Przedstawiony tutaj protokół szczegółowo opisuje procedury zbierania danych i analizy danych dla optycznej koherentnej tomografii sterowanej obrazem (OCT) i demonstruje jego zastosowanie w wielu modelach chorób oczu u gryzoni
.Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Przedstawiony tutaj protokół szczegółowo opisuje procedury zbierania danych i analizy danych dla optycznej koherentnej tomografii sterowanej obrazem (OCT) i demonstruje jego zastosowanie w wielu modelach chorób oczu u gryzoni
.Chorobom oczu, takim jak zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem, jaskra, barwnikowe zwyrodnienie siatkówki i zapalenie błony naczyniowej oka, zawsze towarzyszą zmiany strukturalne siatkówki. Choroby te wpływające na dno oka zawsze wykazują typowe nieprawidłowości w niektórych typach komórek siatkówki, w tym w komórkach fotoreceptorów, komórkach zwojowych siatkówki, komórkach naczyń krwionośnych siatkówki i komórkach naczyniówki. Nieinwazyjne, wysoce wydajne i elastyczne techniki obrazowania są wymagane zarówno w praktyce klinicznej, jak i w badaniach podstawowych. Optyczna koherentna tomografia pod kontrolą obrazu (OCT) spełnia te wymagania, ponieważ łączy w sobie fotografię dna oka i OCT o wysokiej rozdzielczości, zapewniając dokładną diagnozę drobnych zmian, a także ważnych zmian w architekturze siatkówki. Badanie to szczegółowo opisuje procedury gromadzenia i analizy danych dla OCT sterowanego obrazem i demonstruje jego zastosowanie w modelach gryzoni z neowaskularyzacją naczyniówkową (CNV), zmiażdżeniem nerwu wzrokowego (ONC), zwyrodnieniem siatkówki wywołanym światłem i eksperymentalnym autoimmunologicznym zapaleniem błony naczyniowej oka (EAU). Technika ta pomaga naukowcom zajmującym się oczami w wygodny, niezawodny i możliwy sposób identyfikować zmiany strukturalne siatkówki gryzoni.
Choroby oczu wpływające na dno oka zawsze wykazują typowe nieprawidłowości w niektórych typach komórek siatkówki, takich jak komórki fotoreceptorów, komórki zwojowe siatkówki, komórki w naczyniach krwionośnych siatkówki i komórki w naczyniach krwionośnych naczyniówki, co może następnie wpływać na ostrość widzenia pacjentów1. Aby uniknąć nieodwracalnego upośledzenia wzroku, wymagana jest szybka diagnoza i odpowiednie leczenie1. Optyczna koherentna tomografia (OCT) jest szeroko stosowana w klinice do oceny szeregu chorób oczu, w tym między innymi zwyrodnienia plamki żółtej związanego z wiekiem, barwnikowego zwyrodnienia siatkówki, jaskry, zapalenia błony naczyniowej oka i odwarstwienia siatkówki2,3,4. Ten rodzaj nieinwazyjnej, wysoce wydajnej i elastycznej techniki obrazowania jest również potrzebny do terminowej oceny warunków chorobowych u zwierząt doświadczalnych5,6,7,8,9,10.
Optyczna koherentna tomografia (OCT) wykorzystuje interferometrię do tworzenia przekrojowych obrazów siatkówk zwierząt w rozdzielczości podłużnej 1,8 μm i osiowej 2 μm. Ma co najmniej trzy zalety w badaniu zmian w architekturze siatkówki2,3,4,5,6,7,8,9,10. Po pierwsze, jest to nieinwazyjna technika, która pozwala badaczom dynamicznie śledzić interesujące lokalizację w siatkówce tego samego zwierzęcia5,6,7,8,9,10. Po drugie, ta cecha znacznie zmniejsza wielkość próby dla każdego eksperymentu3. Tymczasem oszczędza to znacznie czasu i wysiłku w projektach badawczych2,3,4,5,6,7,8,9,10. Po trzecie, OCT sterowany obrazem pozyskuje kolorowe obrazy dna oka podczas przechwytywania obrazów OCT, zapewniając w ten sposób użytkownikom dokładne i wiarygodne wyniki.
Ten manuskrypt opisuje procedury zbierania obrazów i analizy danych dla OCT sterowanego obrazem oraz rozwija jego zastosowanie w mysich i szczurzych modelach neowaskularyzacji naczyniówki (CNV)11,12, zmiażdżenie nerwu wzrokowego (ONC)13,14,15,16, zwyrodnienie siatkówki wywołane światłem17,18,19,20,21, oraz eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie błony naczyniowej oka (EAU)22,23. Dzięki tej wszechstronnej technice naukowcy mogą wygodnie i wydajnie rejestrować obrazy OCT o wysokiej rozdzielczości, a także obrazy dna oka.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury na zwierzętach były zgodne z oświadczeniem Stowarzyszenia Badań nad Wzrokiem i Okulistyką na temat wykorzystania zwierząt w badaniach okulistycznych i wzrokowych oraz zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Medycznego w Wenzhou (WMU). Szczury i myszy miały swobodny dostęp do wody i pożywienia o natężeniu światła otoczenia wynoszącym 18 luksów w 12-godzinnym cyklu ciemności/światła.
1. Przygotowanie zwierzęcych modeli oczu
2. Konfiguracja modułu OCT
3. Przygotowanie zwierząt do eksperymentów OCT
4. Obrazowanie OCT sterowane obrazem
UWAGA: Interfejs oprogramowania został podzielony na trzy części: obraz w jasnym polu, zakładki kontrolne OCT i wyświetlanie OCT (Rysunek 2).
5. Pomiar grubości i analiza ilościowa
UWAGA: Ten OCT ma wbudowane oprogramowanie do analizy. Obrazy OCT można segmentować i analizować za pomocą tego oprogramowania (Rysunek 3).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Sterowany obrazem OCT może być używany do monitorowania rozwoju plamki laserowej w indukowanej laserem neowaskularyzacji naczyniówkowej (CNV) u myszy. Jak pokazano w Rysunek 1, naczynia krwionośne noworodka przeszły przez błonę Brucha, a także warstwę nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE) i utworzyły zwłóknieniową bliznę po urazie laserowym11,12. To miejsce zmiany można uchwycić za pomocą skanowania w pełnym rozmiarze (
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół ten zawiera instrukcje dotyczące zbierania obrazów i pomiaru grubości OCT sterowanego obrazem. Demonstrując cztery najpopularniejsze modele chorób oczu u gryzoni, naukowcy odkryli, że OCT sterowany obrazem zapewnia doskonałą wydajność w badaniu drastycznych zmian strukturalnych siatkówki. W rzeczywistości, w przypadku obrazów o wysokiej rozdzielczości, drobne zmiany można łatwo znaleźć również na obrazach OCT. Za pomocą sterowanego obrazem OCT grupa w laboratorium znalazła również nieprawidłowe miejsca hiperrefl...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Żaden z autorów nie ma do ujawnienia żadnego konfliktu interesów.
Autorzy dziękują członkom Państwowego Kluczowego Laboratorium Okulistyki, Optometrii i Nauki o Wzroku za wsparcie techniczne i przydatne komentarze dotyczące manuskryptu. Praca ta była wspierana przez granty z Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (82101169, 81800857, 81870690), Chińskiej Fundacji Nauk Przyrodniczych Prowincji Zhejiang (LGD22H120001, LTGD23H120001, LTGC23H120001), Programu Chińskiego Biura Nauki i Technologii Wenzhou (Y20211159), Projektu Wsparcia Nauki i Technologii Guizhou (Qiankehezhicheng [2020] 4Y146) oraz Projektu Państwowego Kluczowego Laboratorium Okulistyki, Optometria i nauka o widzeniu (nr K03-20220205).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Mysz BALB/c | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd | Preparaty do modeli zwierzęcych | |
| Mysz C57BL/6JNifdc | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd | Preparaty do modeli zwierzęcych | |
| Carbomer Eye Gel | Fabrik GmbH Spółka zależna Bausch & Lomb | Zwilż rogówkę | |
| Kompletny Freund' s adiuwant | Sigma | F5881 | Eksperyment EAU |
| Platforma eksperymentalna | Phoenix Technology Group | Preparaty modeli zwierzęcych | |
| hIRBP161-180 | Shanghai Sangon Biological Engineering Technology & Usługi Co., Sp. z o.o. | Eksperyment EAU | |
| Ketamina | Ceva Sante Animale | Znieczulenie ogólne Skrzynka | |
| laserowa | Haag-Streit Group | Merilas 532α | Preparaty modeli zwierzęcych |
| Lewis rat | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd | Preparaty do modeli zwierzęcych | |
| Mycobacterium tuberculosis H37RA | Sigma | 344289 | Eksperyment EAU |
| Phoneix Micron IV z OCT sterowanym obrazem i laserem sterowanym obrazem | Phoenix Technology Group | Preparaty modeli zwierzęcych | |
| Kleszcze do tkanek | Suzhou Mingren Medical Instrument Co., Ltd | MR-F101A-5 | Preparaty na model zwierzęcy |
| Krople do oczu tropikamidu fenylefryny | SANTEN OY, Japonia | ||
| Nożyczki | do rozszerzania oczu VannasSuzhou Mingren Medical Instrument Co., Ltd | MR-S121A Preparaty | do modeli zwierzęcych |
| Ksylazyna | Ceva Sante Animale | Znieczulenie Ogólne |
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