Een muismodel van retinale ischemie-reperfusie letsel door misbruik van intra-oculaire druk
14 juli 2016
Dit artikel beschrijft een werkwijze voor het induceren van retinale ischemie-reperfusieschade door verhoogde intraoculaire druk bij muizen. Retinale ischemie-reperfusieschade door verhoogde intraoculaire druk dient om menselijke pathologieën gekenmerkt door gecompromitteerd zuurstof en van voedingsstoffen in het netvlies model, waardoor onderzoekers potentiële cellulaire mechanismen en therapieën voor menselijke ziekten van het netvlies neurovasculaire eenheid onderzocht.
Het algemene doel van deze techniek is om een experimenteel model te bieden van retinale ischemie-reperfusiebeschadiging en de pathologische gevolgen daarvan. Deze methode wordt veel gebruikt om de mechanismen die ten grondslag liggen aan retinale ischemie-reperfusie te onderzoeken, evenals om potentiële therapeutische benaderingen voor de behandeling van geassocieerde pathologieën te evalueren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het een verwonding creëert die zeer gericht is op oculaire structuren, terwijl het minimale schade veroorzaakt aan omliggende weefsels.
De bruikbaarheid van deze techniek strekt zich uit tot het begrijpen en drie maanden van meerdere manifestaties van retinale ischemie-reperfusiebeschadiging, inclusief: ontsteking, oxidatieve stress en stare disfunctie in de retinale neurovasculaire eenheid. Videodemonstratie van deze methode is cruciaal omdat de chirurgische technieken voor het plaatsen van canules moeilijk te reproduceren kunnen zijn zonder een visuele gids. Voordat u met de procedure begint, verwarmt u een lege kooi op de tafel.
Voeg vervolgens het scherpe uiteinde van de primaire set voorgeperceerde Y-site slang in een fles met 0,1% Heparine-natrium en hang de onderkant van het Heparine-natrium van een IV-poolverlengstuk. Open de luchtfilterdop op de slang. Vervolgens verhoogt u de fles Heparine-natrium tot 163 centimeter vanaf het tafeloppervlak tot de top van de Heparine-natriumdruppel, om een Heparine-natriumstroomdruk van 120 mililiter kwik te produceren.
Open de primaire set voorgeperceerde Y-site slang om het Heparine-natrium de slang te laten vullen en verbind de primaire set voorgeperceerde Y-site slang met de vijfkleppen-aansluiting. Vervolgens, met behulp van Luer-mannetje naar Luer-mannetje slangkoppelingen, verbind 30-gauge halve-inchnaalden met de vijfpoort-aansluiting. Voer elke naald in zijn eigen tien inch segment van 30-gauge slang in.
Gebruik vervolgens hemostatieklemmen om nieuwe 30-gauge halve-inch naaldpunten te breken en breng de stompe uiteinden in de open uiteinden van de 30-gauge slang. Gebruik vervolgens tape om de naaldbuizen zo te rangschikken dat de buizen die verbonden zijn met de binnenste poorten bovenop de buizen die verbonden zijn met de buitenste poorten worden geplaatst om knaging van de slang tijdens de voorkamercanule te voorkomen. Schakel nu de 0,1% Heparine-natriumstroom in naar de vijfkleppen-aansluiting en naar elke afzonderlijke poort gedurende twee tot drie minuten om eventuele luchtbellen te verwijderen.
Schakel vervolgens alle poorten op de vijfkleppen-aansluiting uit. Om de canule te plaatsen, plaats na het toedienen van de anesthesie alle muizen in de warme kooi op de operatietafel en bevestig het bereiken van diepe anesthesie door gebrek aan reactie op teenprik na vijf tot tien minuten. Toedien een druppel Tropicamide voor pupilverwijding en een druppel Proparacaine voor lokale anesthesie in elk oog van de dieren en rangschik de muizen in de volgorde van anesthesie, zodat de eerste muis die is geanesthetiseerd de eerste muis is die wordt canuleerd.
Terwijl u wacht tot de oogdruppels hun werking hebben, bereidt u vier inch rechte stukken tape voor, trekt strak aan de tape voordat u deze aftrekt en zet één stuk tape per dier opzij. Merk op dat het niet strak aan de tape trekken resulteert in het krullen van de tape. Wanneer de eerste muis klaar is, plaatst u het dier onder een chirurgische microscoop.
Schakel vervolgens de eerste 0,1% Heparine-natriumpoort op de vijfkleppen-aansluiting in en gebruik een paar pincetten om voorzichtig een oog te prolapseren. Voer vervolgens de 30-gauge canule-naald in de voorste kamer in ongeveer halverwege tussen de zonulare vezels en de apex van het hoornvlies. Zorg ervoor dat het hoornvlies niet voor de tweede keer wordt doorboord.
Merk op dat een zachte draaiende beweging wordt gebruikt om de canule diep in de voorste kamer te brengen. Druk nu de 30-gauge slang tegen het tafeloppervlak om enige beweging van de ingevoegde canule te minimaliseren terwijl u naar een stuk tape reikt en gebruik de tape om de slang aan de tafel te bevestigen. Zodra de buis is vastgezet, noteer u de starttijd van de operatie.
Gebruik de microscoop om te verifiëren dat er geen lekkage is en dat het ischemie-reperfusieoog groter is dan het contralaterale oog, om de aanwezigheid van oculair distensies vast te stellen. Breng Hypromellose op beide ogen aan elke 30 minuten, tot het einde van het experiment om het hoornvlies te smeren en om eventuele micro-lekken af te dichten. Als een dier tijdens de procedure roert, tilt u de staart op en dient u een Ketamine booster intraperitoneaal toe.
90 minuten na het canuleren van het eerste dier, trekt u voorzichtig de canule uit de voorste kamer en smeert u beide ogen in met smeergel. Terwijl de volgende canules worden verwijderd, plaatst u elke muis terug in de kooi op de operatietafel totdat de dieren volledig zijn hersteld. Nadat alle canules zijn verwijderd, desinfecteert u ze met alcoholdoekjes.
Gebruik vervolgens een 60 milliliter spuit gevuld met lucht om het Heparine-natrium uit de vijfkleppen-aansluiting, 30-gauge naalden, 30-gauge slang en canules te verdrijven. Spoel vervolgens alle instrumenten af met een 60 milliliter spuit gevuld met gedistilleerd water. Verdrijft tenslotte het gedistilleerd water uit alle materialen met 60 milliliter lucht en bewaar het gedesinfecteerde en gespoelde materiaal voor later gebruik.
NeuN-immunolabeling van neuronale kernen onthult significante neurone celverlies, na ischemie-reperfusie-insult, door confocale microscopische beeldvorming, zeven dagen na ischemie-reperfusiebeschadiging. Inderdaad, handmatige kwantificering van de NeuN-positieve cellen in controle en ischemie-reperfuseerde ogen, toont een afname in de gangelion-cel-laag neurontellingen na verwonding, wat wijst op de aanwezigheid van ischemie-reperfusie geïnduceerde celdood. Lagere a-golf en b-
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel beschrijft een procedure voor het induceren van retinaal ischemie-reperfusieletsel door verhoogde intraoculaire druk bij muizen. Deze methode modelleert menselijke pathologieën die worden gekenmerkt door een belemmerde toevoer van zuurstof en voedingsstoffen in de retina.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Oogheelkunde
- Pathofysiologie
Achtergrond
- Retinale ischemie-reperfusieschade is een cruciaal onderzoeksgebied.
- Dit model helpt bij het begrijpen van cellulaire mechanismen die verband houden met netvliesziekten.
- Het maakt de evaluatie van potentiële therapeutische benaderingen mogelijk.
- De techniek minimaliseert schade aan het omliggende weefsel.
Doel van de studie
- Om een experimenteel model te bieden van ischemie-reperfusieschade aan het netvlies.
- Om de onderliggende mechanismen van retinale ischemie-reperfusie te onderzoeken.
- Om therapeutische benaderingen voor geassocieerde pathologieën te evalueren.
Gebruikte methoden
- Inductie van retina-ischemie-reperfusieschade door verhoogde intraoculaire druk.
- Gebruik van canuleplaatsing voor nauwkeurige targeting van de schade.
- Videodemonstratie ter ondersteuning bij het reproduceren van de chirurgische techniek.
- Beoordeling van ontsteking, oxidatieve stress en disfunctie in de retinaire neurovasculaire eenheid.
Belangrijkste resultaten
- Creatie van een gerichte beschadiging van de oculaire structuren.
- Minimale schade aan het omliggende weefsel waargenomen.
- Inzichten in mechanismen van ontsteking en oxidatieve stress.
- Potentiële implicaties voor therapeutische strategieën bij retinaire aandoeningen.
Conclusies
- De techniek is waardevol voor het bestuderen van ischemie-reperfusieschade aan het netvlies.
- Het vergroot het begrip van de pathologische gevolgen.
- Toekomstig onderzoek kan voortbouwen op dit model om behandelingen te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Managers
Dit model biedt een gericht, reproduceerbaar systeem voor het bestuderen van retinale neurodegeneratie bij glaucoom en vasculaire occlusies, waardoor mechanistische risicoanalyse van neuroprotectieve kandidaten mogelijk wordt. Door middel van gecontroleerde verhoging van de IOP wordt inneretinale ischemie geïsoleerd, wat hypothesetests in de retinale neurovasculaire eenheid met anatomische specificiteit ondersteunt. De aanpak biedt translationele continuïteit van ontdekking tot preklinische evaluatie van therapieën die zich richten op inflammatie, oxidatieve stress en neuronale doodspaden.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen in pathways van retinale neurodegeneratie te onderzoeken.
- Operationele waarde: Biedt een ziekterevante systeem voor functionele targetvalidatie in modellen van oogziekten.
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt de voorspellende betrouwbaarheid door ischemie-reperfusiemechanismen te modelleren die relevant zijn voor de menselijke pathologie.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Bereidt gevalideerd retinaal weefsel voor voor kwantitatieve beoordeling van de effecten van verbindingen op het overleven van neuronen.
- Operationele waarde: Levert reproduceerbare ischemie-reperfusieschade voor gestandaardiseerde screening van neuroprotectieve middelen.
- Wetenschappelijke waarde: Maakt meting van functionele uitkomsten mogelijk via elektroretinografie en histopathologische eindpunten.
Translationeel en preklinisch onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Modelleert mechanismen van ischemie-reperfusieschade (I/R) in het menselijke netvlies, waaronder ontsteking en capillaire degeneratie.
- Operationele waarde: Faciliteert continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie van ziekte-modificerende strategieën.
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling door target-engagement te koppelen aan read-outs van neurodegeneratie.
Integratie van Pipeline & Workflow
Het model past binnen het ontdekkingscontinuüm van targetvalidatie tot preklinische efficiëntietests, met name voor neurodegeneratieve netvliesziekten. Het maakt hypothese-gestuurde screening mogelijk, gevolgd door mechanistische validatie in een fysiologisch relevante context.
- Discovery Biology: Ondersteunt de verduidelijking van signaalpaden en het biologisch minimaliseren van risico's voor targets bij retinale neurodegeneratie.
- Screening: Biedt assay-gereedheid met kwantificeerbare outputs zoals NeuN+ celverlies en reductie van de ERG-amplitude.
- Analytics: Genereert meetbare afhankelijke variabelen, waaronder neuronale celcounts en elektrofysiologische dysfunctie.
- Translationeel onderzoek: Legt een verbinding met preklinische continuïteit via modellering van menselijk relevante I/R-pathofysiologie.
- Enterprise Reuse: Fungeert als een herbruikbaar platform voor het evalueren van meerdere therapeutische modaliteiten binnen oogheelkundige programma's.
Operationele en organisatorische impact
- Wetenschappelijke waarde: Voorspellend vertrouwen in target-validatie door mechanistische risicovermindering van retinale neurodegeneratie.
- Operationele waarde: Standaardisatie en reproduceerbaarheid via gecontroleerde IOP-verhoging en canulatietechniek.
- Strategische waarde: Verbeterde go/no-go-beslissingen door het verminderen van biologische risico's in een laat stadium bij de ontwikkeling van oculaire therapieën.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering mogelijk op basis van neurodegeneratie en functionele resultaten.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in microchirurgie en intraoculaire canulatietechnieken.
- Afhankelijk van instrumentarium, waaronder chirurgische microscopen, drukreservoirs en klepsystemen.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor een consistente verhoging van de IOP en ischemieduur.
- Houdt rekening met aanpassingen tussen muisstammen en de basislijn van de oculaire fysiologie.
- Beperkt door de technische complexiteit van de canulatie en de noodzaak van visuele begeleiding om reproduceerbaarheid te waarborgen.
