Ten artykuł przedstawia szczegółowe instrukcje dotyczące wykonywania zmiażdżenia nerwu wzrokowego w modelu królika przy użyciu standardowych technik chirurgii okulistycznej.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten artykuł przedstawia szczegółowe instrukcje dotyczące wykonywania zmiażdżenia nerwu wzrokowego w modelu królika przy użyciu standardowych technik chirurgii okulistycznej.
Zmiażdżenie nerwu wzrokowego (ONC) to eksperymentalna technika używana do modelowania i badania mechanizmów neuropatii nerwu wzrokowego i potencjalnych interwencji terapeutycznych. W badaniach ONC wykorzystano głównie modele gryzoni; Modele te wykazują jednak znaczące różnice anatomiczne i fizjologiczne w stosunku do ludzi, co potencjalnie ogranicza zdolność do translatacji. W tym miejscu opisujemy technikę chirurgiczną mającą na celu uzyskanie modelu ONC u królików, gatunku o wymiarach kuli ziemskiej bardziej zbliżonych do ludzkich oczu. Opracowana technika chirurgiczna wykorzystuje okulistyczne techniki chirurgiczne stosowane w operacjach zeza i okuloplastyce i nie wymaga tworzenia okien kostnych ani kantotomii. Model został zweryfikowany poprzez ocenę reakcji źrenic w różnych warunkach oświetleniowych oraz wizualnych potencjałów wywołanych (VEP) przed i po ONC. Wyniki wykazały znaczne zmniejszenie zarówno odpowiedzi źrenic, jak i amplitudy VEP w oczach ONC, w porównaniu z nieleczonymi oczami po przeciwnej stronie, co wskazuje na utratę funkcji widzenia po urazie, zgodnie z oczekiwaniami. Ta technika chirurgiczna może dostarczyć modeli do badania uszkodzeń nerwu wzrokowego i testowania potencjalnych strategii terapeutycznych, z szerszymi implikacjami dla zrozumienia i leczenia chorób neurodegeneracyjnych oczu.
Technika zmiażdżenia nerwu wzrokowego (ONC) to eksperymentalne podejście do generowania modeli kontrolowanych uszkodzeń nerwu wzrokowego, wymaganych do badania neuropatii nerwu wzrokowego1,2,3. Indukując miejscowe uszkodzenie nerwu wzrokowego, prowadzące do uszkodzenia aksonów i zwyrodnienia komórek zwojowych siatkówki, model ONC symuluje niektóre z patologicznych cech różnych neuropatii nerwu wzrokowego, takich jak urazowa neuropatia nerwu wzrokowego i jaskra4,5,6,7. Ten kontrolowany model umożliwia następnie szczegółowe zbadanie mechanizmów leżących u podstaw uszkodzeń, zwyrodnień i potencjalnej regeneracji nerwów w okulistyce i neurobiologii8,9,10,11,12,13,14.
Zastosowanie techniki ONC i związanych z nią badań zostało szeroko zastosowane przy użyciu modeli gryzoni, z ich zaletami pod względem rozmiaru, łatwości obsługi i niskich kosztów utrzymania. Ponadto gryzonie oferują szeroki wachlarz narzędzi do manipulacji genetycznej, które są niezbędne w terapii genowej i interwencjach molekularnych12,14,15. Pomimo tych korzyści, znaczące różnice anatomiczne i fizjologiczne między gryzoniami a ludźmi mają potencjalne ograniczenia w translacji. Techniki leczenia opracowane na gryzoniach mogą nie zostać przeniesione na ludzi ze względu na dużą rozbieżność w wielkości oczu (długość osiowa szczura 6,3 mm16 w porównaniu z 22,5 mm u ludzi). Oczy królika dokładniej naśladują rozmiar ludzkiego oka (długość osiowa królika 15,3 mm17,18), zapewniając w ten sposób lepszy model do rozwoju technik chirurgicznych i badań farmakokinetycznych niż gryzonie. Króliki były wykorzystywane w modelach ONC, ale obecne raporty nie opisują odpowiednio techniki chirurgicznej i/lub nie wykorzystują kantotomii lub okien kostnych19,20,21,22,23,24,25. Istnieją różnice anatomiczne między oczami królików i ludzi, a mianowicie obecność mielinizowanego nerwu, stosunkowo jałowej siatkówki i brak kolagenowej blaszki cribrosa, które ograniczają pełną translację; Niemniej jednak królik może nadal służyć jako odskocznia do ewentualnego translacji na człowieka.
Chociaż techniki ONC zostały opisane w większych modelach zwierzęcych, takich jak świnie4,6, goats5,9, oraz naczelne inne niż ludzie5,26, złożoność procedury i/lub koszt tych modeli ograniczają ich zastosowanie. W ten sposób królik oferuje środek, który jest zarówno ekonomiczny, jak i ma wystarczająco duże oko.
Wychodząc naprzeciw tej potrzebie, nasze badanie wprowadza technikę chirurgicznego ONC udoskonaloną dla modeli królików. Stosując technikę ONC u królików, zamierzamy wypełnić obecną lukę w modelach zwierzęcych, poszerzyć naszą wiedzę na temat uszkodzeń nerwu wzrokowego i chorób neurodegeneracyjnych oraz opracować nowe strategie terapeutyczne.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym badaniu wykorzystano białe króliki nowozelandzkie (4,4 - 4,8 kg). Projekt eksperymentów na zwierzętach był zgodny z wytycznymi ARVO dotyczącymi wykorzystania zwierząt w badaniach okulistycznych i wzrokowych. Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Stanforda dokonał przeglądu i wydał zgodę na te eksperymenty (numer protokołu: APLAC-33781).
1. ONC
2. Odpowiedź źrenicy
UWAGA: Aby ocenić funkcje wzrokowe, przetestuj reakcję źrenic z obu oczu przed (dni -3, -2 i -1) i po ONC (dni +1, +2 i +3) korzystając z procedur opisanych poniżej.
3. Wizualne potencjały wywołane w technologii Flash (VEP)
UWAGA: Aby ocenić integralność ścieżki wzrokowej, od siatkówki przez nerw wzrokowy do kory wzrokowej, zapisz przebiegi VEP z obu oczu przed (dzień -2) i po ONC (dni +7 i +14) w ciemności, korzystając z procedur opisanych poniżej.
4. Etykietowanie i obrazowanie Axon
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Aby ocenić funkcję wzrokową, określono ilościowo reakcję źrenic, obliczając stosunek średnicy źrenicy (ciągła żółta linia w Rysunek 4A) w stosunku do średnicy białko-białko (żółta przerywana linia w Rycina 4A) w warunkach oświetlenia mezopowego i błyskowego, jak pokazano w Rycina 4Przed procedurą ONC zaobserwowano znaczne zwężenie źrenicy w odpowiedzi na światło. Jednakże 1–3 dni po ONC średnica źrenicy wykazała nie...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Badanie to wprowadza szczegółowy protokół wykonywania procedury ONC u królików, kładąc nacisk na mniej inwazyjne podejście do dostępu do nerwu wzrokowego. Poprzednie doniesienia nie zawierały wyczerpujących opisów, wskazówek wizualnych lub opierały się na bardziej inwazyjnych technikach, wymagających implantów, kantotomii bocznej i/lub resekcji kości 19,20,21,22,23,24,25.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają sprzecznych interesów finansowych ani konkurujących ze sobą.
Ta praca była wspierana przez National Eye Institute w ramach grantów K08-EY033407 i P30-EY026877 oraz Research to Prevent Blindness.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 8-0 Powlekany szew Vicryl Violet TG140-8 Dwuramienny | Ethicon | J547G | Używany do procedury zmiażdżenia nerwu wzrokowego |
| Antysedan (chlorowodorek atipamezolu 5,0 mg / ml roztwór) | Zoetis | NDC: 54771-6293 | Używany do aplikacji operacyjnej |
| Bonn Szczypce do wiązania Końcówka kątowa 0,2 mm, Tytan | Tytan Medyczny | TMF502 | Używany do zabiegu |
| zmiażdżenia nerwu wzrokowegoCastroviejo Uchwyt igły Zakrzywiony, Titanium | Titan Medical | TMH105 | Używany do zabiegu zmiażdżenia nerwu wzrokowego |
| Kleszcze do szycia Castroviejo 1x2 0,12 mm Proste, Titanium | Medical | TMF411 | Używany do zabiegu zmiażdżenia nerwu wzrokowego |
| Cerenia (roztwór cytrynianu maropitanu 10 mg / ml) | Zoetis | NDC: 54771-8179 | Używany do aplikacji operacyjnej |
| Jednorazowa igła podskórna ze stali nierdzewnej Elektrody | Natus | 019-476600 | Używane do wizualnego badania potencjału wywołanego |
| Euthasol (390 mg / ml pentobarbital sodu i 50 mg / ml fenytoiny sodu) | Virbac | NDC: 51311-050 | Używany do eutanazji |
| Graefe Muscle Hook, Titanium | Titan Medical | TME133 | Używany do zabiegu zmiażdżenia nerwu wzrokowego |
| Strzykawka insulinowa 1/2 mL, 29 G, 1/2 " | Monoject | 8881600350 | Służy do iniekcji doszklistkowej |
| Jameson Muscle Hook | Titan Medical | TME122 | Służy do zabiegu zmiażdżenia nerwu wzrokowego |
| Kleszcze do wiązania McPhersona Prosta końcówka 0,2 mm, Titanium | Titan Medical | TMF501 | Używany do procedury zmiażdżenia nerwu wzrokowego |
| Normosol-R (izotoniczny roztwór zrównoważonych elektrolitów; płyn krystaloidalny) | ICU Medical Inc. | NDC: 0990-7670 | Używany do aplikacji operacyjnej |
| Ofloksacyna Roztwór okulistyczny 0,3% | Bausch & Lomb | 60505-0560-0 | Używany do aplikacji pooperacyjnej |
| Olympus FLUOVIEW FV3000 | Olympus | FLUOVIEW FV3000 | Konfokalny laserowy mikroskop skaningowy |
| Fenylefryna HCl 2,5% roztwór okulistyczny | Bausch & Lomb | 82260-102-10 | Używany do aplikacji przedoperacyjnej |
| ProLong Gold Antifade Mountant | Invitrogen | P36934 | Podłoże montażowe |
| Proparakaina HCl 0,5% roztwór okulistyczny | Bausch & Lomb | 24208-730-06 | Używany do zastosowań przedoperacyjnych |
| RETeval Wizualne urządzenie elektrodiagnostyczne | LKC Technologies, Inc. | RETeval | Służy do wizualnego testowania potencjału wywołanego |
| Tropicamid 1,0% Roztwór okulistyczny | Bausch & Lomb | 24208-585-64 | Używany do aplikacji przedoperacyjnej |
| Westcott Scissors Zakrzywiony | Titan Medical | TMS401 | Używany do zabiegu zmiażdżenia nerwu wzrokowego |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.