$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Oko kręgowca zawiera żywą soczewkę optyczną, która pomaga skupić obrazy na siatkówce1. Soczewka jest zawieszona na osi optycznej za pomocą układu delikatnych, promieniście zorientowanych włókien, jak pokazano na rysunku Rysunek 1A. Na jednym końcu włókna przyczepiają się do równika soczewki, a z drugiej do powierzchni ciała rzęskowego. Ich długości wahają się od 150 μm u myszy do 1 mm u ludzi. Łącznie włókna te są znane jako zonula Zinn2, strefa rzęskowa lub po prostu zonula. Urazy oczu, choroby i niektóre zaburzenia genetyczne mogą wpływać na integralność włókien strefowych3, powodując ich ostateczną awarię i towarzyszącą utratę wzroku. U myszy włókna mają rdzeń składający się głównie z białka fibryliny-2, otoczony płaszczem bogatym w fibrylinę-14. Chociaż włókna strefowe są unikalne dla oka, wykazują wiele podobieństw do włókien ECM na bazie elastyny, które można znaleźć w innych częściach ciała. Te ostatnie są pokryte płaszczem fibryliny-15 i mają podobne wymiary do włókien strefowych6. Inne białka, takie jak białka wiążące czynnik wzrostu β z utajonym czynnikiem wzrostu (LTBP) i glikoproteina 1 związana z mikrofibrylami (MAGP-1), występują w połączeniu z obydwoma typami włókien7,8,9,10,11. Moduł sprężystości włókien strefowych mieści się w zakresie 0,18-1,50 MPa12,13,14,15,16, porównywalny z włóknami na bazie elastyny (0,3-1,2 MPa)17. Te podobieństwa architektoniczne i mechaniczne skłaniają nas do przekonania, że każdy wgląd w role białek związanych z zonulami może pomóc w wyjaśnieniu ich roli w innych elastycznych włóknach ECM.
Głównym celem opracowania opisanej tutaj metody jest uzyskanie wglądu w rolę specyficznych białek strefowych w postępie dziedzicznej choroby oczu. Ogólne podejście polega na porównaniu właściwości lepkosprężystych włókien strefowych u myszy typu dzikiego z właściwościami myszy z celowanymi mutacjami w genach kodujących białka strefowe. Chociaż do pomiaru właściwości sprężysto-mechanicznych włókien strefowych stosowano już wcześniej kilka metod, wszystkie zostały zaprojektowane z myślą o oczach znacznie większych zwierząt12,13,14,15,16. W związku z tym modele nie są genetycznie podatne; Staraliśmy się opracować metodę eksperymentalną, która byłaby lepiej dopasowana do małych i delikatnych oczu myszy.
Metoda, którą opracowaliśmy do oceny lepkosprężystości mysich włókien strefowych, to technika, którą nazywamy testem pull-up4,18, który jest wizualnie podsumowany w Rysunek 1. Szczegółowy opis metody pull-up i analizy wyników znajduje się poniżej. Zaczynamy od opisania budowy aparatury, w tym części wydrukowanych w trójwymiarze (3D) wykorzystanych w projekcie. Następnie szczegółowo opisujemy protokół używany do uzyskania i przygotowania oczu do eksperymentu. Na koniec podajemy instrukcje krok po kroku, jak uzyskać dane do określenia właściwości lepkosprężystych włókien strefowych. W sekcji Reprezentatywne wyniki udostępniamy wcześniej niepublikowane dane uzyskane naszą metodą na temat właściwości lepkosprężystych włókien strefowych od myszy pozbawionych MAGP-119, a także zestawu kontrolnego uzyskanego od zwierząt typu dzikiego o dopasowanym wieku. Na koniec kończymy ogólnymi uwagami na temat zalet i ograniczeń metody oraz sugestiami dotyczącymi potencjalnych eksperymentów, które mogą wyjaśnić, w jaki sposób czynniki środowiskowe i biochemiczne wpływają na właściwości lepkosprężyste włókien ECM.