Ponieważ większość nabłonków ma kontakt ze środowiskiem zewnętrznym, są one podatne na uszkodzenia fizyczne, co czyni je odpowiednimi do badania procesów gojenia się ran. Wśród dobrze przebadanych tkanek rogówka jest niezwykle przydatnym modelem w badaniu komórkowych i molekularnych aspektów gojenia się ran. Jako przezroczysta powierzchnia zewnętrzna zapewnia fizyczną ochronę oka i jest pierwszym elementem, który skupia światło na siatkówce. Chociaż struktura i skład komórkowy siatkówki różnią się w zależności od gatunku1, te elementy rogówki są na ogół podobne we wszystkich oczach typu kamerowego, niezależnie od gatunku.
Rogówka składa się z trzech głównych warstw2. Pierwszą i najbardziej zewnętrzną warstwą jest nabłonek, który jest stale odnawiany, aby zapewnić jego przezroczystość. Druga warstwa to zrąb, który zawiera rozproszone komórki, zwane keratocytami, w grubej warstwie ściśle zorganizowanych włókien kolagenowych. Trzecią i najbardziej wewnętrzną warstwą jest śródbłonek, który umożliwia dyfuzję składników odżywczych i płynów z komory przedniej do warstw zewnętrznych. Komórki nabłonkowe i zrębowe oddziałują na siebie poprzez czynniki wzrostu i cytokiny3. Ta interakcja jest podkreślona przez szybką apoptozę i późniejszą proliferację keratocytów po uszkodzeniu nabłonka4,5. W przypadku głębszej rany, takiej jak nakłucie, keratocyty biorą aktywny udział w procesie gojenia6.
Będąc w kontakcie ze środowiskiem zewnętrznym, fizyczne urazy rogówki są powszechne. Wiele z nich jest spowodowanych przez małe ciała obce7, takie jak piasek lub kurz. Odruch pocierania oczu może prowadzić do rozległych otarć nabłonka i przebudowy rogówki8. W zależności od wielkości i głębokości rany, te fizyczne urazy są bolesne i goją się przez kilka dni9. Optymalna charakterystyka gojenia się ran w modelu ułatwia zrozumienie komórkowych i molekularnych aspektów zamykania ran. Co więcej, takie modele okazały się również przydatne do testowania nowych cząsteczek o potencjale przyspieszającym gojenie rogówki, jak wcześniej wykazano10,11.
Opisany tutaj protokół ma na celu wykorzystanie danio pręgowanego jako odpowiedniego modelu do badania uszkodzeń fizycznych rogówki. Model ten jest bardzo wygodny w farmakologicznych badaniach przesiewowych, ponieważ umożliwia dodawanie cząsteczek bezpośrednio do wody w zbiorniku, a tym samym kontakt z gojącą się rogówką. Przedstawione tutaj szczegóły pomogą naukowcom w przeprowadzeniu badań na modelu danio pręgowanego. Uraz in vivo wykonuje się za pomocą stępionego zadzioru oka. Wpływ na komórki nabłonkowe przylegające do niego lub w pewnej odległości od niego można przeanalizować, usuwając specyficznie centralny nabłonek rogówki. W ostatnich latach liczne raporty koncentrowały się na takiej metodzie na rogówce gryzoni12,13,14,15,16,17; Jednak do tej pory tylko w jednym raporcie zastosowano tę metodę do danio pręgowanego18.
Ze względu na swoją prostotę, fizyczna rana jest przydatna do określenia roli komórek nabłonkowych w zamykaniu ran. Innym dobrze ugruntowanym modelem uszkodzenia rogówki jest oparzenie chemiczne, zwłaszcza oparzenie alkaliczne19,20,21. Jednak takie podejście pośrednio uszkadza całą powierzchnię oka, w tym obwodową rogówkę i zrąb rogówki19. Rzeczywiście, oparzenia alkaliczne potencjalnie wywołują owrzodzenia rogówki, perforacje, zmętnienie nabłonka i szybką neowaskularyzację22, a niekontrolowany wynik oparzeń alkalicznych dyskwalifikuje to podejście do ogólnych badań nad gojeniem się ran. Wiele innych metod jest również stosowanych do badania gojenia się ran rogówki w zależności od konkretnego celu danego badania (np. całkowite oczyszczenie nabłonka23, połączenie chemicznego i mechanicznego uszkodzenia ran o częściowej grubości24, ablacja laserem excimerowym dla ran rozciągających się do zrębu25). Zastosowanie zadzioru ocznego ogranicza punkt ogniskowy do odpowiedzi nabłonka na ranę i zapewnia wysoce powtarzalną ranę.
Jak w przypadku każdej metody zadawania ran, użycie zadzioru do oczu ma swoje wady i zalety. Główną wadą jest to, że odpowiedź jest głównie nabłonkowa, nie odzwierciedla idealnie otarć obserwowanych w warunkach klinicznych. Metoda ta ma jednak wiele zalet, w tym łatwość, z jaką można ją skonfigurować i wykonać, jej precyzję, powtarzalność oraz fakt, że jest nieinwazyjna, co czyni ją metodą dobrze tolerowaną przez zwierzęta.