$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Interakcja między elementami neuronalnymi i naczyniowymi siatkówki w stanie zdrowia i choroby jest tradycyjnie badana przez badania immunofluorescencyjne na fizycznych przekrojach parafinowej lub krioutrwalonej tkance siatkówki lub na preparatach płaskich siatkówki1. Jednak wycięcie tkanek zaburza ciągłość neuronalną i naczyniową siatkówki i chociaż trójwymiarowa rekonstrukcja sąsiednich odcinków siatkówki jest sugerowana jako możliwe rozwiązanie, nadal jest ona obarczona błędami i artefaktami. Preparaty do płaskiego montażu siatkówki również wyraźnie zaburzają integralność elementów naczyniowych i neuronalnych siatkówki oraz geograficzne połączenie między sąsiednimi obszarami siatkówki2. Alternatywnie, niedawno wprowadzono obrazowanie całej siatkówki w celu wizualizacji trójwymiarowych projekcji składników neuronalnych i naczyniowych siatkówki w ich naturalnej pozycji anatomicznej2,3,4,5.
W nienaruszonym obrazowaniu całej siatkówki, sygnały fluorescencyjne z elementów naczyniowych i neuronalnych sąsiednich obszarów siatkówki (płytek) nienaruszonej całej siatkówki są rejestrowane za pomocą mikroskopu z blachą świetlną; te płytki są następnie "zszywane" razem, aby zrekonstruować trójwymiarowy widok całej siatkówki2,3,4,5,6. Obrazowanie całej siatkówki w stanie nienaruszonym zapewnia niespotykany dotąd widok siatkówki do badania patogenezy chorób naczyniowych, zwyrodnieniowych i zapalnych siatkówki2,3,4,5,6. Na przykład, Prahst i wsp. ujawnili wcześniej "niedocenianą" morfologię węzłów dla patologicznych kępek naczyniowych, nieprawidłowej ruchliwości komórek i zmienionej dynamiki filopodiów w modelu retinopatii indukowanej tlenem (OIR) przy użyciu obrazowania na żywo nienaruszonej całej siatkówki2. Podobnie Henning i wsp., Singh i wsp. oraz Chang i wsp. wykazali złożoną trójwymiarową sieć naczyniową siatkówki w nienaruszonych całych siatkówkach3,4,6. Vigouroux i wsp. wykorzystali metodę obrazowania całego oka w stanie nienaruszonym, aby pokazać organizację siatkówki i projekcje wzrokowe w okresie okołoporodowym5. Aby móc stworzyć tak niezrównane trójwymiarowe widoki siatkówki, nienaruszone protokoły obrazowania całej siatkówki pokonały dwa główne ograniczenia: 1) obecność nieprzezroczystych i pigmentowanych powłok gałki ocznej (twardówka, naczyniówka i RPE) oraz 2) ograniczoną penetrację światła przez pełną grubość siatkówki spowodowaną właściwościami rozpraszania światła przez warstwy jądrowe i pleksiowate siatkówki. Henning i wsp. oraz Vigouroux i wsp. zastosowali wybielanie H2O2 pigmentów naczyniówki/RPE, aby móc zobrazować nienaruszoną siatkówkę3,5. Jednak wybielanie nie jest odpowiednie dla szczepów zwierzęcych z endogennymi fluoroforami, takimi jak białko zielonej fluorescencji (GFP) lub po barwieniu immunofluorescencyjnym in vivo3,5,7. Ponadto metoda Henninga i wsp. polegająca na leczeniuH2O2została przeprowadzona w warunkach wodnych, które mogą generować mikropęcherzyki powodujące odwarstwienie siatkówki. Ponadto zabiegH2O2przeprowadzono w temperaturze 55 °C, co dodatkowo pogarsza powinowactwo przeciwciał tkankowych. Ponadto wybielanie może wprowadzać silną autofluorescencję pochodzącą z utlenionej melaniny8. Inne protokoły depigmentacji dla odcinków oczu przy użyciu nadmanganianu potasu i kwasu szczawiowego były w stanie usunąć pigmenty RPE w skrawkach embrionalnych, ale wykazano również, że ta metoda depigmentacji zmniejsza skuteczność znakowania immunologicznego9,10. Jako alternatywę dla wybielania, Prahst i wsp., Singh i wsp. oraz Chang i wsp. usunęli twardówkę, naczyniówkę i rogówkę, aby cała siatkówka była dostępna dla mikroskopu świetlnego2,4,6. Jednak usunięcie rogówki, soczewki i siatkówki obwodowej może zniekształcić i zakłócić siatkówkę obwodową i naczynia szkliste, co sprawia, że metody te nie nadają się do badania siatkówki obwodowej i unaczynienia szklistego.
Wszystkie obecnie dostępne protokoły obrazowania całego oka w nienaruszonym stanie obejmują wykorzystanie etapu optycznego oczyszczania tkanek w celu przezwyciężenia właściwości rozpraszania światła przez warstwy siatkówki2,3,4,5. Optyczne oczyszczanie tkanek sprawia, że siatkówka jest przezroczysta dla światła mikroskopowego poprzez wyrównanie współczynnika załamania światła danej tkanki, w tym przypadku siatkówki, we wszystkich jej elementach komórkowych i międzykomórkowych, aby zminimalizować rozpraszanie i absorpcję światła11. Naczyniówka i RPE powinny zostać usunięte lub wybielone przed nałożeniem optycznego oczyszczania tkanek na siatkówkę, ponieważ pigmentowane powłoki gałki ocznej (naczyniówka i RPE) nie mogą być wystarczająco oczyszczone6,12,13,14,15,16,17,18.
Udział i wkład szklistego i szklistego układu naczyniowego w stanach patologicznych, takich jak retinopatia wcześniaków (ROP), przetrwałe unaczynienie płodu (PFV), choroba Norriego i choroba Sticklera, jest najlepiej badany, gdy siatkówka i naczynia szkliste nie są zakłócone podczas przygotowania tkanki19,20,21,22,23. Istniejące metody obrazowania nienaruszonej całej siatkówki albo usuwają przedni odcinek oka, co w naturalny sposób zakłóca ciało szkliste i jego unaczynienie, albo stosują środki wybielające, które mogą usunąć endogenne fluorofory. Brakuje opublikowanych metod wizualizacji ciała szklistego i naczyń krwionośnych w ich nienaruszonym, nietkniętym stanie. Opisujemy tutaj całą metodę obrazowania siatkówki i ciała szklistego, która składa się z chirurgicznego rozwarstwienia pigmentowanych i nieprzezroczystych powłok gałki ocznej, zmodyfikowanego optycznego oczyszczania tkanek zoptymalizowanego pod kątem siatkówki oraz mikroskopii fluorescencyjnej z użyciem arkusza świetlnego. Przygotowanie próbki, optyczne oczyszczanie tkanek, mikroskopia arkuszy świetlnych i etapy przetwarzania obrazu są szczegółowo opisane poniżej.