאן לרפואה, ובוצעו בהתאם להצהרת האגודה למחקר ראייה ועיניים (ARVO) לשימוש בבעלי חיים במחקר עיניים וראייה.
הקצאת בעלי חיים וקבוצות
בסך הכל התקבלו 72 עכברים זכרים מסוג C57BL/6 (בגיל 8–10 שבועות, משקל גוף 20–25 גרם) מהספק המוסמך, בהתאם לסטנדרטים הלאומיים לגידול בעלי חיים במעבדה. העכברים הוחזקו בכלובים מאווררים בנפרד בתנאי סביבה סטנדרטיים, כולל מחזור אור/חושך של 12 שעות, טמפרטורה מבוקרת (22 ± 2 מעלות צלזיוס) ולחות יחסית (50% ± 10%), עם גישה חופשית למזון ומים. כדי לחקור את ההשפעות המודולטוריות של מסלולי ALDH2, SIRT1 ו-ERS על נזק רשתית שנגרם על ידי MNU, העכברים חולקו באקראי לשמונה קבוצות ניסוי (n = 9 לקבוצה; n = 5 לקבוצת היום השני; n = 4 לקבוצת היום הרביעי) באמצעות רצף אקראי שנוצר במחשב כדי למזער הטיית בחירה. התקציר הגרפי של המחקר הוצג באיור 1.
הכנת ריאגנטים ומשטרי טיפול
החומרים הניסיוניים ששימשו במחקר זה הופיעו בטבלת החומרים, עם מידע מפורט על ההכנה והמינון כדלקמן. (1) MNU (50 מ"ג/ק"ג): 100 מ"ג MNU הומסו ב-2 מ"ל של תמלח רגיל להכנת תמיסה של 50 מ"ג/מ"ל. לאחר מכן, 1.4 מ"ל מהתמיסה דוללה עם 5.6 מ"ל תמיסת מלח רגילה לריכוז סופי של 10 מ"ג/מ"ל למתן בעלי חיים. (2) אלדה-1 (10 מ"ג/ק"ג): 50 מ"ג אבקת אלדה-1 הומסו ב-1 מ"ל דימתיל סולפוקסיד (DMSO) להכנת תמיסה של 50 מ"ג/מ"ל, שדוללה ב-24 מ"ל תמלח רגיל לריכוז סופי של 2 מ"ג/מ"ל. (3) דייידזין (10 מ"ג/ק"ג): 50 מ"ג אבקת דיידזין הומסו ב-1 מ"ל DMSO להכנת תמיסה של 50 מ"ג/מ"ל, אשר מדוללת לאחר מכן ב-24 מ"ל של תמלח רגיל לריכוז סופי של 2 מ"ג/מ"ל. (4) EX-527 (10 מ"ג/ק"ג): 5 מ"ג אבקת EX-527 הומסו ב-0.1 מ"ל DMSO להכנת תמיסה של 50 מ"ג/מ"ל, שדוללה ב-2.4 מ"ל תמלח רגיל לריכוז סופי של 2 מ"ג/מ"ל. (5) SRT1720 (10 מ"ג/ק"ג): 5 מ"ג אבקת SRT1720 הומסו ב-0.1 מ"ל DMSO וערבבו היטב. לאחר מכן, נוספו 400 מיקרוליטר PEG300, 50 מיקרוליטר של טווין-80, ו-450 מיקרוליטר של תמיסת מלח רגילה להכנת תמיסת עבודה של 2 מ"ג/מ"ל. (6) TUN (10 מ"ג/ק"ג): 5 מ"ג אבקת TUN הומסו ב-0.1 מ"ל DMSO להכנת תמיסה של 50 מ"ג/מ"ל, אשר מדוללת לאחר מכן ב-2.4 מ"ל תמיסת מלח רגילה לריכוז סופי של 2 מ"ג/מ"ל. (7) 4-פנילבוטיראט (4-PBA; 10 מ"ג/ק"ג): 2 מ״ג אבקת 4-PBA הומסו ב-1 מ״ל תמלח רגיל להכנת תמיסה של 2 מ״ג/מ״ל. כל נפחי הניהול הנ"ל היו 5 × M מיליליטר (כאשר M = משקל גוף בעל חיים בק"ג). לאחר מכן, העכברים חולקו לשמונה קבוצות עם פרוטוקולי הטיפול הבאים:
קבוצת ביקורת: הזרקה תוך-פריטוניאלית אחת של מי מלח תקינה.
קבוצת MNU: הזרקה תוך-פריטונלית אחת של MNU.
קבוצת MNU + אלדה-1: הזרקה תוך-פריטוניאלית של אלדה-1, ואחריה מתן יחיד של MNU שעתיים לאחר מכן. לאחר מכן ניתן אלדה-1 תוך-פריטונית פעם ביום.
קבוצת MNU + Daidzin: הזרקה תוך-פריטוניאלית של Daidzin, ואחריה זריקת MNU אחת שעתיים לאחר מכן. לאחר מכן ניתן דיידזין תוך-פריטונית פעם ביום.
קבוצת MNU + Alda-1 + EX-527: הזרקה תוך-פריטוניאלית של Alda-1, ואחריה הזרקת EX-527 שעה לאחר מכן, והזרקת MNU שעה לאחר מכן (הזרקה אחת). לאחר מכן ניתן אלדה-1 תוך-פריטונית פעם ביום.
קבוצת MNU + Alda-1 + TUN: הזרקה תוך-פריטונלית של אלדה-1, אחריה הזרקת TUN שעה לאחר מכן, והזרקת MNU שעה לאחר מכן. לאחר מכן ניתן אלדה-1 תוך-פריטונית פעם ביום.
MNU + Daidzin + קבוצת SRT1720: הזרקה תוך-מצרחית של Daidzin, ואחריה הזרקה SRT1720 שעה לאחר מכן, והזרקת MNU שעה לאחר מכן. לאחר מכן ניתן דיידזין תוך-פריטונית פעם ביום.
קבוצת MNU + Daidzin + 4-PBA: הזרקה תוך-פריטוניאלית של Daidzin, ואחריה הזרקת 4-PBA שעה לאחר מכן, והזרקת MNU שעה לאחר מכן. לאחר מכן ניתן דיידזין תוך-פריטונית פעם ביום.
ניטור משקל גוף
רעילות מערכתית וההשפעות הפיזיולוגיות הקשורות לטיפול נבדקו על ידי רישום משקל הגוף של כל עכבר מדי יום במשך ארבעה ימים רצופים לאחר מתן MNU. המשקלים נמדדו באמצעות סולם דיגיטלי מדויק בדיוק של ±0.1 גרם, ותועדו נתונים למעקב אחר מגמות בירידה או עלייה במשקל בין קבוצות, ששימשו כאינדיקטורים עקיפים לסבילות לטיפול וללחץ מערכתי.
בדיקת היסטופתולוגיה של הרשתית
בנקודות הזמן של היום השני והרביעי לאחר הניסוי, עכברים הושתו באמצעות פריקה צווארית לאחר הרדמה בהזרקה תוך-פריטוניאלית (I.p.) של נתרן פנטוברביטל במינון של 50–60 מ"ג/ק"ג למשקל גוף, תוך שמירה קפדנית על הנחיות המתת חסד מוסדיות. העיניים, ובמיוחד העיניים השמאליות, הוחלפו מיד. לפני הסרת הנובר, נעשה חתך קטן בלימבוס האף כדי לסמן את הכיוון. הכדורים הוטבלו לאחר מכן ב-4% פאראפורמלדהיד (PFA) במי מלח מפוזרים פוספט (PBS, pH 7.4) למשך 24 שעות בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס לצורך קיבוע. העיניים הקבועות יובשו לאחר מכן באמצעות סדרת אתנול מדורגת (70%, 80%, 95% ו-100%), נוקו בקסילן, והוטמעו בבלוקים של פרפין לעיבוד היסטולוגי. במהלך ההטמעה, הכיוון הוגדר על ידי מיקום הצד האף המסומן כלפי מטה.
חתכים סדרתיים (בעובי 5 מיקרון) הוכנו באמצעות מיקרוטום סיבובי דרך ראש עצב הראייה (ONH) כדי להבטיח דגימה מייצגת של אזור הרשתית המרכזי. באופן ספציפי, חתכים נחתכו מהצד העליון לכיוון נקודת האף המסומנת, כדי להבטיח שכל החלקים יעברו דרך ה-ONH. החלקים הותקנו לאחר מכן על שקופיות זכוכית טעונות חיוביות. צביעת המטוקסילין ואאוזין (HE) בוצעה בהתאם לפרוטוקולים הסטנדרטיים. המורפולוגיה של הרשתית הוערכה באמצעות מיקרוסקופיית אור בהגדלה של 400×. המדידות נלקחו באופן שיטתי מהרשתית הטמפורלית במרחקים קבועים מראש מה-ONH: 200, 400, 600, 800, 1000 ו-1200 מיקרון. בכל מיקום נמדדו עובי רשתית כולל, אורך הסגמנט הפנימי והחיצוני (IS/OS), עובי שכבת הגרעין החיצונית (ONL), עובי השכבה החיצונית (OPL) ושכבת הגרעין הפנימית (INL).
כדי להבטיח אובייקטיביות ולמזער הטיית מדידה, הוטמע פרוטוקול בקרת איכות קפדני. באופן ספציפי, כל אחת משמונה קבוצות הניסוי חולקה לחמש או ארבע תת-קבוצות (למשל, תת-קבוצות 1, 2, 3, 4, 5). חמישה או ארבעה צופים עצמאיים, עיוורים להקצאות קבוצות, הוקצו למדוד את אותה תת-קבוצה מתאימה בכל קבוצות הניסוי (למשל, צופה A תמיד מדד תת-קבוצה 1 מכל קבוצה). בכל נקודת מדידה, נלקחו שלוש קריאות בטווח ~5 מיקרון (למשל, ב-200 מיקרון, 195 מיקרון ו-205 מיקרון) וממוצעו כדי למזער שגיאות טכניות. מדידות כמותיות בוצעו באמצעות תוכנת ImageJ (גרסה 1.54g), וערך העובי הממוצע לכל נקודה חושב כדי להבטיח שחזוריות.
סמני חילוף חומרים של אלדהיד
כדי להעריך לחץ חמצוני ומטבוליזם אלדהיד, נבדקו דגימות סרום לרמות MDA ו-4-HNE, שהן סמנים ביולוגיים מרכזיים לפרוקסידציה של שומנים ולחץ אלדהיד. באופן ספציפי, כל העכברים הורדמו באמצעות הזרקה תוך-פריטוניאלית (I.p.) של נתרן פנטוברביטל במינון של 50–60 מ"ג/ק"ג משקל גוף. לאחר שהעכברים הורדמו עמוקות, בוצעה המתת חסד באמצעות ניתוק צוואר הרחם. מיד לאחר המתת החסד, גלגלי העיניים הוצאו מהדם, ודם רטרובולברי נאסף במהירות. הדגימות הורשו להיקרש בטמפרטורת החדר למשך 30 דקות, ולאחר מכן צנטריפוגה ב-3,000 × גרם במשך 10 דקות. חלק הסרום הועבר בזהירות לצינורות מיקרוצנטריפוגה ללא אנזימים ונשמר בטמפרטורה של -80°C עד לניתוח הבא. רמות MDA בסרום נמדדו באמצעות ערכות ELISA (בדיקות אימונוסורבנט מקושרות באנזימים מסחריות) בהתאם לפרוטוקולי היצרן. בקצרה, תקנים ודגימות נוספו למיקרופלטות מצופות מראש, דגרו בנוגדנים ראשוניים ספציפיים, נשטפו להסרת חומרים לא קשורים, והגיבו עם נוגדנים משניים מצורפים לפרוקסידאז חזרת (HRP). לאחר מכן נוספה סובסטרט טטרמתילבנזידין (TMB), והתגובה הסתיימה עם חומצה גופרתית. ערכי צפיפות אופטית (OD) נקראו ב-450 ננומטר באמצעות קורא מיקרופלט, וריכוזי MDA/4-HNE נקבעו על ידי השוואת ערכי ה-OD לעקומות סטנדרטיות שנוצרו באמצעות ריכוזים ידועים של האנליטים.
ניתוח סטטיסטי
כל הנתונים הוצגו כממוצע ± שגיאת תקן (SE). בהינתן גודל המדגם הקטן (n = 5 לקבוצת היום השני; n = 4 לקבוצת היום הרביעי), שימשו שיטות סטטיסטיות של מבחן Bootstrap. באופן ספציפי, שיטת הדגימה מחדש של Bootstrap (1,000 איטרציות עם החלפה) שימשה להערכת רווחי ביטחון של 95% (CI) עבור ממוצעים קבוצתיים ולהשוואת הבדלים בין קבוצות. לכל תוצאה (למשל, משקל, עובי רשתית, רמות MDA/4-HNE), נלקחו דגימות Bootstrap מהמאגר המקורי, והממוצע חושב לכל דגימה מחודשת. רווח ה-CI של 95% נגזרמהאחוזון ה-2.5 וה-97.5 של התפלגות ה-bootstrap. המשמעות הוערכה בעקיפין באמצעות הגישה הבאה על ידי בחינת מרווח הביטחון. אם רווח הרווח של תוצאות הבוטסטרפ לא כלל אפס, זה בדרך כלל הצביע על כך שההבדל מובהק (בהנחה השוואה של ממוצעים בין שתי קבוצות או יותר). הדמויות נוצרו באמצעות תוכנת Graphpad (גרסה 5.01).