Zapalenie powierzchni oka uszkadza tkanki powierzchni oka i zagraża funkcjom życiowym oka. Niniejszy protokół opisuje metodę wywoływania zapalenia oka i zbierania uszkodzonych tkanek w mysim modelu dysfunkcji gruczołów Meiboma (MGD).
Artykuł metodologiczny
Zapalenie powierzchni oka uszkadza tkanki powierzchni oka i zagraża funkcjom życiowym oka. Niniejszy protokół opisuje metodę wywoływania zapalenia oka i zbierania uszkodzonych tkanek w mysim modelu dysfunkcji gruczołów Meiboma (MGD).
Choroby powierzchni oka obejmują szereg zaburzeń, które zaburzają funkcje i struktury rogówki, spojówki i związanej z nią sieci gruczołów na powierzchni oka. Gruczoły Meiboma (MG) wydzielają lipidy, które tworzą warstwę pokrywającą, która zapobiega parowaniu wodnej części filmu łzowego. Neutrofile i zewnątrzkomórkowe pułapki DNA zasiedlają MG i powierzchnię oka w mysim modelu alergicznej choroby oczu. Zagregowane pułapki zewnątrzkomórkowe neutrofili (aggNET) tworzą siatkową matrycę złożoną z chromatyny zewnątrzkomórkowej, która zamyka ujścia MG i warunkuje dysfunkcję MG. W tym miejscu przedstawiono metodę wywoływania stanu zapalnego powierzchni oka i dysfunkcji MG. Szczegółowo opisano procedury pobierania narządów związanych z powierzchnią oka, takich jak rogówka, spojówka i powieki. Korzystając z ustalonych technik przetwarzania każdego narządu, przedstawiono również główne cechy morfologiczne i histopatologiczne dysfunkcji MG. Wysięki z gałki ocznej dają możliwość oceny stanu zapalnego powierzchni oka. Procedury te umożliwiają badanie miejscowych i ogólnoustrojowych interwencji przeciwzapalnych na poziomie przedklinicznym.
Każde mrugnięcie okiem uzupełnia gładki film łzowy rozrzucony po rogówce. Nabłonek powierzchni oka ułatwia rozprowadzenie i prawidłową orientację filmu łzowego na powierzchni oka. Mucyny są dostarczane przez komórki nabłonka rogówki i spojówki, aby pomóc w ustawieniu wodnej części filmu łzowego pochodzącej z gruczołów łzowych na powierzchni oczu. Na koniec MG wydziela lipidy, które tworzą warstwę pokrywającą, która zapobiega parowaniu wodnej części filmu łzowego1,2,3. W ten sposób skoordynowane funkcje wszystkich narządów oka chronią powierzchnię oka przed inwazją patogenów lub urazów oraz zapewniają krystalicznie czyste widzenie bez bólu i dyskomfortu.
Na zdrowej powierzchni oka, wydzielina z oka lub reum oka wymiata kurz, martwe komórki nabłonkowe, bakterie, śluz i komórki odpornościowe. Zagregowane pułapki zewnątrzkomórkowe neutrofili (aggNET) tworzą siatkową matrycę złożoną z chromatyny zewnątrzkomórkowej i włączają te składniki do reum oka. AggNET rozwiązują stan zapalny poprzez proteolityczną degradację prozapalnych cytokin i chemokin4. Jednak, gdy stają się dysfunkcyjne, te nieprawidłowe sieci aggNET napędzają patogenezę chorób, takich jak niedrożność naczyń krwionośnych w COVID-195, kamienie żółciowe6 i kamica sjalioza7. Podobnie, aggNET na powierzchni oka odgrywają rolę ochronną i przyczyniają się do rozwiązywania stanu zapalnego na wysoce odsłoniętej powierzchni8. Nadmierna formacja lub brak aggNET na powierzchni oka może pogorszyć stabilność filmu łzowego i/lub spowodować rany rogówki, bliznowacenie spojówek i zespół suchego oka. Na przykład, niedrożność MG jest główną przyczyną zespołu suchego oka9. Wiadomo również, że AggNET zatykają przepływ wydzielania lipidów z przewodów MG i powodują dysfunkcję gruczołów Meiboma (MGD). Przekrwienie otworów MG przez aggNET powoduje brak płynu tłuszczowego otaczającego powierzchnię oka i wstecznie zatłoczony płyn, co skutkuje dysfunkcją funkcji gruczołu i uszkodzeniem zraziny. Ta dysfunkcja może powodować parowanie filmu łzowego, zwłóknienie brzegów powiek, zapalenie oka i szkodliwe uszkodzenie MG10,11.
Na przestrzeni lat opracowano kilka modeli zwierzęcych, które imitują patologiczny proces MGD u ludzi. Na przykład myszy C57BL/6 w wieku 1 roku pomogły w badaniu związanego z wiekiem wpływu na zespół suchego oka (DED) i MGD, odzwierciedlając patologię choroby oczu u pacjentów w wieku 50 lat i starszych12,13,14. Co więcej, króliki są odpowiednimi modelami do badania skutków interwencji farmakologicznych. W związku z tym donoszono o indukowaniu MGD u królików poprzez miejscowe podawanie epinefryny lub ogólnoustrojowe wprowadzenie kwasu 13-cis-retinowego (izotretynoiny)15,16,17,18,19.
Chociaż te modele zwierzęce były odpowiednie do określenia różnych czynników przyczyniających się do patofizjologii MGD, ich wykorzystanie było ograniczone. Na przykład mysi model MGD związany z wiekiem był idealny do rozszyfrowywania elementów tylko u osób starszych, a zatem króliki wydawały się być najbardziej odpowiednim modelem zwierzęcym do badania chorób powierzchni oka, ponieważ umożliwiają badanie wielu mechanizmów patofizjologicznych. Jednak ze względu na brak kompleksowych narzędzi analitycznych do wykrywania białek na powierzchni oka oraz fakt, że wiele części genomu królika nie jest opatrzonych adnotacjami, są one ograniczone do badań20,21.
Ponadto, te modele zwierzęce używane do badania patogenezy zespołu suchego oka nie dostarczyły wystarczających szczegółów do analizy immunologicznego ramienia zaburzenia, które wywołuje stan zapalny powierzchni oka. W związku z tym mysi model MGD opracowany przez Reyesa i wsp. wykazał związek między alergiczną chorobą oczu u myszy a MGD u ludzi i podkreślił etiologię immunologiczną odpowiedzialną za obturacyjną MGD21. Model ten kojarzy alergiczną chorobę oczu z odpowiedzią TH17, która rekrutuje neutrofile do spojówki i powieki, powodując MGD i przewlekłe zapalenie oka21. Indukcja MGD i zapalenia oka w tym mysim modelu jest cennym narzędziem do badania zdarzeń poprzedzających rozwój miejscowego stanu zapalnego napędzanego przez trwającą odpowiedź immunologiczną21. Obecny protokół opisuje stan zapalny powierzchni oka, któremu towarzyszy obturacyjne MGD. W tej metodzie myszy są immunizowane, a po 2 tygodniach prowokowane na powierzchni oka immunogenem przez 7 dni. Ponadto opisano etapy izolacji wysięku z oka i związanych z nim narządów ocznych podczas ostrego zapalenia oraz rozwarstwienia rogówki, spojówki i powiek.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury z udziałem zwierząt zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi dotyczącymi dobrostanu zwierząt i zatwierdzone przez komisję ds. dobrostanu zwierząt Uniwersytetu Friedrich-Alexander-Erlangen-Norymberga (FAU) (numer zezwolenia: 55.2.2-2532-2-1217). Do niniejszego badania wykorzystano samice myszy C57Bl/6 w wieku 7-9 tygodni. Myszy pozyskano ze źródeł komercyjnych (patrz tabela materiałów) i trzymano w określonych warunkach wolnych od patogenów z 12-godzinnymi cyklami dnia i nocy.
1. Indukcja mysiego zapalenia powierzchni oka
2. Zbiór wysięków z oczu
3. Wycięcie tkanek powierzchni oka
4. Dokumentacja niedrożności gruczołu Meiboma (MG)
5. Przezświetlenie powiek (morfologia gruczołów Meiboma)
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Obecny protokół opisuje kolejne kroki do stworzenia mysiego modelu zapalenia powierzchni oka. Protokoły mają na celu pokazanie, jak stosować środki terapeutyczne miejscowo, uzyskiwać wysięki z oczu i wycinać związane z nimi narządy dodatkowe, takie jak zdrowe i zapalne powieki (Ryc. 2), rogówka i spojówka. Należy zwrócić uwagę, gdy górne powieki są preparowane w celu wyizolowania spojówki i należy ją przechowywać w 1x PBS podczas rozwarstwiania rogówki. Zapobiegnie to wysuszeniu spojówki, która może b...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oleista wydzielina gruczołów Meiboma ma ogromne znaczenie dla zdrowego oka22. Jednak niedrożność tych gruczołów łojowych przez zagregowane zewnątrzkomórkowe pułapki neutrofili (aggNET), które ustawiają się jako równoległe pasma znajdujące się na płytkach stępu obu powiek, może zakłócić film łzowy23. Zakłócenie to powoduje dysfunkcję gruczołu Meiboma (MGD)1 i przyspieszone parowanie łez oraz warunkujeuszkodzenie powierzchni oka...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
Ta praca była częściowo wspierana przez Niemiecką Fundację Badawczą (DFG) 2886 PANDORA Project-No.B3; SCHA 2040/1-1; MU 4240/2-1; CRC1181(C03); TRR241(B04), H2020-FETOPEN-2018-2020 Project 861878, oraz przez Volkswagen-Stiftung (Grant 97744) na rzecz MH.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 1x PBS | Gibco | ||
| Wodorotlenek glinu | Imject ałun Adiuwant | 77161 | 40 mg / ml < silny> Stężenie końcowe< / mocny>: in vivo: 1 mg / 100 &mikro; Myszy L |
| C57Bl/6, w wieku 7– 9 tygodni | Charles River Laboratories | ||
| Wapń | Carl roth | CN93.1 | 1 M Stężenie końcowe: 5 mM |
| Kleszczyki zakrzywione | FST firmy Dumont SZWAJCARIA | 5/45 11251-35 | |
| Cienkie, ostre nożyczki | FST Stal nierdzewna, Niemcy | 15001-08 | |
| Szafa bezpieczeństwa laminarnego | Herasafe | ||
| Aparat makrofotograficzny | Canon | EOS6D | |
| (bez filtra podczerwieni) | Nikon | D5300 | |
| Mnase | New England biolabs | M0247S | 2 x 106 żel U/mL Zestaw |
| do oznaczania przepływu wielu analitów (niestandardowy panel 13-plex) | Biolegend | CLPX-200421AM-UERLAN | |
| NaCl 0,9% (sól fizjologiczna) | B.Braun | ||
| Albumina jaja kurzego (OVA) | Endofit, Invivogen | 9006-59-1 | 10 mg/200 &mikro; L w soli |
| fizjologicznej Toksyna krztuśca | ThermoFisher Naukowy | PHZ1174 | 50 & mikro; g/ 500 i mikro; L w roztworze soli fizjologicznej Stężenie końcowe: in vivo: 100 &mikro; g/ 100 i mikro; L |
| Petridish | Greiner bio-one | 628160 | |
| Skalpel | Feather jednorazowy skalpel | nr 21 | Stężenie końcowe: in vivo: 300 ng/ 100 &mikro; L |
| Mikroskop stereoskopowy | Zeiss | Stemi508 | |
| Strzykawka (mycie rogówki/tęczówki) | BD Microlane | 27 G x 3/4 - Nr.20 0,4 x 19 mm | |
| Strzykawka (i.pimmunizacja) | BD Microlane | 24 G1"-Nr 17, 055* 25 mm |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie