Met behulp van de electroretinogram om Function beoordelen in het knaagdier Retina en de beschermende effecten van Remote Limb Ischemische preconditionering
9 juni 2015
Het elektroretinogram (ERG) is een elektrisch potentiaal dat door de retina wordt gegenereerd als reactie op licht. Dit artikel beschrijft hoe de ERG kan worden gebruikt om de retinale functie te beoordelen, bij in het donker aangepaste ratten, en hoe het kan worden gebruikt om een neuroprotectieve interventie te evalueren, in dit geval afstandsischemisch preconditioning.
Het algemene doel van deze procedure is om de visuele functie te testen bij normale lichtbeschadigde en veraf ischemische geconditioneerde en lichtbeschadigde ratten met behulp van de ERG en daarmee de beschermende effecten van veraf limbische ischemie op de retina aan te tonen. Dit wordt bereikt door de ratten eerst in het donker te plaatsen en gedurende 12 uur te laten acclimatiseren. De tweede stap is het opnemen van de baseline donkergeacclimatiseerde ERG met behulp van LED-lichtstimuli en een digitale versterker.
Vervolgens wordt de ratten een retinale stress opgelegd door ze bloot te stellen aan helder continu licht. De laatste stap is het vergelijken van de ERG-opnamen van de ratten met lichtbeschadiging en degenen die geconditioneerd zijn met veraf limbische ischemie, en het meten van de fotoreceptorreacties zoals te zien in de A-golf en de inner retinale reacties zoals te zien in de B-golf. Uiteindelijk wordt de donkergeacclimatiseerde ERG gebruikt om de scotopische visuele functie te beoordelen.
Deze methode kan dus inzicht geven in neuroprotectie op basis van veraf ischemie. Het kan ook worden toegepast op andere vormen van retinale schade en farmacologische tests, en voor het screenen van dieren met visuele defecten. Om deze procedure te beginnen, moet de rat in het donker worden aangepast gedurende 12 uur en vervolgens worden geanesthetiseerd met een injectie van ketamine xylazine cocktail.
Zodra het dier bewusteloos is, controleer de diepte van de anesthesie door lichtjes in zijn poot te knijpen om er zeker van te zijn dat de reflexreactie afwezig is. Breng vervolgens een druppel atropine en een druppel prox methaan aan op zijn hoornvlies. Snijd een zwart draadje van 10 centimeter lang.
Maak vervolgens een lus met het draadje en schuif de lus over de evenaar van het oog, iets strak om het oogbolletje lichtjes naar voren te trekken en het hoornvlies vrij te houden van het ooglid. Breng vervolgens carmer oogdruppels aan op de hoornvliezen. Plaats de rat op het absorberende beddengoed bovenop de verwarmde platform met zijn kop in de opening van de ganzfeld.
Voeg vervolgens de interne temperatuurprobe in het rectum in om ervoor te zorgen dat de lichaamstemperatuur op 37 graden Celsius wordt gehouden, en bevestig de temperatuurprobe in positie door het snoer van de probe vast te plakken aan de staart van de rat. Breng vervolgens de referentie-elektrode subcutaan in de achterpoot in. Plaats de negatieve elektrode veilig in de mond om te voorkomen dat de elektrode uit de mond glijdt.
Bevestig de verbindingsdraad aan een stabiel oppervlak. Plaats vervolgens de positieve elektrode over het centrum van het hoornvlies en zorg ervoor dat de elektrode voorzichtig tegen het hoornvlies aankomt met behulp van een microm manipulator. Zodra de elektroden op hun plaats zitten, bedek de gatenset op, inclusief de ganzfeld en het dier, met een ondoorzichtig materiaal om donkeracclimatisatie te behouden.
In de acquisitiesoftware. Stel twee kilohertz in als sample rate met vijf milliseconden voor pre-collectie sampling en een collectietijd van 100 tot 1000 milliseconden. Stel vervolgens de bandpass filters in op één tot 1000 hertz en zorg ervoor dat de sample wordt geactiveerd voor een periode van 100 milliseconden na een flits.
Controleer nu de opnamebasislijn. Deze moet vrij zijn van externe ruis, maar wel de versterkerruis en ademhalingsoscillatie vertonen. Voer vervolgens een testflits uit.
Dit is een typische ERG-golfvorm als reactie op de testflits. Wanneer het klaar is, laat het dier 10 minuten heracclimatiseren in het donker. Controleer vervolgens de basislijn op een stabiel signaal.
Begin vervolgens met opnemen. Aan het einde van de opnamesessie, controleer de stabiliteit van de lichaamstemperatuur van het dier. Verwijder de elektroden en breng vervolgens de carmer-polymeer opnieuw aan op de hoornvliezen. Laat het dier vervolgens herstellen op een verwarmde pad tot het volledig mobiel en actief is voordat het wordt teruggeplaatst in de dierenverblijven.
Deze figuur toont de meting van een A-golf en een B-golf van een donkergeacclimatiseerde ERG. De trace die hier wordt getoond, is opgenomen vanaf het hoornvlies van een donkergeacclimatiseerd oog naar een felle lichtflits die wordt gegeven op het tijdstip dat wordt weergegeven als T nul. De amplitude van een A-golf wordt gemeten vanaf de basislijn tot de eerste trog.
De amplitude van de B-golf wordt gemeten vanaf de trog van de A-golf tot de volgende positieve piek. De latentie wordt gemeten vanaf het stimulusartefact tot het punt van interesse op de trace, zoals de trog van de A-golf. Het ruwe gedomineerde ERG-signaal neemt toe met het toenemende lichtstimulus.
Een A-golf wordt zichtbaar bij ongeveer 0,4 log scotopische candela seconden per meter vierkant, en het twin-flash paradigma is gebruikt om het gemengde ERG-signaal te scheiden in kegeltjes- en staafjesreacties. Eenmaal beheerst, kan deze techniek binnen 30 minuten worden uitgevoerd.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie maakt gebruik van het elektroretinogram (ERG) om de retinale functie bij in het donker aangepaste ratten te evalueren. Het onderzoekt specifiek de neuroprotectieve effecten van remote ischemische preconditioning op retinale reacties na door licht geïnduceerde stress.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Elektrofysiologie
- Beoordeling van retinale functie
Achtergrond
- Het elektroretinogram (ERG) meet elektrische reacties van het netvlies op licht.
- Donkeraanpassing is essentieel voor een nauwkeurige ERG-beoordeling.
- Remote ischemische preconditioning kan neurobescherming bieden aan retinale cellen.
- Lichtblootstelling kan retinale stress induceren en de visuele functie beïnvloeden.
Doel van het onderzoek
- Visuele functie bij normale en voorgeconditioneerde ratten beoordelen met behulp van ERG.
- De beschermende effecten van remote ledemaatischemie op retinale gezondheid aantonen.
- ERG-reacties vergelijken tussen door licht beschadigde en voorgeconditioneerde ratten.
Gebruikte methoden
- Donkeraanpassing van ratten gedurende 12 uur vóór het testen.
- Opnemen van baseline donker-aangepaste ERG met behulp van LED-lichtstimuli.
- Induceren van retinale stress door blootstelling aan helder continu licht.
- Vergelijken van ERG-opnames om fotoreceptor- en inner retinale reacties te meten.
Belangrijkste resultaten
- Baseline ERG-opnames vastgesteld voor in het donker aangepaste ratten.
- Lichtblootstelling resulteerde in meetbare veranderingen in ERG-reacties.
- Voorgeconditioneerde ratten vertoonden verbeterde retinale reacties in vergelijking met niet-voorgeconditioneerde ratten.
- Bevindingen ondersteunen de hypothese van neurobescherming via remote ischemische preconditioning.
Conclusies
- De ERG is een effectief hulpmiddel voor het beoordelen van retinale functie onder stress.
- Remote ischemische preconditioning kan door licht geïnduceerde retinale schade verminderen.
- Verder onderzoek zou therapeutische toepassingen van deze interventie kunnen verkennen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Electroretinogram (ERG) assessment in rodent models enables quantitative evaluation of retinal function and neuroprotective interventions, supporting early-stage target validation in ophthalmic drug discovery. The protocol's ability to distinguish rod and cone responses and measure functional outcomes after remote limb ischemic preconditioning provides predictive confidence for mechanistic de-risking and translational continuity. This approach is directly relevant for portfolio triage and prioritization of neuroprotective strategies in preclinical pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of neuroprotective hypotheses in retinal injury models.
- Supports functional target validation by quantifying photoreceptor and inner retinal responses.
- Facilitates mechanistic de-risking by isolating rod and cone pathway contributions.
- Provides predictive confidence for advancing neuroprotective candidates.
Screening & Assay Development
- Establishes validated, reproducible ERG protocols for functional screening of interventions.
- Delivers quantitative, standardized readouts (A wave, B wave amplitudes) for compound evaluation.
- Enables scalability and platform reuse across pharmacological and genetic models of retinal injury.
- Supports screening of animals with visual defects for preclinical candidate selection.
Translational & Preclinical Research
- Aligns functional ERG endpoints with disease-relevant retinal injury models.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation of neuroprotective strategies.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on quantitative functional outcomes.
- Facilitates translational biomarker development for retinal neuroprotection.
Pipeline & Workflow Integration
The ERG protocol integrates from early discovery through preclinical validation, supporting hypothesis testing, mechanistic de-risking, and quantitative assessment of neuroprotective interventions.
- Discovery Biology: Provides functional readouts for hypothesis-driven evaluation of retinal protection mechanisms.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative ERG outputs for compound and intervention screening.
- Analytics: Enables measurement of A wave and B wave amplitudes and latencies for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical phases with disease-relevant functional endpoints.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, minimally invasive platform adaptable to diverse retinal injury and neuroprotection studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in neuroprotection studies.
- Operational Value: Standardizes functional assessment, ensuring reproducibility and scalability across studies.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency by providing robust functional endpoints.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of neuroprotective candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in electrophysiology and rodent handling for reliable ERG acquisition.
- Needs calibrated light stimulus delivery and precise electrode placement for reproducible results.
- Demands cross-team standardization of anesthesia, adaptation, and recording parameters.
- Adaptable to various retinal injury models and neuroprotective intervention studies.
- Limited sensitivity for detecting localized retinal damage; best suited for pan-retinal functional assessment.
