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方法論記事

超高解像度マウス光コヒーレンストモグラフィー網膜遺伝子治療研究における眼内注入を支援するために

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DOI:

10.3791/55894

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2018年11月2日

この記事について

サマリー

網膜への遺伝子治療薬の配達をお手伝いし、その地域の範囲を評価する視細胞活力を特徴付ける高分解能スペクトル領域光干渉断層法 (HR-SD-OCT) を使用してへの新しいアプローチを示します。

要約

HR-SD-10 月は、ライブ マウス モデルにおける視細胞変性の進行を監視、下腔への治療薬の配達を評価と毒性と効果体内を評価するために活用されています。HR-SD-10 月近赤外光 (800-880 nm) を使用して、具体的には光学系を持ってサブミクロン 2 軸の解像度を持つマウス眼のユニークな光学系のために設計されています。病気の進行を評価するために外側の網膜 (視細胞) 変性およびコントロールのトランスジェニック マウス モデルをイメージしました。引っ張られたガラスのニードルは、強膜とトランス脈絡膜アプローチ アデノ随伴ウイルス (aav ベクター) または経由でナノ粒子 (NP) のサブ網膜注射を提供する使用されました。下腔に針の注意位置決めがサブ網膜領域に液体を提供する校正された圧力注入前に必要でした。私たちの網膜イメージング システム (RIS) リアルタイム網膜手術を行った。HR-SD-10 月実証、有害変異人間変異型ロドプシン (P347S) 式のための進歩的な制服網膜変性マウス (RHOP347S) 遺伝子。HR-SD-10 月では、すべての網膜の層の厳密な定量化をことができます。感光体活力、変性、または救助と相関する核外層 (ONL) 厚さと視細胞外側セグメントの長さ (OSL) 測定。RIS 納品システムにより新生児に、網膜下注射のリアルタイム可視化 (~ P10 14) つまりアダルト マウス、および HR SD-10 月配信の成功を決定する地域範囲をマップし、すぐに。HR-SD-OCT は、光受容体の生体の活力を測定するさらにマウスの網膜の手術の成功を評価する強力なツールです。HR SD OCT は、網膜変性、毒性、および前臨床遺伝子治療研究で治療救助の程度を評価する制服動物コホートを識別するために使用もできます。

概要

人間の病気1,2,3,4の治療法治療薬に翻訳を期待して様々 な網膜と網膜変性疾患に対する遺伝子治療を開発している研究者,5,6,7,8,9,10,11. 時間領域またはスペクトル領域光干渉断層法 (SD-10 月) は、外側の網膜変性疾患12,13,14 の特定のマウス ・ モデルでの側面を調査する使用されています.HR-SD-10 月、しかし、されていない広範囲率と網膜変性の空間的一様性を決定するマウス モデル....

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プロトコル

動物のプロトコルはレビューされ、機関動物ケアと VA WNY HCS、バッファロー州立大学の使用委員会によって承認されました。動物は、協会の規定による視覚と眼科 (ARVO) ・ ヘルシンキ宣言の研究に使用されました。

1. マウス モデル

  1. マウス コントロールなどの評価モデルを識別します。
    注:C57BL/6(J)、hC1/hC1//mWT のイメージングを行った mWT、部分的にヒト化マウス網膜変性モデル野生型 (WT) の変異・ ローP347S hC1 遺伝子は人間のホモ接合体マウスロー/+/+遺伝子型26,27、hC1 WT マウスRHO変異の人間ローP347S hC1 遺伝子の単一コピーを部分的にヒト化モデル BL/6(J) x+/+遺伝子型 (hC1/-//mWT/mWT) (hC1/hC1//mWT により得た/C57BL/6 (mWTJ) マウス)。常染色体優性網膜色素変性症 (adRP) 上記のモデルは C57BL/6(J) の背景に。マウスRHOノックアウト背景に WT RHO遺伝子の 2....

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結果

プレゼンス、率およびモデル外網膜変性の均一性の評価
ONL の計測は、計測器のソフトウェアで提供されるキャリパー ツールを使用して ONL の制限の定義、elm OPL から記録されました。目標は、部分的にヒト adRP マウス モデルの外側の網膜変性の進行をマップすることでした。制御 C57BL/6(J) マウスと hC1/hC1//mWT から同等の画像コントロールの眼底所見と深刻なの両方を展示する示されていた突然変異体人間のロッド (RHOP347S) のオプシン遺伝子の 2 つのコピーを表現する mWT マウス モデル/と急速進行性の網膜変性の条件です。3 週齢 adRP (BL/6(J)) 動物、人間・ ローP347S遺伝子の単一コピーのみと WT マウスRHO遺伝子の 2 つのコピーを持つ x hC1 が通常 ONL 厚近くあった。ただし、フォロー アップ HR SD OCT スキャン 10、37 週間実証一時的漸進的かつ空.......

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ディスカッション

HR-SD-10 月は、潜在的な治療のテストでその有用性を決定する人間の病気の動物モデルの潜在的な特性のための簡単な方法を提供します。迅速かつ確実に人間の病気の動物モデルすることができる (例えば、代替遺伝子治療、リボザイムや shRNA ノックダウン遺伝子療法、複合遺伝子治療) の治療薬探索プロセスに不可欠です。HR-SD-10 月は、網膜の健康を特徴付けるし、ほぼすべてのマウス モデルの網膜変性の進行をモニターするための評価のシンプル、迅速、かつ非侵襲的なメソッドを提供します。OCT 画像を使用して変性が時間をかけて外網膜 (視細胞) 変性症の詳細な評価や治療の救助試みの影響あります網膜の異なるレイヤーの一部またはすべての測定を取得できます。範囲またはキネティック タイムライン。HR-SD-10 月は配信されたベクターまたは材料の毒性を評価するために使用もできます。視細胞変性網膜研究プログラムによる最も大きな影響は、生きた動物で時間をかけて ONL の洗練された測定を行う能力です。1 つは、治療機会の時間ウィンドウの上効果と同じモデルで候補者治療の毒性を評価するための重要な第一歩である時定数を抽出する網膜変性タイム.......

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開示事項

商業の関係: MCB: 何もない;JMS: どれも。イメージング システム (RIS)23本研究で使用される網膜は、実質的な使用マウス、齧歯動物、小動物の遺伝子療法配信研究を実施しようとすると、任意のグループへの新規デバイスです。著者には、この時点でこのデバイスに関して宣言する競合がない、SUNY バッファロー - と復員軍人援護局の大学は知的財産権があるし、将来的にこの楽器を実用化することを求めます。

謝辞

この素材は、一部部門のベテラン出来事 (VA)、退役軍人健康庁、室の研究と開発 (生物医学研究および開発) によってサポートされる作業に基づいて (VA メリット助成金 1I01BX000669)。JMS に採用されての一部としてスタッフ医師・科学者、眼科、VA WNY;一部では、VA WNY に MCB を採用します。研究は、行われ、退役軍人管理ウエスタン ニューヨーク医療システム (ニューヨーク州バッファロー) によって一部にはサポートします。内容は、退役軍人局やアメリカ合衆国政府の見解を表していません。サポートも主要な部分は、NIH/ネイ R01 で付与 EY013433 (PI: JMS)、NIH/ネイ R24 付与 EY016662 (UB ビジョン インフラ センター、PI: M 虐殺、ディレクター-バイオフォトニクス モジュール: JMS)、無制限で与えるに部の眼科/大学で防ぐため失明 (ニューヨーク、ニューヨーク) に研究からバッファローと Oishei 財団 (ニューヨーク州バッファロー) からの助成金。我々 博士ジャニス ・ レム (タフツ ニュー イングランド医療センター, ボストン、マサチューセッツ) からローノックアウト、ヘテロ接合の状態で NHR E 遺伝子モデルのギフトには hC1 トランスジェニックローP347Sラインとエクソン 1 マウスのギフトを認める、マウス エクソン 2 RHOノックアウト背景夫妻 G. ジェーン ・....

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
C57BL6 (J)Jackson Laboratories664
N129R-N/AN/A
2HRho 1T/1TN/AN/A
Envisu R-2200 Ocular Coherence Tomography Instrument (OCT)Bioptigen90-R2200-U1-120.  
網膜イメージングシステム(RIS)社内N/A
Stemi 2000C MicroscopeZeiss000000-1106-133
P-97 Flaming/Brown micropipette pullerSutter Instrument Cop-97
MMN-33 micro maniexchanger ナリシゲ USAMMN-33
PLI-100  マイクロインジェクターハーバード製装置64-1736
マイクロピペットホルダー(回転式)社内N/A
マイクロピペット収納容器ワールド・プレシジョンズ社E210
 ホウケイ酸ガラス毛細管1.5-1.8 X 100mm、 ハーバード装置30-0053
2,2,2-トリブロモエタノールSIGMA AldrichT48402-25G
tert-amyl アルコールSIGMA Aldrich240486-100ML
アトロピン硫酸アトロピン点眼液、USP 1%Akorn Inc.NDC 17478-215-05
GonioviscBioVision LimitedNDC 17238-610-15
シクロペントラート塩酸塩点眼液、USP  2%Akorn Inc.NDC 17478-097-10
ゲンタマイシン硫酸軟膏 USP, 0.1%PerigoNDC 45802-046-35
Systane UltraAlcon Laboratories, Inc.9006619-1013
テトラカイン塩酸塩BauschおよびLombNDC 24208-920-64
点眼液、USP 0.5%Bausch and LombNDC 24208-920-64
DPBSGibco Life Technologies14190-136
ウイルス調製物ViGene /UNCN/A
金ナノロッドNANOPARTzD12M-850-1.75
フルオレセイン硫酸塩 AK-FLUOR 25%アコーン社NDC 17478-250-20
カバースリップフィッシャーサイエンティフィック12-548-A
鉗子ミルトン18-825
針30ゲージベクトンディッケンソン  W11604
ベクトン・ディッケンソン注射器  
Bioptigen software PackageBioptigenN/A
Proparacaine Hydrochloride Ophthalmic Solution, USP 0.5%,Akorn Inc.NDC 17478-263-12
Windows ExcelマイクロソフトN/A
Adobe IllustratorAdobe 
スケールメトラー
はさみワールド精密計器
耳パンチナット'lバンド
CL 100 光源ウェルチ アリンCL100
窒素ガスジャクソン 溶接供給N/A
温水浴ネスラブRTE-140
暖房プレート家N/A
暖房マットシンシナッティ サブゼロ273
クレイ マウスホルダーPlast.i.clayアメリカン・アート・クレイ・カンパニーN/A
ベタジンMedLine NDC53329-938-06
コットンチップアプリケーターアメリカンヘルスサービスCtag
EtOH 70%フィッシャーサイエンティフィックBP2818-100
手袋ニトリルVWR89038-272
Diagnosys ERGカラードーム機器Diagnosys Inc.D125
コンタクトレンズ社内N/A
診断ソフトウェア診断(株)N/A
Origin 6.1ソフトウェアOriginLab Corp.N/A
参照電極OcuscienceFスレッド電極 (DTL) 24インチ
309659

参考文献

  1. Regus-Leidig, H., et al. In-vivo knockdown of Piccolino disrupts presynaptic ribbon morphology in mouse photoreceptor synapses. Front Cell Neurosci. 8 (259), 1-13 (2014).
  2. Jiang, L., Frederick, J. M., Baehr, W.

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再版と許可

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視下注射マウス眼イメージング外核層光受容体変性アデノ随伴ウイルスリアルタイム可視化強膜経由アプローチ網膜イメージングシステム