Indocyaninegroen angiografie (of ICGA) uitgevoerd door staartaderinjectie biedt een hoge kwaliteit ICGA tijdsverloop afbeeldingen om afwijkingen karakteriseren muis choroidea.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Detecteren van afwijkingen in Choroïdale vaatstelsel in een muismodel van Leeftijdsgebonden Macula Degeneratie door Time-cursus indocyaninegroen angiografie
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Indocyaninegroen angiografie (of ICGA) is een techniek uitgevoerd door oogartsen om afwijkingen van de choroïdale en retinale vaatstelsel van verschillende oogziekten zoals leeftijdsgebonden maculaire degeneratie (AMD) te diagnosticeren. ICGA is vooral handig om het imago van de achterste choroidale vaatstelsel van het oog vanwege zijn vermogen door te dringen door de gepigmenteerde laag met zijn infrarood spectrum. ICGA tijdsverloop kan worden onderverdeeld in vroege, midden en late fasen. De drie fasen leveren waardevolle informatie over de pathologie van oogproblemen. Hoewel de tijd-cursus ICGA door intraveneuze (IV) injectie wordt veel gebruikt in de kliniek voor de diagnose en behandeling van choroidea problemen, ICGA door intraperitoneale injectie (IP) wordt vaak gebruikt in dierproeven. Hier toonden we de techniek om ICGA tijdsverloop beelden met een hoge resolutie in muizen verkrijgen door-staartaderinjectie en confocale laser scanning oftalmoscopie. We gebruikten deze techniek om het imago van de choroidal lelingen in een muismodel van leeftijdsgebonden maculaire degeneratie. Maar het is veel makkelijker om ICG kennismaken met de muis vaatstelsel door IP, onze gegevens blijkt dat het moeilijk is om reproduceerbare ICGA tijdsverloop beelden te verkrijgen door IP-ICGA. In tegenstelling, ICGA via staartaderinjectie biedt een hoge kwaliteit ICGA tijdsverloop beelden vergelijkbaar met menselijke studies. Daarnaast hebben we aangetoond dat ICGA uitgevoerd op albino muizen geeft helderdere foto's van choroïde dan uitgevoerd op gepigmenteerde muizen. Wij stellen voor dat tijdsverloop IV-ICGA moet een standaard praktijk in AMD onderzoek gebaseerd op dierlijke modellen.
Inleiding
Indocyaninegroen angiografie (ICGA) is een diagnostische test op de foto om problemen met betrekking tot de bloedvaten in het oog. Het absorptiespectrum van ICG varieert 790-805 nm, terwijl het emissiespectrum varieert 770-880 nm met de piek emissie bij 835 nm 1. Dit is anders dan de andere populaire kleurstof, natrium fluoresceïne, waarvan het spectrum valt in het zichtbare gebied. Het infraroodspectrum kunnen ICG te dringen door retinale pigmentepitheel (RPE), serosanguineous vloeistof en lipide exudaten, die allemaal gemakkelijk visualisatie blokkeren door natrium-fluoresceïne gebaseerde fluoresceïne angiografie (FA). ICG is 98% eiwit-gebonden het vaatstelsel leidt tot minder extravasatie, waardoor versterkte beeldvorming van choroïdale vaten en choroïdale laesies 1,2. ICGA is bijna de enige keuze choroidale vaatstelsel, die posterieur van RPE visualiseren. Figuur 1 toont de vergelijking van ICGA en F. imaging vasculatuur in muizen ogen. FA kan be gebruikt om het imago van de retinale vaatstelsel goed, maar niet de choroidal vaatstelsel. In tegenstelling, kan ICGA worden gebruikt om beelden zowel retinale en choroïdale vaatstelsel. ICGA wordt uitgevoerd met digitale imaging systemen met een hoge resolutie of scanning laser oftalmoscopen (SLO) in combinatie met infrarood-gevoelige videocamera's, die we zullen gebruiken in deze studie.
In de kliniek, is ICGA aanbevolen in de diagnose van een aantal chorioretinale aandoeningen waarbij de choroidal vaatstelsel inclusief Polypoidal Choroïdale vasculopathie (PCV), retinale Angiomatous Proliferatie (RAP), angioid strepen, vitelliform maculaire dystrofie, centrale sereuze chorioretinopathie, choroidal hemangioom, bloedingen retinale arteriolar macroaneurysms, choroidal tumoren, en bepaalde vormen van uveïtis posterior 1,3. De combinatie van ICGA met FA en Optical Coherence Tomography (OCT) bieden krachtige instrumenten voor de werkers in de diagnostiek en behandeling van exsudatieve leeftijdsgebonden maculairedegeneratie (AMD) 4-10. ICGA is vooral nuttig voor de diagnose van aandoeningen waarbij het vaatvlies. In feite is ICGA beschouwd als de gouden standaard voor de diagnose PCV, een variant van exsudatieve AMD 11-13. PCV wordt gekenmerkt door een netwerk van vertakkende vaten met terminal polypoidal verwijdingen in de choroidal vaatstelsel 11-13. PCV wordt vaak geassocieerd met terugkerende serosanguineous detachementen van de RPE en de retina met lekkage en bloeden uit de polypoidal componenten 11,14,15. We hebben onlangs gemeld het genereren van de eerste PCV proefdiermodel door transgeen expressie menselijke HTRA1, een multifunctioneel serineprotease, in muizen retinale pigmentepitheel (RPE) 16. We toonden aan dat de toegenomen HTRA1 veroorzaakte karakteristieke kenmerken van PCV, bijvoorbeeld polypoidal laesies.
Hier toonden we het gebruik van tijd-natuurlijk ICGA door staartaderinjectie in AMD onderzoek met behulp van onze HTRA1 muismodel. Onze gegevens suggereren datIV-ICGA superieur IP (of subcutaan (SC))-ICGA die momenteel worden gebruikt in het veld 17,18 voor het karakteriseren van laesies in het vaatvlies.
Verklaring over Animal Research
Dierproeven werden uitgevoerd volgens de protocollen door Institutional Animal Care en gebruik Comite (IACUC) goedgekeurd, en werden uitgevoerd in overeenstemming met de ARVO verklaring voor het gebruik van dieren in Oogheelkundige en Vision Research.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Voorbereiding van de instrumenten
- De procedure wordt uitgevoerd in een behandelkamer per dier faciliteit.
- Draag gezichtsmaskers, haar mutsen, chirurgische toga, steriel mond-covers, en handschoenen voor het begin van het experiment.
- Verwarmen van water in een bekerglas tot ~ 40 ° C op een kookplaat.
- Plaats een steriele blauwe pad bovenop een verwarmingselement dat later zal worden gebruikt om de muis lichaamstemperatuur tijdens de beeldvorming te handhaven. Zet de verwarming pad.
- Bereid de Imaging System:
- Verwijder de stofkap en zet de laser.
- Haal de 55 ° lens en bevestig deze aan de machine.
- Open de imaging software van de computer en het invoeren van de gegevens van de muis voor de beeldvorming onder het laken van een nieuwe patiënt (bijv. genotype, leeftijd, enz.). Onder "device type", kies Infrarood (IR)-modus.
Opmerking: Er is gerapporteerd dat het gebruik of een externe dubbele asferische lens kan de beeldkwaliteit 17-20 te verbeteren maar we hebben geen enkel probleem bij het verkrijgen van beelden van hoge kwaliteit door IV-ICGA zonder gebruik van externe lenzen (zie representatieve resultaten, Figuren 1-4).
2. Staartaderinjectie van ICGA
- Verwijden muis ogen met 1% Tropicamide oogdruppels en wacht 5 minuten.
- Weeg de muis om de hoeveelheid anesthesie (Ketamine / Xylazine / Acepromazine 65-100/10-20/1-3 mg / kg) nodig te bepalen.
- Ophalen een steriele 1 ml spuit samen met een 32 G naald. Injecteer de muis intraperitoneaal met verdoving (13 mg / ml ketamine, 2,6 mg / ml xylazine, 0,3 mg / ml Acepromazine in steriele PBS). Wacht tot de muis is volledig verdoofd (ca. 5 min.).
- Plaats de muis staart tot 40 ° C warm water om vaatverwijding van de ader veroorzaken.
- Ophalen een 1 ml spuit met een 32 G naald. Trek de gewenste hoeveelheid ICG, typisch 50 ui 1 mg / ml ICG, die steriel gefiltreerd met een 0,2 uM spuit filter in een steriele buis, een muis 25 g (2 mg / kg). Zorg dat er geen lucht in te voeren in de spuit.
- Veeg de staart met een alcoholdoekje om het gebied in te spuiten steriliseren.
- Houd de staart met een hand, zodat de laterale staartader is omhoog. Met de schuine kant van de naald naar boven gericht, injecteer de naald ~ 2 mm in de ader op een minimale hoek. Wees voorzichtig de ader niet te perforeren. Trekken terug op de injectiespuit in een licht en op zoek naar sporen van de bloedstroom in de naald hub, die aangeeft dat de naald met succes in de ader is ingebracht.
- Injecteer langzaam ICG in de ader. Er moet een minimale weerstand bij het injecteren. Verwijder de naald en een alcoholdoekje rechtstreeks van toepassing op de injectieplaats voor ~ 5-10 sec om het bloeden te stoppen. De muis is dan gereed voor de beeldvorming. Om de vroege fase (0-4 min na injectie) vangen, is essential het imago van de muis snel.
Opmerking: Muis ogen kunnen gemakkelijk droog en kan cataract onder narcose te ontwikkelen. Het is belangrijk om het oog vochtig te houden door steriele PBS gedurende de procedure. Veeg het overtollige PBS met een steriel wattenstaafje voordat ICGA opname. Andere labs hebben een contactlens gebruikt om uitdroging van het hoornvlies 17-20 vermijden.
3. ICG-angiografie
- Start om foto's te nemen 30-40 sec na ICG injectie, die de verovering van de vroege fase van choroidal vulling toelaat tot retinale en choroïdale circulaties zijn maximale helderheid (0-4 min). De retinale vaatstelsel wordt het best weergegeven bij brandpunt ~ 35-45 dioptrie en choroidal vaatstelsel wordt gevisualiseerd 10-15 dioptrieën.
Opmerking: Tijdens het eerste onderzoek van een diermodel, is het raadzaam om beelden vast te leggen van alle kanten (nasaal, temporele, dorsale en ventrale) om alle mogelijke abno identificerenrmalities in de vasculatuur. Tijdens de vroege fase worden zowel middelgrote en grote choroidal slagaders en aders goed zichtbaar. In het diermodel gebruikt in dit protocol, kan choroidal laesies (bijv. polypoidal verwijdingen) beginnen te verschijnen 1 min in de vroege fase. - Stel het beeld focus op het vaatstelsel. Controle voor helderheid en scherpstellen met de besturingsmodule en focusknop, respectievelijk. Deze waarden zijn instelbaar digitaal en zijn gemakkelijk constant gehouden. Houd de afstand van de muis oog naar de cameralens constant de beeldkwaliteit reproduceerbaar behulp van de techniek die volgt.
Opmerking: Aangezien het apparaat kan alleen de beelden een deel van de achterste oog, proberen we de focus, helderheid, en de afstand tussen de camera en de muis oog constant te houden als beeld dat we de hele achterste oog vanuit verschillende invalshoeken. De sleutel hiervoor is de cirkelvormige luminescentie afkomstig van de ICG door het oog met het gebied van vie uitlijnenw van de camera. Dit wordt bereikt door het maken van links naar rechts, up-en-down, en in-en-out aanpassingen van de camera positie totdat het gehele beeld heeft geen donkere gebieden. Wanneer de luminescentie en het gezichtsveld van de camera worden opgesteld, zal de afstand van het oog tot de lens reproduceerbaar zijn voor de volgende reeks van zowel beeld als op een optimale afstand voor kwaliteit beeldvorming. - Zodra het vaatstelsel is in focus, het beeld vangen frames door op de ronde zwarte knop op de acquisitie module. De ronde zwarte knop kan ook worden gebruikt voor het verminderen of verbeteren van het signaal van de ICG voor de beste beeldkwaliteit.
- Bepaal de optimale kijkhoek en zich te concentreren diepte aan imago choroidal laesies. Het is belangrijk dat de positie van het oog, de focus diepte en andere apparaatinstellingen voor het gehele tijdsverloop ICGA vast te houden. De beelden worden opgeslagen met verwerven knop op het aanraakscherm van de acquisitie module.
- Acquire beelden in de middenfase van 6-15 min after injectie.
Opmerking: Zowel de choroïdale en retinale vaten minder duidelijk. Choroïdale vasculatuur verschijnt als diffuse fluorescentie. Choroidale letsels vertonen hyperfluorescence ontstaan in tegenstelling tot het vervagen omringende normale achtergrond fluorescentie. - Acquire beelden in de late fase bij 17-25 minuten na injectie.
Opmerking: Hyperfluorescence vervaagt. Zowel choroïdale en retinale vaten niet meer zichtbaar. De oogzenuwkop wordt zwart. Hyperfluorescent choroidale letsels maximaal contrast met de vervagende achtergrond. - Na het afronden van de overname van beelden, breng dan een duidelijke glijmiddel ooggel muis ogen en laat de muis op een verwarmingselement voor herstel.
- Terug muizen naar hun kooien en wachtruimte. Exporteer afbeeldingen als TIFF-of JPEG-bestanden voor verdere analyse.
Opmerking: De timing van elke fase is niet absoluut. We vonden dat de timing van each fase kan veranderen afhankelijk van de hoeveelheid ICG geïnjecteerd. Meer ICG neiging om elke fase verlengen. De beste manier om een fase te definiëren is volgens de hoofdkenmerken van elk van bovengenoemde fase.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
We voerden ICGA time opleiding tot HTRA1 transgene muizen en controle WT nestgenoten, die beide op de CD1 achtergrond. De albino CD1 achtergrond werd geselecteerd om indocyaninegroen angiografie (ICGA) beeldvorming (zie bespreking) te vergemakkelijken. Sommige aneurysma als verwijdingen begon te verschijnen in de vroege fase in de HTRA1 muis (figuur 2, een rode pijl geeft de verwijding aan het uiteinde van een schip en een rode cirkel geeft een soort cluster polypoidal laesie). Choroïdale vaten zijn dui...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
In deze studie hebben we aangetoond dat het gebruik van ICGA op de foto choroidal laesies in HTRA1 transgene muizen. De kenmerken van de vroege, middelste en late fasen van ICGA in onze muismodel overeen het tijdsverloop goed in humane studies 1. Dit is belangrijk om een betere vergelijking tussen humane pathologie en dierlijke fenotypen van onschatbare waarde voor onderzoek naar pathofysiologische mechanismen en therapeutische strategieën van voorwaarden aan het vaatvlies zoals AMD bent.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
YF is uitvinder van de twee patenten die aan de AMD muismodel gebruikt in dit werk relevant zijn. SK, ZB, en ADJ hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door NIH-subsidie 1R01EY022901, de Career Development Award van Onderzoek om Blindheid (RPB) voorkoming, CMReeves & MA Reeves Foundation, E. Matilda Ziegler Stichting voor Blinden, Tempeliers Eye Foundation, en een onbeperkte subsidie aan het ministerie van oogheelkunde aan de Universiteit van Utah van RPB. We danken Balamurali Ambati voor technische bijstand op het Spectralis multimodaliteit Imaging System en Tao Zhang voor discussies en commentaar op het manuscript.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Spectralis Multi-Modality Imaging System | Heidelberg Engineering, Germany | SPECTRALIS HRA+OCT | |
| Tropicamide ophthalmic solution (1%) | Bausch & Lomb | NDC 24208-585-64 | voor verwijding van pupillen |
| GenTeal Gel | Genteal | NDC 58768-791-15 | heldere smeermiddel ooggel |
| Ketamine | Vedco Inc | NDC 50989-996-06 | |
| Xylazine | Lloyd Laboratories | NADA 139-236 | |
| Acepromazine | Vedco Inc | NDC 50989-160-11 | |
| 32-G Needle | Steriject | PRE-32013 | |
| 1-ml syringe | BD | 309659 | |
| Indocyanine Green | Pfaltz & Bauer | I01250 |
Referenties
- Duane, T. D., Tasman, W., Jaeger, E. A. Chapter 4a, Indocyanine Green Angiography. Duane's clinical ophthalmology on CD-ROM. , Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia. (2002).
- Alfaro, D. V. Age-related macular degeneration : a comprehensive textbook. , Lippincott Williams & Wilkins. (2006).
- Yannuzzi, L. A. Indocyanine green angiography: a perspective on use in the clinical setting. Am. J. Ophthalmol. 151, 745-751 (2011).
- Destro, M., Puliafito, C. A. Indocyanine green videoangiography of choroidal neovascularization. Ophthalmology. 96, 846-853 (1989).
- Scheider, A., Schroedel, C. High resolution indocyanine green angiography with a scanning laser ophthalmoscope. Am. J. Ophthalmol. 108, 458-459 (1989).
- Guyer, D. R., et al. Digital indocyanine-green angiography in chorioretinal disorders. Ophthalmology. 99, 287-291 (1992).
- Yannuzzi, L. A., Slakter, J. S., Sorenson, J. A., Guyer, D. R., Orlock, D. A. Digital indocyanine green videoangiography and choroidal neovascularization. Retina. 12, 191-223 (1992).
- Regillo, C. D., Benson, W. E., Maguire, J. I., Annesley, W. H. Indocyanine green angiography and occult choroidal neovascularization. Ophthalmology. 101, 280-288 (1994).
- Scheider, A., Kaboth, A., Neuhauser, L. Detection of subretinal neovascular membranes with indocyanine green and an infrared scanning laser ophthalmoscope. Am. J. Ophthalmol. 113, 45-51 (1992).
- Kuck, H., Inhoffen, W., Schneider, U., Kreissig, I. Diagnosis of occult subretinal neovascularization in age-related macular degeneration by infrared scanning laser videoangiography. Retina. 13, 36-39 (1993).
- Imamura, Y., Engelbert, M., Iida, T., Freund, K. B., Yannuzzi, L. A. Polypoidal choroidal vasculopathy: a review. Surv. Ophthalmol. 55, 501-515 (2010).
- Ciardella, A. P., Donsoff, I. M., Yannuzzi, L. A. Polypoidal choroidal vasculopathy. Ophthalmol. Clin. N. Am. 15, 537-554 (2002).
- Spaide, R. F., Yannuzzi, L. A., Slakter, J. S., Sorenson, J., Orlach, D. A. Indocyanine green videoangiography of idiopathic polypoidal choroidal vasculopathy. Retina. 15, 100-110 (1995).
- Coppens, G., Spielberg, L., Leys, A. Polypoidal choroidal vasculopathy, diagnosis and management. Bull. Soc. belge d'Ophtalmol.. , 39-44 (2011).
- Tsujikawa, A., et al. Pigment epithelial detachment in polypoidal choroidal vasculopathy. Am. J. Ophthalmol. 143, 102-111 (2007).
- Jones, A., et al. Increased expression of multifunctional serine protease, HTRA1, in retinal pigment epithelium induces polypoidal choroidal vasculopathy in mice. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 14578-14583 (2011).
- Alex, A. F., Heiduschka, P., Eter, N. Retinal fundus imaging in mouse models of retinal diseases. Methods Mol. Biol. 935, 41-67 (2013).
- Seeliger, M. W., et al. In vivo confocal imaging of the retina in animal models using scanning laser ophthalmoscopy. Vision Res. 45, 3512-3519 (2005).
- Fischer, M. D., Zhour, A., Kernstock, C. J. Phenotyping of mouse models with OCT. Methods Mol. Biol. 935, 79-85 (2013).
- Jian, Y., Zawadzki, R. J., Sarunic, M. V. Adaptive optics optical coherence tomography for in vivo mouse retinal imaging. J. Biomed. Opt. 18, 56007 (2013).
- Ciardella, A. P., Donsoff, I. M., Huang, S. J., Costa, D. L., Yannuzzi, L. A. Polypoidal choroidal vasculopathy. Surv. Ophthalmol. 49, 25-37 (2004).
- Sasahara, M., et al. Polypoidal choroidal vasculopathy with choroidal vascular hyperpermeability. Am. J. Ophthalmol. 142, 601-607 (2006).
- Silva, R. M., et al. Polypoidal choroidal vasculopathy and photodynamic therapy with verteporfin. Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 243, 973-979 (2005).
- Yannuzzi, L. A., et al. Polypoidal choroidal vasculopathy masquerading as central serous chorioretinopathy. Ophthalmology. 107, 767-777 (2000).
- Janssen, A., et al. Abnormal vessel formation in the choroid of mice lacking tissue inhibitor of metalloprotease-3. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 49, 2812-2822 (2008).
- Ding, X., Patel, M., Chan, C. C. Molecular pathology of age-related macular degeneration. Prog. Retin. Eye Res. 28, 1-18 (2009).
- Grossniklaus, H. E., Kang, S. J., Berglin, L. Animal models of choroidal and retinal neovascularization. Prog. Retin. Eye Res. 29, 500-519 (2010).
- Pennesi, M. E., Neuringer, M., Courtney, R. J. Animal models of age related macular degeneration. Mol. Aspects Med. 33, 487-509 (2012).
- Elizabeth Rakoczy, P., Yu, M. J., Nusinowitz, S., Chang, B., Heckenlively, J. R. Mouse models of age-related macular degeneration. Exp. Eye Res. 82, 741-752 (2006).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
