$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Het oog van een gewerveld dier bevat een levende optische lens die helpt bij het scherpstellen van beelden op het netvlies1. De lens wordt opgehangen aan de optische as door een systeem van delicate, radiaal georiënteerde vezels, zoals geïllustreerd in figuur 1A. Aan het ene uiteinde hechten de vezels zich aan de evenaar van de lens en aan het andere uiteinde aan het oppervlak van het ciliaire lichaam. Hun lengtes overspannen afstanden variërend van 150 μm bij muizen tot 1 mm bij mensen. Gezamenlijk staan deze vezels bekend als de zonule van Zinn2, de ciliaire zonule of gewoon de zonule. Oculair trauma, ziekte en bepaalde genetische aandoeningen kunnen de integriteit van de zonulaire vezels3 beïnvloeden, wat resulteert in hun uiteindelijke falen en gepaard gaand verlies van gezichtsvermogen. Bij muizen hebben de vezels een kern die voornamelijk bestaat uit het eiwit fibrilline-2, omgeven door een mantel rijk aan fibrilline-14. Hoewel zonulaire vezels uniek zijn voor het oog, vertonen ze veel overeenkomsten met op elastine gebaseerde ECM-vezels die elders in het lichaam worden aangetroffen. De laatste zijn bedekt met een fibrilline-1 mantel5 en hebben vergelijkbare afmetingen als zonulaire vezels6. Andere eiwitten, zoals latent-transformerende groeifactor β-bindende eiwitten (LTBPs) en microfibril-geassocieerd glycoproteïne-1 (MOP-1), worden gevonden in combinatie met beide soorten vezels7,8,9,10,11. De elastische modulus van zonulaire vezels ligt in het bereik van 0,18-1,50 MPa12,13,14,15,16, vergelijkbaar met die van op elastine gebaseerde vezels (0,3-1,2 MPa)17. Deze architecturale en mechanische overeenkomsten doen ons geloven dat elk inzicht in de rollen van zonulus-geassocieerde eiwitten kan helpen hun rol in andere ECM-elastische vezels op te helderen.
Het belangrijkste doel van het ontwikkelen van de hier beschreven methode is om inzicht te krijgen in de rol van specifieke zonulaire eiwitten in de progressie van erfelijke oogziekten. De algemene benadering is om de visco-elastische eigenschappen van zonulaire vezels in wild-type muizen te vergelijken met die van muizen met gerichte mutaties in genen die coderen voor zonulaire eiwitten. Hoewel verschillende methoden eerder zijn gebruikt om de elasto-mechanische eigenschappen van zonulaire vezels te meten, zijn ze allemaal ontworpen voor de ogen van veel grotere dieren12,13,14,15,16. Als zodanig zijn modellen niet genetisch handelbaar; we probeerden een experimentele methode te ontwikkelen die beter geschikt was voor de kleine en delicate ogen van muizen.
De methode die we hebben ontwikkeld voor het beoordelen van de visco-elasticiteit van zoneulaire vezels bij muizen is een techniek die we de pull-up assay4,18 noemen, die visueel wordt samengevat in figuur 1. Hieronder vindt u een gedetailleerde beschrijving van de pull-upmethode en de analyse van de resultaten. We beginnen met het beschrijven van de constructie van het apparaat, inclusief de driedimensionale (3D) geprinte onderdelen die in het project worden gebruikt. Vervolgens beschrijven we het protocol dat wordt gebruikt voor het verkrijgen en voorbereiden van de ogen voor het experiment. Ten slotte geven we stapsgewijze instructies over het verkrijgen van gegevens voor de bepaling van de visco-elastische eigenschappen van zonulaire vezels. In de sectie Representatieve resultaten delen we eerder niet-gepubliceerde gegevens die zijn verkregen met onze methode over de visco-elastische eigenschappen van zoneuze vezels van muizen zonder MOP-119, evenals een controleset die is verkregen van leeftijdsgematchte wilde dieren. Ten slotte sluiten we af met algemene opmerkingen over de voordelen en beperkingen van de methode en suggesties voor mogelijke experimenten die kunnen verduidelijken hoe omgevings- en biochemische factoren de visco-elastische eigenschappen van ECM-vezels beïnvloeden.