Developing Myopia in a Mouse Model through Lens-Induced Defocusing(렌즈 유도 디포커스를 통한 마우스 모델의 근시 개발)

초록

출처: Jiang, X., et al. 실험적 근시의 쥐 모델의 유도 및 평가. J. Vis. Exp. (2019)

이 영상은 커스텀 렌즈 프레임을 장착하여 마우스에 근시를 유발하는 시술을 보여줍니다. 프레임은 치과 접착제로 노출된 두개골에 고정되고 오목 렌즈를 삽입하여 망막 뒤의 초점을 이동합니다. 이 설정은 안구 신장을 자극하여 근시를 유발합니다.

프로토콜

동물 모델과 관련된 모든 절차는 지역 기관 동물 관리 위원회와 JoVE 수의학 검토 위원회에서 검토되었습니다.

1. 생쥐용 안경 조립

1. 안경 조립에 필요한 부품을 준비합니다(그림 1a). 각 마우스에 대해 다음을 모두 준비하십시오 : 머리에 장착되는 나일론 스틱 1 개, 높은 티타늄 프레임 1 개 및 낮은 티타늄 프레임 1 개, 실험 목적에 따라 적절한 힘을 가진 렌즈 2 개, 길이가 10mm 인 M1.4 크기 나사 1 개, M1.4 크기 나사 용 너트 1 개, 두께가 0.3mm 인 M1.4 크기 나사 용 일반 와셔 1 개, 그리고 두 개의 인공 손톱 끝. 참고: 높이가 다른 두 종류의 프레임이 존재합니다. 하나의 마우스의 경우 하나의 상위 프레임과 하나의 하위 프레임이 세트로 사용됩니다. 시야를 대칭으로 만들기 위해 높은 프레임을 낮은 프레임보다 위에 배치해야 합니다. 안경테와 렌즈는 저자의 연구 그룹에서 특별히 설계하고 제조합니다. 이 논문의 교신 저자에게 연락하여 얻을 수 있습니다. 다른 부품은 소매 도구 상점에서 찾을 수 있습니다.
2. 오른쪽 눈과 왼쪽 눈용 프레임을 별도로 조립합니다.
   1. 최상의 보호 효과를 얻기 위해 손톱 끝을 바깥쪽 방향을 향하도록 배열합니다. 마우스 시야가 가려지지 않도록 손톱 끝과 프레임 사이의 각도를 약 130°로 조정합니다(그림 1b). 시아노아크릴레이트 접착제를 사용하여 인공 손톱 끝을 프레임에 부착합니다.
      참고: 손톱 끝은 렌즈가 마우스에 긁히지 않도록 보호하는 데 도움이 될 수 있습니다. 손톱 끝의 방향은 오른쪽 눈과 왼쪽 눈에 각각 위쪽 프레임과 아래쪽 프레임이 사용되기 때문에 반대가 되어야 합니다.
   2. 접착제가 완전히 마를 때까지 최소 12시간 동안 기다린 다음 손톱깎이를 사용하여 손톱 끝의 모양을 자르고 다듬어 약 1cm × 1cm로 조정합니다.
   3. 시아노아크릴레이트 접착제를 사용하여 렌즈를 프레임에 부착합니다. 렌즈를 프레임에 손으로 끼우고 프레임을 수평으로 잡습니다. 렌즈 가장자리에서 시아노아크릴레이트 접착제를 주입하고 표면 장력에 의해 접착제가 퍼지도록 합니다.
      참고: 접착제는 렌즈를 부식시키고 투명도에 영향을 미치므로 접착제가 렌즈의 주변 부분에만 닿도록 하십시오. 0 디옵터(D) 플라노 렌즈를 대조군으로 사용하고 마이너스 렌즈를 사용하여 근시를 유발합니다. 마이너스 렌즈의 다양한 파워(-10 D에서 -50 D)의 효과는 다른 곳에서 설명되었습니다4. 근시 유발을 극대화하기 위해서는 –30 D 렌즈를 사용하여 근시를 유도하는 것이 좋습니다. FDM은 또한 렌즈를 1.5mL 마이크로튜브의 캡으로 디퓨저로 교체하는 것만으로 동일한 장치로 유도할 수 있습니다.
3. 스틱의 평평한 면에서 와셔와 함께 나일론 스틱에 나사를 조입니다. 실험 전에 안경과 스틱을 각각 준비하고 나중에 사용할 수 있도록 비축합니다(그림 1c).
   참고: 여기서 프로토콜을 일시 중지할 수 있습니다.

2. 마우스 두개골에 프레임을 고정합니다.

1. 0.1% 정제 히알루론산 나트륨 점안액 한 방울을 바르면 각 눈의 건조함을 방지할 수 있습니다. 위치
   참고: 눈 표면의 안약은 굴절 및 축 길이 측정 값에 영향을 미칩니다. 모든 측정이 완료될 때까지 마취 후 안약을 사용하지 마십시오.
2. 마취된 쥐의 턱을 점토로 만든 경사면이나 베개로 사용할 수 있는 모든 것에 올려 두개골의 앞쪽 평면을 수평으로 만듭니다.
3. 에탄올이 70% 함유된 면봉을 사용하여 귀와 눈 사이의 모발과 두피를 소독합니다.
4. 수술용 가위와 핀셋을 사용하여 귀와 눈 사이의 피부를 잘라 약 0.8 sq.cm 동안 두개골을 노출시킵니다. 치과 에칭액과 면봉을 사용하여 골막을 제거합니다. 각 마우스의 수술 전에 수술용 가위와 핀셋을 70% 에탄올로 소독하십시오.
   참고: 머리를 자르고 멸균 장갑을 착용해야 할 수 있습니다. 이 절차를 밟기 전에 관련 동물 관리 위원회의 규정을 확인하십시오. 대부분의 경우 치과 에칭 액체는 자가 치료 치과 접착제 시스템의 부착물 중 하나입니다. 치과 에칭 액체를 사용할 수 없는 경우 대신 70% 에탄올을 사용하십시오.
5. 스틱을 올바른 위치에 고정하는 데 도움이 되는 렌즈가 없는 프레임 세트를 조립하십시오. 프레임을 마우스 헤드에 놓습니다. 두 눈이 빈 프레임의 중앙에 있도록 프레임의 위치를 조심스럽게 조정합니다.
6. 자가 경화 치과 접착제 시스템을 사용하여 스틱을 마우스 헤드에 부착합니다. 접착 시스템의 액체가 마우스의 눈에 들어가지 않도록 주의하십시오.
   참고: 자가 경화 치과 접착제 시스템의 사용 방법은 제품마다 다릅니다. 지침을 주의 깊게 참조하십시오.
   주의: 치과 접착제 시스템의 일부 시약은 독성이 있을 수 있습니다.
7. 약 5분 정도 기다렸다가 스틱의 위치를 변경하지 않고 프레임과 너트를 조심스럽게 제거합니다(그림 2a).
8. 0.75mg/kg 아티파메졸 염산염을 복강내 주사하여 마우스가 마취에서 더 빨리 회복할 수 있도록 합니다. 완전히 회복될 때까지 마우스를 개별 케이지에 넣습니다. 흉골 누운 상태를 유지할 수 있을 만큼 충분한 의식을 회복할 때까지 마우스를 방치하지 마십시오. 여기에서 프로토콜을 일시 중지할 수 있습니다.

3. 근시 유도 시작 및 그 후 유지

1. 수술 후 마우스가 마취에서 완전히 회복될 때까지 최소 24시간 동안 기다립니다. 스틱을 잡고 렌즈가 있는 프레임을 착용하십시오. 유인은 이 시점에서 시작됩니다(그림 2b).
   참고: 마취 후 회복 중 불편함을 최소화하고 치과 접착제 시스템이 응고될 수 있는 충분한 시간을 주기 위해 마우스가 마취에서 완전히 회복된 후 프레임을 착용하는 것이 좋습니다. 접착 시스템의 수지 시멘트는 두피의 절단을 완전히 덮습니다. 따라서 감염을 예방하고 수술 후 통증을 개선하기 위해 특별한 수술 후 치료가 필요하지 않습니다. 프레임을 처음 착용한 직후, 쥐는 렌즈의 존재를 과도하게 의식하고 렌즈를 많이 긁을 것입니다. 총체적인 행동은 몇 시간 후에 정상으로 돌아올 것입니다. 렌즈가 있는 마우스는 일반 마우스와 동일한 밀도로 유지할 수 있습니다.
2. 프레임을 제거하고 렌즈의 투명도를 유지하기 위해 적어도 일주일에 두 번 면봉으로 렌즈와 손톱 끝을 청소하십시오.
   참고: 프레임을 제거하고 착용하기 위해 마우스를 마취시킬 필요는 없습니다. 쥐와 함께 일하는 동안 매달리는 것보다 쥐가 앉을 수 있도록 지지해 주면 고통을 줄일 수 있습니다.
   1. 중간 측정이 필요한 경우 마우스를 마취하고 앞에서 설명한 대로 마우스를 측정합니다. 마우스가 마취에서 회복된 후에도 유도를 계속할 수 있습니다.
3. 적어도 일주일에 두 번 케이지를 청소하십시오.
   참고: 이것은 렌즈의 선명도를 유지하는 데 도움이 됩니다. 마우스와 케이지 바닥 사이에 그물을 넣어 음식물 찌꺼기를 걸러내는 것도 도움이 될 수 있습니다.
4. 체중과 총체적인 행동을 모니터링하십시오. 전체 실험 과정에서 같은 나이의 손대지 않은 마우스와 비교하십시오.
   참고: 일부 긁는 행동을 제외하고, 실험용 마우스와 처리되지 않은 마우스 사이에서 체중을 포함한 큰 변화는 발견되지 않았습니다.

결과

그림 1: 두개골에 장착된 안경의 디자인. (a) 마우스 안경 조립에 필요한 모든 부품. (b) 눈의 오른쪽에 대한 프레임과 손톱 끝의 위치의 예. (c) 조립된 안경 한 세트의 예. 관절 부분을 조정하여 다양한 연령의 마우스에 맞게 프레임의 각도를 변경합니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
screw	NBK	SNZS-M1.4-10
washer	MonotaRO	42166397
nut	MonotaRO	42214243
stick	DMM Make		인증자가 설계하고 DMM Make에서 대여한 3D 프린터로 출력합니다.
frame	DMM Make	인증	자가 설계하지 않고 DMM Make에서 임대한 3D 프린터로 출력합니다.
렌즈	RAINBOW CONTACT LENS	회사에서	마우스
cyanoacrylate	glue OK MODEL	MP 20g
dental adhesive resin cement	SUN MEDICAL	super bond	마우스 두개골의 골막을 제거하는 데 사용되는 에칭액이 포함되어 있습니다
트로피카 미드, 페닐 에프린 염산염 용액	Santen	Mydrin-P
midazolam	Sandoz K.K.		마취
메데토미딘	오리온 코퍼레이션	마	취
0.1% 정제 히알루론산 나트륨 Santen Hyalein
Zenoaq	antisedan

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