Artykuł metodologiczny

Podstawowe i najnowocześniejsze technologie w badaniach siatkówki i leczeniu chorób

DOI:

10.3791/65003

⸱

3 marca 2023

 , 
1State Key Laboratory of Ophthalmology, Zhongshan Ophthalmic Center, Sun Yat-sen University

W tym artykule

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

OMÓWIONE ARTYKUŁY:

Ma, Y., Li., T. Monitorowanie dynamicznego wzrostu naczyń siatkówki w mysim modelu retinopatii indukowanej tlenem. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (170), E62410 (2021).

Guan, Y., Xie, B. Zhong, X. System indukcji organoidów siatkówki do pozyskiwania tkanek siatkówki 3D z ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (170), E62435 (2021).

Rose, K., Lokappa, S. Chen, J. Dwie metody peelingu do izolacji przedziałów komórek fotoreceptorowych w siatkówce myszy w celu analizy białek. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (178), E62977 (2021).

Ye., Q. et al. Metody in vivo do oceny funkcji i struktury komórek zwojowych siatkówki oraz nerwu wzrokowego u dużych zwierząt. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (180), E62879 (2022).

Abbas, F., Vinberg, F., Becker, S. Optymalizacja konfiguracji i warunków dla elektroretinogramu ex vivo do badania funkcji siatkówki w małych i dużych oczach. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (184), E62763 (2022).

Okan, I., Ahmadian, M., Tutuncu, Y., Altay, H., Agca, C. Cyfrowa metoda PCR kropelkowego do ilościowego określenia skuteczności transdukcji AAV w siatkówce myszy. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (178), E63038 (2021).

Artykuł redakcyjny

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Starannie wyrzeźbione przez ewolucję oko składa się ze złożonych, ale pięknie zorganizowanych tkanek, które współpracują ze sobą w celu wyczuwania światła. Siatkówka, część oka reprezentująca zewnętrzne przedłużenie mózgu, odgrywa kluczową rolę w wykrywaniu fotonów, konwersji światła na kody neuronowe i przekazywaniu zakodowanych informacji neuronowych do mózgu. Ze względu na swoje znaczenie w tych procesach, siatkówka jest badana od dziesięcioleci jako model procesów fizjologicznych i chorobowych ośrodkowego układu nerwowego. Jednak nieuleczalna ślepota jest nadal spowodowana głównie zwyrodnieniem siatkówki.

Celem tematycznym tej kolekcji metod jest zapewnienie wysoce powtarzalnych i spójnych metod dla naukowców i okulistów zajmujących się badaniami okulistycznymi. Zgodnie z tym celem, w niniejszym zbiorze zamieszczono i omówiono sześć artykułów na temat nowatorskich lub ulepszonych metod. Artykuły te obejmują metody obejmujące monitorowanie dynamicznego wzrostu naczyń w warunkach patologicznych, różnicowanie ludzkiego iPS w organoidy siatkówki, przygotowanie przedziałów komórek fotoreceptorowych, ocenę in vivo funkcji komórek zwojowych siatkówki (RGC) u dużych zwierząt, optymalizację zapisu elektroretinogramu ex vivo (ERG) oraz uproszczone miareczkowanie cząstek wirusa związanego z adenowirusem (AAV) do celów terapeutycznych i badawczych.

Krótko mówiąc, w ramach tej kolekcji, Ma i Li1 zapewniają technikę ulepszonej analizy obrazowej polegającą na monitorowaniu przebudowy naczyń siatkówki w warunkach retinopatii indukowanej tlenem (OIR), co pomoże w badaniu szeregu chorób związanych z naczyniami siatkówki, takich jak proliferacyjna retinopatia cukrzycowa (PDR), retinopatia wcześniaków (ROP) i niedrożność żył siatkówki (RVO). Guan i wsp.2 opisują zoptymalizowany protokół indukcji organoidów siatkówki w celu generowania tkanek siatkówki o wysokiej odtwarzalności i wydajności, co przyniesie korzyści w modelowaniu chorób i terapii komórkowej. Rose i wsp.3 prezentują stosunkowo szybką i prostą technikę wzbogacania subkomórkowych frakcji białkowych specyficznych dla fotoreceptorów w normalnych pręcikach, które można dostosować do izolacji i ilościowego badania składu białkowego innych warstw siatkówki zarówno ze zdrowych, jak i zwyrodniałych siatkówk. Ye i wsp.4 demonstrują ocenę in vivo RGC oraz struktury i funkcji nerwu wzrokowego (ON) u dużych zwierząt, w tym kóz i naczelnych, przy użyciu wzrokowego potencjału wywołanego (VEP), elektroretinogramu wzorcowego (PERG) i optycznej koherentnej tomografii (OCT), w celu zwiększenia odtwarzalności eksperymentalnej i ułatwienia wykorzystania dużych zwierzęcych modeli neuropatii nerwu wzrokowego. Abbas i wsp.5 optymalizują konfigurację i warunki dla elektroretinogramów ex vivo, aby poprawić analizę funkcji siatkówki oraz zmaksymalizować amplitudę i stabilność odpowiedzi, umożliwiając w ten sposób ilościowe określenie udziału poszczególnych typów komórek w izolowanej siatkówce. Ulepszenia te ułatwiają badanie reakcji na światło w próbkach siatkówki pochodzących od dużych zwierząt i oczu ludzkich dawców. Wreszcie, Okan i wsp.6 zapewniają metodę cyfrowego kropelkowego PCR (dd-PCR) w celu ilościowego określenia bezwzględnej liczby kopii genomu wirusa związanego z adenowirusem (AAV) w wstrzykniętej siatkówce z dużą precyzją. Metoda ta przyniesie ogromne korzyści rosnącej liczbie badań nad edycją genów/terapią i branżom, które rutynowo wykorzystują wektory AAV do transdukcji tkanek gospodarza. Metoda może być również potencjalnie zmodyfikowana w celu ilościowego oznaczania liczby kopii mitochondrialnego DNA.

Wszystkie powyższe artykuły w tym zbiorze metod opisują najnowocześniejsze technologie ukierunkowane na fizjologię siatkówki i mechanizmy chorobowe, a technologie te są szczególnie przydatne w szybko rozwijającej się dziedzinie terapii genowej i komórkowej siatkówki. Jednak metody te nie są całkowicie proste, ponieważ istnieją znaczne różnice w niezawodności między laboratoriami i konfiguracjami. Niemniej jednak konsekwentne ulepszenia, przedstawione w tej kolekcji, ostatecznie doprowadzą do innowacji w opracowywaniu nowych narzędzi i metodologii, umożliwiając w ten sposób sprostanie przyszłym wyzwaniom i posuwając tę dziedzinę do przodu. Podsumowując, stanowi to udany zbiór metod, który cieszy się dużym zainteresowaniem odbiorców w tej dziedzinie.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Chcemy podziękować wszystkim autorom i uczestnikom za umożliwienie tej zbiórki.

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ma, Y., Li, T. Monitoring dynamic growth of retinal vessels in oxygen-induced retinopathy mouse model. Journal of Visualized Experiments. (170), e62410(2021).
  2. Guan, Y., Xie, B., Zhong, X. Retinal organoid induction system for derivation of 3D retinal tissues from human pluripotent stem cells. Journal of Visualized Experiments. (170), e62435(2021).
  3. Rose, K., Lokappa, S., Chen, J. Two peeling methods for the isolation of photoreceptor cell compartments in the mouse retina for protein analysis. Journal of Visualized Experiments. (178), e62977(2021).
  4. Ye, Q., et al. In vivo methods to assess retinal ganglion cell and optic nerve function and structure in large animals. Journal of Visualized Experiments. (180), e62879(2022).
  5. Abbas, F., Vinberg, F., Becker, S. Optimizing the setup and conditions for ex vivo electroretinogram to study retina function in small and large eyes. Journal of Visualized Experiments. (184), e62763(2022).
  6. Okan, I., Ahmadian, M., Tutuncu, Y., Altay, H., Agca, C. Digital droplet PCR method for the quantification of AAV transduction efficiency in murine retina. Journal of Visualized Experiments. (178), e63038(2021).

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Retinal VesselsOxygen induced RetinopathyRetinal Organoid Induction3D Retinal TissuesHuman Pluripotent Stem CellsPhotoreceptor Cell CompartmentsProtein AnalysisRetinal Ganglion CellOptic Nerve FunctionEx Vivo ElectroretinogramAAV Transduction Efficiency

Powiązane artykuły